[发明专利]一种组合式低齿槽力永磁直线电机及其实现方法

权利要求书

1.一种组合式低齿槽力永磁直线电机，其特征在于：所述组合式永磁直线电机由多个单元电机模块拼装组合而成，每个电机单元包括组合式初级和组合式次级，组合式初级由结构相同的初极模块组成并形成连续初级，所述初级模块由初级铁心和电枢绕组组成，电枢绕组绕在初级铁心齿上，组合式次级由具有不同极弧系数的次级模块组成，单个次级模块由永磁体和次级轭板组成，不同次级模块的永磁体宽度不同，厚度相等，通过把具有特定极弧系数的次级模块组合起来形成主次级模块和副次级模块，主次级模块的齿槽力在前半周期为正值，后半周期为负值，副次级模块的齿槽力在前半周期为负值，后半周期为正值，主副次级模块的齿槽力波形高度互补，主次级模块及与其匹配的副次级模块沿次级运动方向积木式组合。

2.根据权利要求1所述的组合式低齿槽力永磁直线电机，其特征在于：所述直线电机的拓扑结构采用单边结构，设有单边初级，其次级由至少一组主、副次级模块沿电机运动依次紧密排列构成，与初级形成面对面结构，单个次级模块由次级轭板和永磁体组成，所述各主副次级模块中包含相同个数的永磁体，单个次级模块内的永磁体的极弧系数相同，不同的次级模块具有不同的极弧系数。

3.根据权利要求1所述的组合式低齿槽力永磁直线电机，其特征在于：所述直线电机的拓扑结构采用双边结构，其初级由两个面对面设置的单边初级构成，双边初级与设置在双边初级之间的双边次级模块配合构成双边直线电机，双边直线电机的次级由至少一组主、副次级模块组成，次级模块次级轭板呈背靠背式紧密拼装，双边永磁体呈现背离状态。

4.根据权利要求2或3所述的组合式低齿槽力永磁直线电机，其特征在于：一组主、副次级模块中，主、副次级模块个数相等或不相等。

5.根据权利要求1所述的组合式低齿槽力永磁直线电机，其特征在于：所述永磁直线电机的磁极采用隐极结构、交替极结构、halbach结构或halbach交替极结构。

6.权利要求1-6任意一项所述的组合式低齿槽力永磁直线电机的实现方法，其特征在于：所述永磁直线电机的齿槽力随动子位置周期性变化，且其初始相位会随着极弧系数逐渐变大而反转，设定总的次级模块数量为M，主次级模块数量为A，副次级模块数量B，M＝A+B,通过有限元求解的方法，以△t为增量求解出次级模块的极弧系数在0～1内变化时的齿槽力与推力波形，各次级模块采用不等极弧系数，共实现种组合，其中N等于1/△t，在得出不同极弧系数下磁极的齿槽力、推力波形后，通过计算机的排列组合运算，计算各组合齿槽力与推力情况，按齿槽力最优构成待选序列，以总的齿槽力波动最小为目标函数，以主、副次级模块的个数及其各自对应的极弧系数为优化参数，选出在推力满足设计要求的条件下最合适的正次级模块数量A，副次级模块数量B及各自对应的极弧系数。