[发明专利]一种双边错位磁通切换直线电机

说明书

本发明公开了一种双边错位磁通切换直线电机，包括次级和初级3，所述次级为长边定子，初级为短边动子，次级分布在初级的两侧形成两侧次级、中间初级结构；形成两个相互独立、互不干扰的磁场，有效改善系统动态性能；可有效提高电机的推力密度、减小推力波动，实现电机容错的运行，提高电机冗余能力和可靠性。

技术领域

本发明属于电机技术领域，具体涉及一种双边错位磁通切换直线电机。

背景技术

直线电机具有结构简单、性能可靠和非黏着驱动等特点，是轨道交通、电磁发射、电梯牵引等领域的良好选择。定子永磁型磁通切换直线电机结合了定子永磁型磁通切换电机和直线电机的特点，具有结构紧凑、转子结构简单坚固、效率高、推力密度大、反电势正弦度高、低波动等优势，非常适合上述领域，但现有技术中均为磁通单一的电机，其可靠性不够高，冗余能力差，不能实现容错运行，使该类电机在容错性能较高的应用场合的受到限制。

2019年12月31日公开的专利号为CN 201810093586.9的中国专利公开了一种六相逆变器供电的无轴承磁通切换电机驱动方法及系统，把无轴承磁通切换电机中三相转矩绕组改接为六相转矩绕组，然后把空间对称的两相转矩绕组尾端并联后，再和三相悬浮绕组中的一相串联，且三相悬浮绕组采用星型连接方式。这样六相转矩绕组串联三相悬浮绕组，然后采用一个六相逆变器给串联绕组进行供电，从而提高了转子切向旋转和径向悬浮运行的可靠性，同时也简化了绕组供电结构。虽然提供了一种六相电机，但仍无法解决上述技术问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单紧凑、使用方便的双边错位磁通切换直线电机，其实质为，一种模块化六相双边错位磁通切换直线电机，可有效提高电机的推力密度、减小推力波动，实现电机容错的运行，提高电机冗余能力和可靠性。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种双边错位磁通切换直线电机，包括次级和初级，所述次级为长边定子，初级为短边动子，次级分布在初级的两侧形成两侧次级、中间初级结构。

进一步的，所述次级为凸极结构，次级包括次级Ⅰ和次级Ⅱ，次级Ⅰ和次级Ⅱ上靠近初级的一侧均设有次级铁心齿。

进一步的，所述次级Ⅰ与次级Ⅱ平行错开布置，次级Ⅰ和次级Ⅱ分设与初级的两侧，次级Ⅰ和次级Ⅱ分别与初级之间均设有气隙。

进一步的，所述初级包括初级Ⅰ、初级Ⅱ和树脂隔磁板，初级Ⅰ与初级Ⅱ相背布置，树脂隔磁板位于初级Ⅰ与初级Ⅱ之间，初级Ⅰ设置在树脂隔磁板的上侧，初级Ⅰ与次级Ⅰ相对且两者之间设有气隙，初级Ⅱ设置在树脂隔磁板的下侧，初级Ⅱ与次级Ⅱ相对且两者之间设有气隙。

进一步的，所述初级Ⅰ和初级Ⅱ结构相同均包括多个双U形动子单元，双U形动子单元包括双U形铁心、铝镍钴永磁体和集中式电枢线圈，铝镍钴永磁体和集中式电枢线圈均安装在双U形铁心上。

进一步的，所述双U形铁心包括第一双U形铁心齿、第二双U形铁心齿、第三双U形铁心齿和第四双U形铁心齿，第一双U形铁心齿与第二双U形铁心齿之间形成第一U型槽，第二双U形铁心齿与第三双U形铁心齿之间形成第二U型槽，第三双U形铁心齿与第四双U形铁心齿之间形成第三U型槽，铝镍钴永磁体包括铝镍钴永磁体Ⅰ和铝镍钴永磁体Ⅱ，铝镍钴永磁体Ⅰ放置在第一U型槽中，铝镍钴永磁体Ⅱ放置在第三U型槽中，集中式电枢线圈绕在双U形铁心齿上。

进一步的，所述铝镍钴永磁体Ⅰ与铝镍钴永磁体Ⅱ的充磁方向相反，每个铝镍钴永磁体与相邻的双U形铁心齿组成一个“三明治”结构，集中式电枢线圈缠绕在“三明治”结构上构成电枢绕组。

进一步的，所述树脂隔磁板将次级和初级分隔成次级Ⅰ～初级Ⅰ和次级Ⅱ～初级Ⅱ上下两组，气隙位于次级的次级铁心齿与初级的双U形铁心齿之间。

进一步的，所述初级Ⅰ的双U形铁心与初级Ⅱ的双U形铁心在空间位置上沿水平方向错开一个“三明治”结构的距离；次级与次级Ⅱ安装位置错开一个双U形铁心齿距。