[发明专利]圆筒型动子结构优化方法及横向磁通直线开关磁阻电机

权利要求书

1.圆筒型动子结构优化方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤a)将直线开关磁阻电机的动子(12)对称的等分为N_r个模块，再将N_r个模块分为N_g组，每组模块数为N_m，且每组的筒面高度相同，相邻组之间的筒面在纵向上有α的偏移；

步骤b)根据动子(12)在其筒面上的纵向偏移α，代入公式(1)求得每相动子(12)所受的力F_ph(z，i)：

式中，f_m(z+g*α，i)为动子(12)的单个模块在其相对定子(11)的位移为(z+g*α)、电流为i的情况下受到的力，g表示第g组；

步骤c)将步骤b)所得F_ph(z，i)代入公式(2)求得直线开关磁阻电机产生的推进力F_SR(z，i)：

式中，N_ph是相数，F_SR(z，i)为整个直线开关磁阻电机所有相动子(12)在初始位移为z、电流为i的情况下受直线开关磁阻电机产生的推进力，F_phk(z，i)为直线开关磁阻电机某一项动子(12)在初始位移为z、电流为i的情况下受其对应定子(11)对其产生的合力，k为第k相；

步骤d)根据步骤c)所得推进力F_SR(z，i)代入公式(4)求得力波动系数f_ripple的最小值；

式中，f_ripple(α^opt)为优化率，表示推进力F_SR(z，i)在动子(12)的相邻组之间的空间位移为α时的最大值，表示推进力F_SR(z，i)在动子(12)的相邻组之间的空间位移为α时的最小值，表示推进力F_SR(z，i)在动子(12)的相邻组之间的空间位移为α时的平均值；α表示任意两个相邻组之间的空间位移。

2.具有采用权利要求1所述的圆筒型动子结构优化方法制备的圆筒型动子的横向磁通直线开关磁阻电机，其特征在于，所述横向磁通直线开关磁阻电机包括一壳体和设于壳体内的沿运动方向等距间隔排列的若干相模块(1)，所述相模块(1)包括从外至内同轴设置一圆筒型定子(11)和一动子(12)，所述定子(11)和动子(12)的轴心处贯穿有传动轴(2)，所述动子(12)与定子(11)之间形成一气隙(3)；所述动子(12)的筒面呈二级错位或三级错位，所述定子(11)和动子(12)磁力连接。

3.根据权利要求2所述的横向磁通直线开关磁阻电机，其特征在于，所述定子(11)包括定子轭(111)、定子齿(112)和电枢绕组(113)，所述定子齿(112)均匀间隔分布于定子轭(111)内表面且沿定子轭(111)径向朝向内侧延伸，所述电枢绕组(113)以集中绕组形式绕制在定子齿(112)上。

4.根据权利要求2所述的横向磁通直线开关磁阻电机，其特征在于，所述动子(12)根据其独立的N_r个磁路进行等分，并分为N_g组，所述动子(12)的筒面在其相邻组的纵向上有位移α。

5.根据权利要求2所述的横向磁通直线开关磁阻电机，其特征在于，所述定子轭(111)、定子齿(112)、动子(12)由铁磁材料50WG600-0.5mm构成。