[发明专利]双边模块化低定位力永磁同步直线电机及其性能优化方法

权利要求书

1.一种双边模块化低定位力永磁同步直线电机，其特征在于包括动子模块（5）和两个定子模块，所述两个定子模块分别为第一定子模块（3）、第二定子模块（3’），所述第一定子模块（3）、第二定子模块（3’）沿设定三维坐标系的z轴分布于动子模块（5）两侧，所述动子模块（5）能够沿所述设定三维坐标系的x轴进行直线运动；

所述动子模块包括至少一组永磁体，其中一组永磁体包括两个边端永磁体和沿所述x轴方向排布于两个边端永磁体之间的多个主永磁体，所述边端永磁体的宽度小于主永磁体，且所述多个主永磁体的宽度相等；

所述第一定子模块包括沿所述x轴设置的第一定子线圈边齿（1.1）和第二定子线圈边齿（1.6），所述第一定子线圈边齿（1.1）和第二定子线圈边齿（1.6）之间间隔分布有多个第一定子线圈主齿（1.3），所述第一定子线圈边齿（1.1）和第二定子线圈边齿（1.6）中的任一者与相邻第一定子线圈主齿（1.3）之间均形成有第一定子线圈边端槽（1.2），任意两个相邻第一定子线圈主齿（1.3）之间形成有第一定子线圈主槽（1.4）；

所述第二定子模块包括沿所述x轴设置的第三定子线圈边齿（1.7）和第四定子线圈边齿（1.8），所述第三定子线圈边齿（1.7）与第四定子线圈边齿（1.8）之间间隔分布有多个第二定子线圈主齿（1.9），所述第三定子线圈边齿（1.7）和第四定子线圈边齿（1.8）中的任一者与相邻第二定子线圈主齿（1.9）之间均形成有第二定子线圈边端槽（1.10），任意两个相邻第二定子线圈主齿（1.9）之间形成有第二定子线圈主槽（1.11）；

所述第一定子模块中任一第一定子线圈边端槽（1.2）、任一第一定子线圈主槽（1.4）分别与第二定子模块中的相应第二定子线圈边端槽（1.10）、相应第二定子线圈主槽（1.11）对齐；

所述两个定子模块中的定子线圈边端槽和定子线圈主槽用于安装电枢绕组，并且所述两个定子模块内的电枢绕组为同相绕组，反电势在相位上相同，幅值等效叠加；

其中，所述两个定子模块的各边端力的合力与各定子线圈边齿的宽度相关，所述两个定子模块的各齿槽力的合力至少与各定子线圈边端槽的宽度及各定子线圈主槽的宽度相关，所述第一定子线圈边齿（1.1）的宽度为Wlt、所述第一定子线圈边端槽（1.2）的宽度为Wbc，所述第一定子线圈主齿（1.3）的宽度为Wt、所述第一定子线圈主槽（1.4）的宽度为Wc，所述第二定子线圈边齿（1.6）的宽度为Wrt、所述第三定子线圈边齿（1.7）的宽度为Wrb、所述第四定子线圈边齿（1.8）的宽度为Wlb，所述一组永磁体中的边端永磁体为z向充磁且宽度为PMzt/2，一个以上主永磁体为x向充磁且宽度为PMxt，一个以上主永磁体为z向充磁且宽度为PMzt，各边端永磁体和各主永磁体的高度均为PMh，且0（Wlt、Wlb、Wrt、Wrb）(PMxt+PMzt)，PMxt=PMzt，Wlt≠Wrt，Wlt=Wrb，Wrt=Wlb，从而能够使所述两个定子模块的各边端力的合力与各齿槽力的合力的相位相同但幅值相反。

2.根据权利要求1所述的双边模块化低定位力永磁同步直线电机，其特征在于：所述两个定子模块的整体长度相等。

3.根据权利要求1所述的双边模块化低定位力永磁同步直线电机，其特征在于：所述第一定子模块中任一第一定子线圈边端槽（1.2）、任一第一定子线圈主槽（1.4）分别与第二定子模块中的相应第二定子线圈边端槽（1.10）、相应第二定子线圈主槽（1.11）呈中心对称。

4.根据权利要求1所述的双边模块化低定位力永磁同步直线电机，其特征在于：所述边端永磁体的宽度为主永磁体宽度的1/2。

5.根据权利要求1所述的双边模块化低定位力永磁同步直线电机，其特征在于：所述一组永磁体具有哈尔巴赫永磁阵列结构。

6.根据权利要求1所述的双边模块化低定位力永磁同步直线电机，其特征在于：所述动子模块还包括支撑背铁（6），所述支撑背铁（6）两侧分别设有一组永磁体，该两组永磁铁对称设置，且该两组永磁体提供的磁路相互串联和/或并联。