CN101304207A - 一种线圈互感耦合的直线开关磁阻电机 - Google Patents

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Abstract

一种线圈互感耦合的直线开关磁阻电机，包括初级和次级，初级由分布的多相电枢绕组和硅刚片叠制而成的铁芯组成。次级由硅刚片叠制而成但又没有绕组，初、次极为凸极结构，初、次极上的极数同旋转型开关磁阻电机，可以做成4/6、8/12极等形式。结构形式可以为单边或双边，可以是动圈式或动铁芯式。电机绕组为分布绕组，三相绕组之间互感互相耦合，工作时任何时刻总有两相励磁。解决了现有直线开关磁阻电机绕组利用率低、电机功率密度低的问题，其既可以做电动机，也可以作为发电机。

Description

一种线圈互感耦合的直线开关磁阻电机
技术领域
本发明属于直线电机领域的开关磁阻直线电机，具体涉及一种线圈互感耦合的直线开关磁阻电机。
背景技术
传统的直线开关磁阻电机其初级绕组为集中绕组，其工作时任何时刻只有一相励磁，从而其绕组利用率底，电机功率密度低，绕组之间互感独立。
发明内容
为了解决现有开关磁阻电机绕组利用率低、电机功率密度低的问题，本发明提供了一种能够充分利用材料且功率密度高的线圈互感耦合的直线开关磁阻电机。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括初级和次极，初极由分布的三相电枢绕组和初级叠片叠制而成的铁芯组成，次级由硅刚片叠制而成，且初级和次级均为凸极结构，初级和次级上分别设置有初级齿和次级齿。本发明的初级齿和次级齿的极数为4/6、8/12的形式；初级为单边、双边或圆筒型结构；电机为动圈式或动铁芯式。
本发明通过采用分布式绕组结构，三相绕组之间互感互相耦合，工作时任何时刻总有两相励磁，不仅材料充分利用、而且功率密度高。
附图说明
图1为本发明单边直线开关磁阻电机的结构示意图；
图2是本发明双边直线开关磁阻电机的结构示意图；
图3是本发明圆筒型直线开关磁阻电机的结构示意图；
图4是传统直线开关磁阻电机和本发明的比较，其中(a)为本发明开关磁阻电机的自感和互感，(b)为传统直线开关磁阻电机的电感。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1，参见图1，本发明由初级1和次级4组成，初级1由分布的三相电枢绕组2和由采用硅刚片的初级叠片3叠制而成的铁芯组成；次级4由硅刚片叠制而成但又没有绕组；初、次极为凸极结构，初级1和次级4上分别设置有初级齿5和次级齿6；初、次极上的极数同旋转型开关磁阻电机，可以做成4/6、8/12极等形式；本发明的三相电枢绕组为分布绕组，三相绕组之间互感互相耦合，工作时任何时刻总有两相励磁。
本实施列采用单边平面型直线开关磁阻电机结构，直线开关磁阻电机为单边型结构，包括互感耦合的初极三相电枢绕组、初极、次级。
实施例2，参见图2，本发明可采用双边平面型直线开关磁阻电机，包括互感耦合的初极三相电枢绕组、初极、次极，其它结构同实施例1，互感耦合的双边型开关磁阻直线电机可以更大程度上提高电机的输出力，从而进一步提高电机的功率密度，同时消除单边磁拉力造成的影响。
实施例3，参见图3，本发明可采用圆筒型直线开关磁阻电机，包括初级、初级三相电枢绕组、次极，其它结构同实施例1。
本发明可以做成动次极，也可以做成动初极，基于不同的需求，可以是动圈式，也可以是动铁芯式；可以作为是发电机运行，也可以作为电动机运行。
互感耦合的直线开关磁阻电机的工作原理
结合图1、图2、图3、图4，互感耦合的直线开关磁阻电机提高绕组利用率和电机功率密度的原理如下所述。
本发明提出的新型直线开关磁组电机绕组为分布绕组，如图1所示的绕组布置方式，三相绕组之间互感互相耦合，工作时任何时刻总有两相励磁，其结构形式可以为单边或双边，可以是动圈式或动铁芯式。具体工作原理如下：互感耦合的直线开关磁阻电机在线性、忽略端部效应的情况下电磁力可以表示为式(1)。式(1)中，Mab、Mbc、Mca为三相分布式绕组的互感，i是相电流，L是相绕组电感，x是动子位移。由式(1)可见，相电感的耦合将对电机的出力产生贡献，从而提高发电机的功率密度。
F = 1 2 i a 2 dL a dx + 1 2 i b 2 dL b dx + 1 2 i c 2 dL c dx + i a i b dM ab dx + i b i c dM bc dx + i c i a dM ca dx - - - ( 1 )
传统直线开关磁阻电机和互感耦合直线开关磁阻电机的电感随动子位置的分布见图4(b)。从图中可见，互感耦合直线开关磁阻电机的自感不随动子位置变化；同时在同样的机何尺寸及绕组电流密度下，互感耦合的直线开关磁阻电机互感的变化幅度是传统直线开关磁阻电机自感变化的2倍，这将使得互感耦合的直线开关磁阻电机产生的电磁力要大于传统直线开关磁阻电机，其用做发电机将比传统开关磁阻直线电机有较高的功率密度。
线圈互感耦合的直线磁阻电机的工作原理如下所述。结合式(1)和图(4)可知，由于互感耦合直线开关磁阻电机的自感不随动子位置变化，其dL/dx为零。因此线圈互感耦合的直线开关磁阻电机电磁力取决于相电流脉冲、绕组互感的变化率dM/dx。由图(4)可知，随着动子的运动，三相直线磁阻电机3个绕组互感Mab、Mbc、Mca依次在最小值与最大值间变化。当直线开关磁阻电机作电动运行时，首先在绕组互感Mab增加(dMab/dx＞0)区域，触发该互感绕组对应A、B相功率开关器件，使对应2相绕组电流接通，电机电磁力与动子运动方向相同，直线开关磁阻电机电动运行。后依次通过对三相绕组电力电子开关管导通与关断的控制，使电机工作在dMbc/dx＞0和dMca/dx＞0区域，使电机处于电动运行状态。当直线开关磁阻电机作发电运行时，通过控制三相绕组电力电子开关管，依次使电机工作于dMab/dx＜0、dMbc/dx＜0和dMca/dx＜0区域，电机电磁力与动子运动方向相反，直线开关磁阻电机发电运行，机械能转化为电能，发电运行时，直流励磁电压即可以由蓄电池直接提供，也可以通过对交流电整流得到。

Claims (4)

1、一种线圈互感耦合的直线开关磁阻电机，包括初级(1)和次极(4)，其特征在于：所说的初极(1)由分布的三相电枢绕组(2)和初级叠片(3)叠制而成的铁芯组成，次级(4)由硅刚片叠制而成，且初级(1)和次级(4)均为凸极结构，初级(1)和次级(4)上分别设置有初级齿(5)和次级齿(6)。
2、根据权利要求1所述的线圈互感耦合的直线开关磁阻电机，其特征在于：所说的初级齿(5)和次级齿(6)的极数为4/6、8/12的形式。
3、根据权利要求1所述的线圈互感耦合的直线开关磁阻电机，其特征在于：所说的初级(1)为单边、双边或圆筒型结构。
4、根据权利要求1所述的线圈互感耦合的直线开关磁阻电机，其特征在于：所说的电机为动圈式或动铁芯式。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102035333A (zh) * 2010-12-23 2011-04-27 西安交通大学 采用分布式绕组的永磁开关磁阻电机
CN102185459A (zh) * 2011-05-04 2011-09-14 南通大学 磁悬浮双边磁阻驱动式直接线性传动装置
CN102882347A (zh) * 2012-10-18 2013-01-16 山东大学 双侧定子集中绕组离散导磁块型直线开关磁阻电动机
CN102882348A (zh) * 2012-10-18 2013-01-16 山东大学 单侧定子不等动子齿宽离散导磁块型直线开关磁阻电动机
CN103259384A (zh) * 2012-02-20 2013-08-21 苏州市豪杰机械电子设备有限公司 永磁式双向电磁铁
CN103532265A (zh) * 2013-09-12 2014-01-22 东南大学 一种互感耦合型开关磁阻电机
CN103560647A (zh) * 2013-11-14 2014-02-05 山东大学 一种永磁环定子圆筒形直线开关磁阻电机
CN103560646A (zh) * 2013-11-14 2014-02-05 山东大学 一种永磁环动子圆筒形直线开关磁阻电机
CN105305771A (zh) * 2015-11-17 2016-02-03 西安交通大学 一种横向磁通互感耦合直线开关磁阻电机
CN105375735A (zh) * 2014-08-14 2016-03-02 徐夫子 直线式磁阻马达、引擎及电动机
CN105490409A (zh) * 2016-01-22 2016-04-13 山东理工大学 两相圆筒电磁直线作动器

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102035333A (zh) * 2010-12-23 2011-04-27 西安交通大学 采用分布式绕组的永磁开关磁阻电机
CN102185459A (zh) * 2011-05-04 2011-09-14 南通大学 磁悬浮双边磁阻驱动式直接线性传动装置
CN102185459B (zh) * 2011-05-04 2012-10-31 南通大学 磁悬浮双边磁阻驱动式直接线性传动装置
CN103259384A (zh) * 2012-02-20 2013-08-21 苏州市豪杰机械电子设备有限公司 永磁式双向电磁铁
CN102882348B (zh) * 2012-10-18 2015-06-17 山东大学 单侧定子不等动子齿宽离散导磁块型直线开关磁阻电动机
CN102882347A (zh) * 2012-10-18 2013-01-16 山东大学 双侧定子集中绕组离散导磁块型直线开关磁阻电动机
CN102882348A (zh) * 2012-10-18 2013-01-16 山东大学 单侧定子不等动子齿宽离散导磁块型直线开关磁阻电动机
CN102882347B (zh) * 2012-10-18 2016-07-13 山东大学 双侧定子集中绕组离散导磁块型直线开关磁阻电动机
CN103532265A (zh) * 2013-09-12 2014-01-22 东南大学 一种互感耦合型开关磁阻电机
CN103560646A (zh) * 2013-11-14 2014-02-05 山东大学 一种永磁环动子圆筒形直线开关磁阻电机
CN103560647B (zh) * 2013-11-14 2016-03-09 山东大学 一种永磁环定子圆筒形直线开关磁阻电机
CN103560646B (zh) * 2013-11-14 2016-04-13 山东大学 一种永磁环动子圆筒形直线开关磁阻电机
CN103560647A (zh) * 2013-11-14 2014-02-05 山东大学 一种永磁环定子圆筒形直线开关磁阻电机
CN105375735A (zh) * 2014-08-14 2016-03-02 徐夫子 直线式磁阻马达、引擎及电动机
CN105375735B (zh) * 2014-08-14 2018-03-13 徐夫子 直线式磁阻马达、引擎及电动机
CN105305771A (zh) * 2015-11-17 2016-02-03 西安交通大学 一种横向磁通互感耦合直线开关磁阻电机
CN105490409A (zh) * 2016-01-22 2016-04-13 山东理工大学 两相圆筒电磁直线作动器

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