[实用新型]一种直线电机和磁悬浮交通系统

说明书

本文提供了一种直线电机和磁悬浮交通系统，直线电机包括动子和定子，动子包括多个超导线圈；定子包括多个定子线圈集，定子线圈集与超导线圈平行设置；每个定子线圈集均包括第一定子线圈组和第二定子线圈组，第一定子线圈组位于第二定子线圈组靠近所述超导线圈的一侧，第一定子线圈组和第二定子线圈组均包括M相个定子线圈，第一定子线圈组与第二定子线圈组错位设置，以使第一定子线圈组产生的次级谐波和第二定子线圈组产生的次级谐波磁场相互抵消；本文提供了一种直线电机，能够降低定子产生的磁场谐波对动子造成的电磁振动和涡流损耗，避免超导线圈失超；提高超导线圈可靠性。

技术领域

本实用新型涉及磁悬浮直线电机技术领域，尤其是一种直线电机和磁悬浮交通系统。

背景技术

由空心定子绕组和超导磁体组成的超导直线电机具有大推力、高推力密度、高效率等优点，在航天电磁发射、超高速轨道交通等领域具有非常广阔的应用前景。然而超导直线电机在工作时，其定子绕组产生的次级谐波磁场会对超导磁体产生极大的电磁力振动和涡流损耗，容易引起由振动摩擦和涡流损耗导致的超导磁体失超，从而使超导直线电机系统失效。因此减少定子绕组在超导磁体表面产生的次级谐波磁场对降低超导磁体振动、发热，进而提高超导磁体稳定性和可靠性有很大帮助。除此之外，由于单相功率较大，直线电机一般使用开绕组即每相单独供电的方式，以降低单台变流器容量，但这种供电方式要求每相线圈产生的反电势谐波含量尽可能降低，以提高供电电流的正弦型。

现有技术中，采用相邻两相线圈呈前后布置、且相邻两相线圈有重叠的集中式绕组定子的方式来降低总的谐波磁场。但该布置方式仅适用于相位数为3的倍数且相位数为奇数的情境，因此具有较大的局限性；另外，集中式绕组定子的方式在消除主要的谐波成分的同时，又会增大次要的谐波成分，无法做到对所有阶次的谐波磁场的有效降低且也无法有效降低反电势谐波。

另一种是采用斜槽布置的分布式绕组定子的方式，但此方式中每个绕组两条竖直边需要跨越相邻的多相绕组，因此导致每个绕组的上下两条无效的边过长，带来了材料耗费量大且难以布置的问题；并且实际布置场景中，每相线圈与其他相线圈均有重叠的多相绕组，使得定子整体厚度增加，布置其所需的空间也随之增加，形成巨大的空间浪费。

因此，如何减少定子绕组在超导磁体表面产生的次级谐波磁场和反电势谐波仍是目前亟待解决的技术问题。

实用新型内容

针对现有技术的上述问题，本文的目的在于，提供一种直线电机，实现降低定子产生的磁场谐波对超导线圈造成造成的电磁振动和涡流损耗，避免超导线圈失超；提高超导线圈可靠性。

为了解决上述技术问题，本文的具体技术方案如下：

一方面，本文提供一种直线电机，包括动子和定子，所述动子包括多个超导线圈，多个所述超导线圈均匀间隔设置于同一平面上；

所述定子包括多个定子线圈集，所述定子线圈集与所述超导线圈平行设置；

每个所述定子线圈集均包括第一定子线圈组和第二定子线圈组，不同定子线圈集下的各所述第一定子线圈组位于同一平面上，不同定子线圈集下的各所述第二定子线圈组位于同一平面上，所述第一定子线圈组位于所述第二定子线圈组靠近所述超导线圈的一侧，所述第一定子线圈组和所述第二定子线圈组均包括M相个定子线圈，所述第一定子线圈组与所述第二定子线圈组错位设置，以使所述第一定子线圈组产生的次级谐波和所述第二定子线圈组产生的次级谐波磁场相互抵消。

进一步地，每个所述定子线圈均与所述超导线圈平行设置，所述第一定子线圈组中的M 相个定子线圈的排列顺序与所述第二定子线圈组中的M相个定子线圈的排列顺序相同，所述第一定子线圈组中的每个定子线圈和所述第二定子线圈组中相位相同的定子线圈错位设置，以使所述第一定子线圈组中各定子线圈产生的反电势谐波和所述第二定子线圈组中各定子线圈产生的反电势谐波相抵消。

具体地，所述第一定子线圈组中的定子线圈和所述第二定子线圈组中相位相同的定子线圈之间串联连接。