[发明专利]自悬浮直流直线电动机

说明书

本发明是自悬浮直流直线电动机。

现今的磁悬浮直线感应电动机或直线同步电动机，其悬浮装置和推进装置是两套各自独立的系统，结构复杂，体积庞大，而已知的直流直线电动机也尚不具有自悬浮功能。中国专利87102996公开了一种横向磁通的直流直线电动机，沿电枢径向极性相反的多对磁极对称分布在电枢两侧，沿电枢轴向排列的相邻的单个磁极极性相反，电刷放在磁极的几何中性线上，这也仅起到推进作用而并无悬浮功能。

本发明的目的在于提供一种将悬浮装置和推进装置合为一体的自悬浮直流直线电动机。

图1为本发明的结构示意图。

本发明是这样实现的：磁极嵌入在工字形轨道电枢两侧的内壁所形成的槽内，位于该槽内之磁极的三个端面分别与所说槽的上壁、下壁及连接这上、下壁之间的侧壁形成上、下、中三个气隙，且当磁极处于初始状态（激磁绕组不通电）时上气隙小于下气隙。磁通以放射状穿过三个气隙而进入电枢与电枢电流作用产生了推进力，并利用磁通与电枢上部铁心间的吸引力构成悬浮装置。

本发明由移动部分（动子）和固定部分（定子）组成，移动部分是成对的激磁磁极1，固定部分是工字形轨道电枢，沿电枢径向极性相反的多对磁极1对称分布在电枢的两侧，沿电枢轴向排列的相邻的单个磁极极性相反，电枢两侧的磁极各有其公用的轭铁3两排磁极安装在C形铁心构件4上，磁极1嵌入在工字形轨道电枢两侧的内壁所形成的槽内，位于该槽内之磁极1的三个端面分别与所说槽的上壁、下壁及连接这上、下壁之间的侧壁形成上、下、中三个空气隙δ₁+H、δ₃和δ₂（磁极处于初始状态）;或者为δ₁，δ₃+H，δ₂（磁极处于悬浮状态），激磁磁通呈放射状从磁极的三个端面穿过电枢经过公用轭铁3和C形铁心4形成回路。

图2为磁极初始状态的位置图，图3为磁极悬浮后的位置图。

当磁极处于初始状态位置时，磁极下端面与电枢形成的空气隙δ₃由机座5和底座10所限定，激磁绕组2通电后，由于设计时保证δ₁+H＜δ₃，上面一路磁阻最小，磁通穿过气隙δ₁+H与上部的电枢铁心的吸引作用产生悬浮力F₁，而磁通穿过气隙δ₃与下部的电枢铁心的吸引作用则产生向下吸引力F₃，只要满足F₁≥（动子重量mg+F₃）即SB²₁/μ₀≥（mg+SB²₃/μ₀）磁极就会悬起，使机座5脱离轨道6，（式中：如S₀为单个磁极上端或下端的工作面积，如有几对磁极，则S＝nS₀，B₁、B₃各为磁极上、下端面的气隙磁密，μ₀为空气的导磁系数。）当磁势为定值时，气隙磁密近似与气隙长度成反比，设δ₁为达到予定提升高度H时的最小气隙，δ₃为下部气隙（未提升时），如取F₁＝1.1mg≥10F₃，即可忽略向下吸引力F₃的影响。亦即SB²₁/μ₀≥10SB²₃/μ₀;或δ²₃≥10（δ₁+H）²，得出初始状态下，上气隙的合理比值为δ₃/（δ₁+H）≥10]]>;

设δ₁＝3mm，H＝7mm，则δ₃＝32mm，