[发明专利]一种用于磁浮列车的永磁与电励磁组合直线电机

说明书

本申请公开了一种用于磁浮列车的永磁与电励磁组合直线电机，采用永磁与电励磁混合形式，用于产生直线电机的牵引励磁磁场，永磁体的加入大幅度降低了电机磁场所需的励磁电流，降低了动子发热量。用于磁浮列车的永磁与电励磁组合直线电机包括：定子及动子；定子的定子铁心内嵌定子电机绕组；动子包括动子磁极铁心及动子励磁绕组，动子磁极铁心内嵌永磁体；动子励磁绕组及永磁体通过与定子电机绕组的磁场耦合产生直线电机牵引力。

技术领域

本发明涉及电气传动与自动化领域，特别是涉及一种用于磁浮列车的永磁与电励磁组合直线电机。

背景技术

目前地面交通运输主要以公路和铁路交通为主，随着社会的发展，其快捷性越来越跟不上时代的步伐。在这两大地面运输系统中,只有铁路运输系统能够进一步提高运输的快捷性，而常规轮轨铁路系统由于其自身无法克服的粘着力和机械上的原因，其最高速度受到很大限制。磁悬浮列车在人类地面交通技术史上第一次实现了车辆与路面之间的无接触、无摩擦、无磨损的运行，克服了传统机车车辆必须通过轮轨机械接触实行列车牵引的许多弊端。其最高运行速度已达500km/h以上，而且它的振动、噪声要比常规轮轨系统小得多，以线性电机驱动是它的优势之一。从经济性的角度来看，磁悬浮列车每个座位的投资是飞机的1/2，而它的速度比轮轨式交通工具快得多，与飞机速度接近，比较适合中、长距离的旅客运输。因此,磁悬浮列车被称为21世纪最理想的交通工具。

长定子直线电机是高速磁浮列车中的核心部件之一，决定了列车的牵引性能，因此研制高性能的长定子直线电机是提高列车性能的关键。

在专利“CN201080027572.9-用于磁悬浮列车的磁极及其制造方法”中，所用磁极完全采用电励磁，由于悬浮列车上供电电池容量有限，产生的励磁磁场也有限，限制了悬浮磁极悬浮力的提升空间；在专利“CN109802549A-一种高速磁浮列车同步直线电机的励磁磁极”中，在悬浮磁极中加入了永磁体进行辅助励磁，但是电机动子除了提供电机励磁磁场还提供悬浮磁场，这样加大了励磁线圈的负担，发热严重。

发明内容

本发明的目的是提供了一种用于磁浮列车的永磁与电励磁组合直线电机，采用永磁与电励磁混合形式，用于产生直线电机的牵引励磁磁场，永磁体的加入大幅度降低了电机磁场所需的励磁电流，降低了动子发热量。

本发明第一方面提供一种用于磁浮列车的永磁与电励磁组合直线电机，包括：

定子及动子；

定子的定子铁心内嵌定子电机绕组；

动子包括动子磁极铁心及动子励磁绕组，动子磁极铁心内嵌永磁体；

动子励磁绕组及永磁体通过与定子电机绕组的磁场耦合产生直线电机牵引力。

进一步的，永磁体为分段结构，分段结构的分段段数至少为两个，永磁体设置在动子磁极铁心靠近定子的一侧。

进一步的，动子磁极铁心内部开设有永磁体槽，永磁体槽用于设置永磁体，永磁体槽的数量与分段段数相同。

进一步的，还包括：

动子磁极磁轭；

动子磁极磁轭用于连接动子磁极铁心。

进一步的，动子磁极铁心开设有安装孔；

安装孔用于固定动子磁极铁心。

进一步的，动子磁极铁心开设有减重孔，减重孔用于减轻动子磁极铁心的重量。

进一步的，当磁浮列车处于低速运行时，动子励磁绕组及永磁体通过与定子电机绕组的磁场耦合产生直线电机牵引力。

进一步的，当磁浮列车处于高速运行时，根据牵引需求减小动子励磁绕组的励磁电流，动子励磁绕组及永磁体通过与定子电机绕组的磁场耦合产生直线电机牵引力。