[其他]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：电枢两侧的磁极伸进工字形轨道电枢所形成的槽内并与电枢的内侧面形成上、中、下三个气隙，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嵌入工字形轨道电枢所形成的槽内，使磁极的上、中、下三个端面与电枢内侧面形成δ₁+H，δ₂，δ₃三个空气隙（磁极处于初始状态）;或者为δ₁，δ₂，δ₃+H（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m_g+F₃）即SB³₁/μ_o≥（mg+SB²₃/μ_o）磁极就会悬起，使机座5脱离轨道6，（式中：如So为单个磁极上端或下端的工作面积，如有几对磁极，则S＝nSo，B₁、B₃各为磁极上、下端面的气隙磁密，μ_o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/μ_o≥10SB²₃/μ_o;或δ₃≥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，

当磁极已提升到予定高度H时，代入以上数据则气隙比值变为（δ₃+H）/δ₁＝ (32+7)/3 ＝13，此时F₁/F₃＝13²故F₃更是微不足道。实质上当上部气隙趋于δ₁时，电枢上部铁心亦趋于饱和，悬浮力不再增加，而磁通会转移至中部和下部。磁通在铁心里的这种自适应调节使悬浮装置具有较软的悬浮刚度（悬浮刚度＝悬浮力对气隙的变化率/设计的悬浮力），从而避免了当路轨不平时出现的暴起暴落现象。