CN101552534B - 横向磁通圆筒型永磁直线同步电机 - Google Patents

横向磁通圆筒型永磁直线同步电机 Download PDF

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CN101552534B CN2009100720586A CN200910072058A CN101552534B CN 101552534 B CN101552534 B CN 101552534B CN 2009100720586 A CN2009100720586 A CN 2009100720586A CN 200910072058 A CN200910072058 A CN 200910072058A CN 101552534 B CN101552534 B CN 101552534B
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Abstract

横向磁通圆筒型永磁直线同步电机,它涉及电机领域,它解决了现有直线电机效率低、涡流损耗大、工艺复杂;以及影响控制精度和动态特性的问题,本发明包括初级、次级和气隙;相电枢单元数为S=nm,其中n为自然数,次级永磁体所形成的轴向磁极数为P=2i,其中i为自然数;当S与P不存在公约数时,则S个相电枢单元沿轴向均分为m组,每相邻的n个相电枢单元属于一相,当S与P存在最大公约数j时,则S个相电枢单元沿轴向均分为mj份,每相邻的n/j个相电枢单元上的绕组属于一相,沿轴向相邻两个相电枢单元之间的相单元电枢铁心齿距τt与沿轴向永磁体的极距τp之间满足关系mkτt=(mk±1)τp,其中m、k均自然数,m为电机的相数。该电机既可作电动机,也可作发电机。

Description

横向磁通圆筒型永磁直线同步电机技术领域
[0001] 本发明涉及到电机技术,具体涉及到一种圆筒型永磁直线同步电机。 背景技术
[0002] 现有的纵向磁通圆筒型永磁直线同步电机的结构如图10所示。当电枢铁心采用 硅钢片叠成时,由于叠片方向为轴向,永磁体以及绕组通电产生的电枢磁场方向有一部分 会与叠片方向相同,在铁心中形成较大的涡流,产生较大的涡流损耗,并且铁心叠片工艺复 杂,加工成本高;如果采用实心铁心,虽然工艺简单、成本低,但铁心会产生更大的涡流损 耗,大大降低电机的效率。同时,由于相与相之间都存在磁耦合,这一方面会因互感的存在 影响电流的控制精度;另一方面也会因每一相绕组通电产生的磁通所经过的磁路较长而使 定子铁耗较大,从而限制了电机效率的进一步提高。发明内容
[0003] 本发明为了解决解决现有直线同步电机效率低、涡流损耗大,叠片铁心工艺复杂, 加工成本高;实心铁心存在更大的涡流损耗;以及存在影响电流的控制精度和电机的动态 特性的互感问题,而提出了一种横向磁通圆筒型永磁直线同步电机。
[0004] 本发明的第一种横向磁通圆筒型永磁直线同步电机,它包括初级、次级和气隙;
[0005] 初级包括S个相电枢单元和机壳,其中S = nm,S个相电枢单元排布在机壳内壁 上;相电枢单元包括相单元电枢铁心和相单元电枢绕组,相邻相单元电枢铁心上的线圈绕 向相反;每个相单元电枢铁心为在内圆周上均勻设置有2q个齿的圆环铁心,相单元电枢绕 组为集中绕组,相单元电枢铁心的每个齿上缠绕线圈,相邻齿上的线圈绕向相反,同一个相 单元电枢铁心的齿上所有线圈串联连接为一个相单元电枢绕组;
[0006] 次级包括永磁体阵列和轴筒;永磁体阵列排布在轴筒的外壁上;所述永磁体阵列 中的轴向磁极数为P = 2i;
[0007] 当S与P不存在公约数时,则S个相电枢单元沿轴向均分为m组,每相邻的η个相 电枢单元属于一相,同相相邻通相的相单元电枢绕组串联在一起组成一相绕组;
[0008] 当S与P存在最大公约数j时,则S个相电枢单元沿轴向均分为mj份,每相邻的 n/j个相电枢单元为同一相,属于同一相的相单元电枢绕组串联、并联或混联组成一个相电 枢绕组;
[0009] 沿轴向相邻两个相电枢单元之间的相单元电枢铁心齿距τ t与沿轴向永磁体阵列 中的永磁体的极距τρ之间满足关系mk、= (mk 士 1) τ p,
[0010] 其中η、q、i、j、m、k均自然数,当电机为两相电机时,m = 4,否贝U,m为电机的相 数;
[0011] 永磁体阵列由长条形永磁体和瓦片形导磁轭组成,长条形永磁体的充磁方向为切 向充磁,所述长条形永磁体和瓦片形导磁轭沿圆周方向相间排列,所述2i个长条形永磁体 沿轴向相邻排列,所述2i个瓦片形导磁轭沿轴向相邻排列,轴向相邻或者圆周向相邻的两块长条形永磁体的充磁方向相反。
[0012] 本发明的第二种横向磁通圆筒型永磁直线同步电机,它包括初级、次级和气隙;
[0013] 初级包括S个相电枢单元和机壳,其中S = nm,S个相电枢单元排布在机壳内壁 上;相电枢单元包括相单元电枢铁心和相单元电枢绕组,相邻相单元电枢铁心上的线圈绕 向相反;每个相单元电枢铁心为在内圆周上均勻设置有2q个齿的圆环铁心,相单元电枢绕 组为集中绕组,相单元电枢铁心的每个齿上缠绕线圈,相邻齿上的线圈绕向相反,同一个相 单元电枢铁心的齿上所有线圈串联连接为一个相单元电枢绕组;
[0014] 次级包括永磁体阵列和轴筒;永磁体阵列排布在轴筒的外壁上;所述永磁体阵列 中的轴向磁极数为P = 2i;
[0015] 当S与P不存在公约数时,则S个相电枢单元沿轴向均分为m组,每相邻的η个相 电枢单元属于一相,同相相邻通相的相单元电枢绕组串联在一起组成一相绕组;
[0016] 当S与P存在最大公约数j时,则S个相电枢单元沿轴向均分为mj份,每相邻的 n/j个相电枢单元为同一相,属于同一相的相单元电枢绕组串联、并联或混联组成一个相电 枢绕组;
[0017] 沿轴向相邻两个相电枢单元之间的相单元电枢铁心齿距τ t与沿轴向永磁体阵列 中的永磁体的极距τρ之间满足关系mk、= (mk 士 1) τ p,
[0018] 其中η、q、i、j、m、k均自然数,当电机为两相电机时,m = 4,否贝U,m为电机的相 数;
[0019] 永磁体阵列由扇形永磁体和瓦片形导磁轭组成,扇形永磁体的充磁方向为轴向充 磁,多个扇形永磁体沿圆周方向排列组成一个永磁体环,多个瓦片形导磁轭沿圆周排列组 成一个导磁轭筒,2i个永磁体环与2i个导磁轭筒沿轴相间排列,每轴向相邻或者圆周向相 邻的两块扇形永磁体的充磁方向相反。
[0020] 本发明的第三种横向磁通圆筒型永磁直线同步电机,它包括初级、次级和气隙;
[0021] 初级包括S个相电枢单元和机壳,其中S = nm,S个相电枢单元排布在机壳内壁 上;相电枢单元包括相单元电枢铁心和相单元电枢绕组,相邻相单元电枢铁心上的线圈绕 向相反;每个相单元电枢铁心为在内圆周上均勻设置有2q个齿的圆环铁心,相单元电枢绕 组为集中绕组,相单元电枢铁心的每个齿上缠绕线圈,相邻齿上的线圈绕向相反,同一个相 单元电枢铁心的齿上所有线圈串联连接为一个相单元电枢绕组;
[0022] 次级包括永磁体阵列和轴筒;永磁体阵列排布在轴筒的外壁上;所述永磁体阵列 中的轴向磁极数为P = 2i;
[0023] 当S与P不存在公约数时,则S个相电枢单元沿轴向均分为m组,每相邻的η个相 电枢单元属于一相,同相相邻通相的相单元电枢绕组串联在一起组成一相绕组;
[0024] 当S与P存在最大公约数j时,则S个相电枢单元沿轴向均分为mj份,每相邻的 n/j个相电枢单元为同一相,属于同一相的相单元电枢绕组串联、并联或混联组成一个相电 枢绕组;
[0025] 沿轴向相邻两个相电枢单元之间的相单元电枢铁心齿距τ t与沿轴向永磁体阵列 中的永磁体的极距τρ之间满足关系mk、= (mk 士 1) τ p,
[0026] 其中η、q、i、j、m、k均自然数,当电机为两相电机时,m = 4,否贝U,m为电机的相 数;[0027] 永磁体阵列由长条形永磁体和瓦片形永磁体组成,长条形永磁体与瓦片形永磁体 分别为切向充磁与径向充磁,长条形永磁体与瓦片形永磁体沿圆周方向相间排列,2i个长 条形永磁体沿轴向相邻排列,2i个瓦片形永磁体沿轴向相邻排列,每轴向或者圆周向相邻 的两块长条形永磁体的充磁方向相反;每轴向或者圆周向相邻的两块瓦片形永磁体的充磁 方向相反;并且与上表面为N极的瓦片形永磁体相邻的两块长条形永磁体的充磁方向均指 向所述瓦片形永磁体;与上表面为S极的瓦片形永磁体相邻的两块长条形永磁体的充磁方 向均为背向所述瓦片形永磁体。
[0028] 本发明的第四种横向磁通圆筒型永磁直线同步电机,它包括初级、次级和气隙;
[0029] 初级包括S个相电枢单元和机壳,其中S = nm,S个相电枢单元排布在机壳内壁 上;相电枢单元包括相单元电枢铁心和相单元电枢绕组,相邻相单元电枢铁心上的线圈绕 向相反;每个相单元电枢铁心为在内圆周上均勻设置有2q个齿的圆环铁心,相单元电枢绕 组为集中绕组,相单元电枢铁心的每个齿上缠绕线圈,相邻齿上的线圈绕向相反,同一个相 单元电枢铁心的齿上所有线圈串联连接为一个相单元电枢绕组;
[0030] 次级包括永磁体阵列和轴筒;永磁体阵列排布在轴筒的外壁上;所述永磁体阵列 中的轴向磁极数为P = 2i;
[0031] 当S与P不存在公约数时,则S个相电枢单元沿轴向均分为m组,每相邻的η个相 电枢单元属于一相,同相相邻通相的相单元电枢绕组串联在一起组成一相绕组;
[0032] 当S与P存在最大公约数j时,则S个相电枢单元沿轴向均分为mj份,每相邻的 n/j个相电枢单元为同一相,属于同一相的相单元电枢绕组串联、并联或混联组成一个相电 枢绕组;
[0033] 沿轴向相邻两个相电枢单元之间的相单元电枢铁心齿距τ t与沿轴向永磁体阵列 中的永磁体的极距τρ之间满足关系mk、= (mk 士 1) τ p,
[0034] 其中η、q、i、j、m、k均自然数,当电机为两相电机时,m = 4,否贝U,m为电机的相 数;
[0035] 永磁体阵列由扇形永磁体和瓦片形永磁体组成,扇形永磁体与瓦片形永磁体分别 为轴向充磁与径向充磁,扇形永磁体沿圆周方向相邻排列,瓦片形永磁体沿圆周方向相邻 排列,2i个扇形永磁体和2i个瓦片形永磁体沿轴向相间排列,每轴向或者圆周向相邻的两 块扇形永磁体的充磁方向相反;每轴向或者圆周向相邻的两块瓦片形永磁体的充磁方向相 反;并且与上表面为N极的瓦片形永磁体相邻的两块扇形永磁体的充磁方向均指向所述瓦 片形永磁体;与上表面为S极的瓦片形永磁体相邻的两块扇形永磁体的充磁方向均为背向 所述瓦片形永磁体。
[0036] 本发明采用特殊的横向磁通电枢结构,构成一种横向磁通圆筒型永磁直线同步电 机,消除了相间互感,提高了电机的电流及电磁力控制精度和效率。由于消除了相间的磁耦 合,缩短了绕组励磁磁通的磁路,且电枢铁心可以采用硅钢片叠成,磁通方向与硅钢片叠片 方向垂直,因此本发明可以减小电机的涡流损耗,提高电机的效率,电流控制容易,系统的 可靠性高,结构简单,易实现模块化。本发明的直线电机既可以作为电动机使用,也可以作 为发电机使用,具有广阔的应用前景。该电机既可以作为电动机使用,也可以作为发电机使 用。7附图说明
[0037] 图1是本发明的横向磁通圆筒型永磁直线同步电机的主视图;图2是图1的径向 剖视图;图3是具体实施方式三所述的永磁体阵列平面展开图;图4是具体实施方式四所 述的永磁体阵列的平面展开图;图5是具体实施方式五所述的永磁体阵列的平面展开图; 图6是具体实施方式六所述的永磁体阵列的平面展开图;图7是具体实施方式八所述的永 磁体阵列的平面展开图;图8是具体实施方式七所述的永磁体阵列的平面展开图;图9是 具体实施方式九所述的永磁体阵列的平面展开图;图10是现有的纵向磁通圆筒型永磁直 线同步电机的结构示意图。具体实施方式
[0038] 具体实施方式一:结合图1和图2说明本实施方式。本实施方式的横向磁通圆筒 型永磁直线同步电机由初级、次级和气隙组成;初级包括S个相电枢单元1和机壳2,其中 S = nm, S个相电枢单元1排布在机壳2内壁上;相电枢单元1包括相单元电枢铁心3和 相单元电枢绕组4,相邻相单元电枢铁心3上的线圈绕向相反;每个相单元电枢铁心3为在 内圆周上均勻设置有2q个齿的圆环铁心,相单元电枢绕组4为集中绕组,相单元电枢铁心 3的每个齿上缠绕线圈,相邻齿上的线圈绕向相反,同一个相单元电枢铁心3的齿上所有线 圈串联连接为一个相单元电枢绕组4 ;
[0039] 次级包括永磁体阵列和轴筒6 ;永磁体阵列排布在轴筒6的外壁上;所述永磁体阵 列中的轴向磁极数为P = 2i ;
[0040] 当S与P不存在公约数时,则S个相电枢单元1沿轴向均分为m组,每相邻的η个 相电枢单元1属于一相,同相相邻通相的相单元电枢绕组4串联在一起组成一相绕组; [0041 ] 当S与P存在最大公约数j时,则S个相电枢单元1沿轴向均分为mj份,每相邻 的n/j个相电枢单元1为同一相,属于同一相的相单元电枢绕组4串联、并联或混联组成一 个相电枢绕组;
[0042] 沿轴向相邻两个相电枢单元1之间的相单元电枢铁心3齿距τ t与沿轴向永磁体 阵列中的永磁体的极距τρ之间满足关系mk、= (mk 士 1) τρ,
[0043] 其中n、q、i、j、m、k均自然数,当电机为两相电机时,m = 4,否贝U,m为电机的相数。
[0044] 具体实施方式二 :本实施方式与具体实施方式一不同点在于轴筒6为圆筒形或圆 柱形;轴筒6为导磁材料或非导磁材料。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
[0045] 具体实施方式三:结合图3说明本实施方式,本实施方式与具体实施方式一不同 点在于永磁体阵列由瓦片形永磁体51组成,瓦片形永磁体51的充磁方向为径向充磁,所述 多个瓦片形永磁体51沿圆周方向相邻排列组成一个永磁体圈,沿轴向有2q个永磁体圈相 邻排列,每相邻两块瓦片形永磁体51的充磁方向相反。
[0046] 本实施方式所述的永磁体阵列由瓦片形永磁体51组成,每一块N极瓦片形永磁体 被4块S极瓦片形永磁体包围,每一块S极瓦片形永磁体也被4块N极瓦片形永磁体包围。 其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
[0047] 具体实施方式四:结合图4说明本实施方式,本实施方式与具体实施方式一不同 点在于永磁体阵列由长条形永磁体52和瓦片形导磁轭53组成,长条形永磁体52的充磁方8向为切向充磁,所述长条形永磁体52和瓦片形导磁轭53沿圆周方向相间排列,所述2q个 长条形永磁体52沿轴向相邻排列,所述2q个瓦片形导磁轭53沿轴向相邻排列,轴向相邻 或者圆周向相邻的两块长条形永磁体52的充磁方向相反。其它组成和连接方式与具体实 施方式一相同。
[0048] 具体实施方式五:结合图5说明本实施方式,本实施方式与具体实施方式一不同 点在于永磁体阵列由扇形永磁体M和瓦片形导磁轭53组成,扇形永磁体M的充磁方向为 轴向充磁,多个扇形永磁体M沿圆周方向排列组成一个永磁体环,多个瓦片形导磁轭53沿 圆周排列组成一个导磁轭筒,2q个永磁体环与2q个导磁轭筒沿轴相间排列,每轴向相邻或 者圆周向相邻的两块扇形永磁体M的充磁方向相反。其它组成和连接方式与具体实施方 式一相同。
[0049] 具体实施方式六:结合图6说明本实施方式,本实施方式与具体实施方式一不同 点在于永磁体阵列由长条形永磁体52、瓦片形导磁轭53和扇形永磁体M组成,长条形永磁 体52和扇形永磁体M分别为切向充磁与轴向充磁,长条形永磁体52与瓦片形导磁轭53 沿圆周方向相间排列,2q个扇形永磁体M与2q个瓦片形导磁轭53沿轴向相间排列,每轴 向或者圆周向相邻的两块长条形永磁体52的充磁方向相反,每轴向或者圆周向相邻的两 块扇形永磁体讨的充磁方向相反,并且与同一块瓦片形导磁轭53相邻的两块长条形永磁 体52和两块扇形永磁体M的充磁方向均为指向瓦片形导磁轭53或者均为背向瓦片形导 磁轭53。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
[0050] 具体实施方式七:结合图8说明本实施方式,本实施方式与具体实施方式一不同 点在于永磁体阵列由长条形永磁体52和瓦片形永磁体51组成,长条形永磁体52与瓦片形 永磁体51分别为切向充磁与径向充磁,长条形永磁体52与瓦片形永磁体51沿圆周方向相 间排列,2q个长条形永磁体52沿轴向相邻排列,2q个瓦片形永磁体51沿轴向相邻排列,每 轴向或者圆周向相邻的两块长条形永磁体52的充磁方向相反;每轴向或者圆周向相邻的 两块瓦片形永磁体51的充磁方向相反;并且与上表面为N极的瓦片形永磁体51相邻的两 块长条形永磁体52的充磁方向均指向所述瓦片形永磁体51 ;与上表面为S极的瓦片形永 磁体51相邻的两块长条形永磁体52的充磁方向均为背向所述瓦片形永磁体51。其它组成 和连接方式与具体实施方式一相同。
[0051] 具体实施方式八:结合图7说明本实施方式,本实施方式与具体实施方式一不同 点在于永磁体阵列由扇形永磁体M和瓦片形永磁体51组成,扇形永磁体M与瓦片形永磁 体51分别为轴向充磁与径向充磁,扇形永磁体M沿圆周方向相邻排列,瓦片形永磁体51 沿圆周方向相邻排列,2q个扇形永磁体M和2q个瓦片形永磁体51沿轴向相间排列,每轴 向或者圆周向相邻的两块扇形永磁体讨的充磁方向相反;每轴向或者圆周向相邻的两块 瓦片形永磁体51的充磁方向相反;并且与上表面为N极的瓦片形永磁体51相邻的两块扇 形永磁体M的充磁方向均指向所述瓦片形永磁体51 ;与上表面为S极的瓦片形永磁体51 相邻的两块扇形永磁体M的充磁方向均为背向所述瓦片形永磁体51。其它组成和连接方 式与具体实施方式一相同。
[0052] 具体实施方式九:结合图9说明本实施方式,本实施方式与具体实施方式一不同 点在于永磁体阵列由长条形永磁体52、扇形永磁体M和瓦片形永磁体51组成,长条形永 磁体52、扇形永磁体M与瓦片形永磁体51分别为切向充磁、轴向充磁与径向充磁,长条形永磁体52与瓦片形永磁体51沿圆周方向相间排列,2q+l个扇形永磁体M与2q个瓦片形 永磁体51沿轴向相间排列,每轴向或者圆周向相邻的两块瓦片形永磁体51的充磁方向相 反,每轴向或者圆周向相邻的两块长条形永磁体52的充磁方向相反,每轴向或者圆周向相 邻的两块扇形永磁体讨的充磁方向相反,并且与上表面为N极的瓦片形永磁体51相邻的 两块扇形永磁体讨和两块长条形永磁体52的充磁方向均指向所述瓦片形永磁体51 ;与上 表面为S极的瓦片形永磁体51相邻的两块扇形永磁体M和两块长条形永磁体52的充磁 方向均为背向所述瓦片形永磁体51。其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
[0053] 具体实施方式十:本实施方式与具体实施方式一不同点在于相单元电枢铁心3采 用无齿槽结构,相单元电枢铁心3为圆环形,线圈直接贴附于相单元电枢铁心3的表面上。 其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
[0054] 具体实施方式十一:本实施方式是具体实施方式一的一个实施例,其中m = 3,k = 2, i = 5, η = 4, q = 3,则有沿轴向相邻两个相电枢单元1之间的相单元电枢铁心3齿距 τ t与沿轴向永磁体阵列中的永磁体的极距τ ρ之间满足关系6 τ t = 5 τ ρ ;相电枢单元1的 个数为S = 12个,次级永磁体阵列中的永磁体所形成的轴向磁极数为P = 10 ;
[0055] 相单元电枢铁心3的内圆周上均勻设置有6个齿,相单元电枢绕组4为集中绕组, 相单元电枢绕组4的每个线圈都绕在相单元电枢铁心3的每个齿上,每个相单元电枢铁心 3的相邻齿上的线圈绕向相反,同一个相电枢单元电枢铁心上6个线圈Α11、Α12、Α13、Α14、 Α15、Α16串联在一起组成一个相单元电枢绕组;
[0056] S与P存在最大公约数2,即j = 2,则12个相电枢单元1沿轴向均分为6组:A1、 A2、B1、B2、C1、C2、A3、A4、B3、B4、C3、C4,每相邻的二个相电枢单元 1 (Al 与 A2、B1 与 B2、C1 与C2、A3与A4、B3与B4、C3与C4)上的绕组属于同一相,每相的相邻两个相电枢单元1 (如 A1、A2)铁心齿上的线圈绕向相反,属于同一相的电枢单元1(如A1、A2)上的绕组串联在一 起组成一相绕组(如A相绕组),其它两相绕组的组成以此类推;
[0057] 其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
[0058] 本发明内容不仅限于上述各实施方式的内容,其中一个或几个具体实施方式的组 合同样也可以实现发明的目的。本发明的电机既可为外初级内次级结构或为外次级内初级 结构,以及电机既可为动初级结构,也可为动次级结构。10

Claims (4)

1.横向磁通圆筒型永磁直线同步电机,它包括初级、次级和气隙;初级包括S个相电枢 单元(1)和机壳O),其中S = nm, S个相电枢单元⑴排布在机壳O)内壁上;相电枢单 元(1)包括相单元电枢铁心C3)和相单元电枢绕组G),相邻相单元电枢铁心C3)上的线圈 绕向相反;每个相单元电枢铁心C3)为在内圆周上均勻设置有2q个齿的圆环铁心,相单元 电枢绕组(4)为集中绕组,相单元电枢铁心C3)的每个齿上缠绕线圈,相邻齿上的线圈绕向 相反,同一个相单元电枢铁心(3)的齿上所有线圈串联连接为一个相单元电枢绕组;次级包括永磁体阵列和轴筒(6);永磁体阵列排布在轴筒(6)的外壁上;所述永磁体阵 列中的轴向磁极数为P = 2i;当S与P不存在公约数时,则S个相电枢单元(1)沿轴向均分为m组,每相邻的η个相 电枢单元(1)属于一相,同相相邻通相的相单元电枢绕组串联在一起组成一相绕组;当S与P存在最大公约数j时,则S个相电枢单元(1)沿轴向均分为mj份,每相邻的 n/j个相电枢单元(1)为同一相,属于同一相的相单元电枢绕组串联、并联或混联组成 一个相电枢绕组;沿轴向相邻两个相电枢单元(1)之间的相单元电枢铁心C3)齿距τ 1与沿轴向永磁体 阵列中的永磁体的极距τρ之间满足关系mk、= (mk 士 1) τρ,其中n、q、i、j、m、k均自然数,当电机为两相电机时,m = 4,否则,m为电机的相数; 其特征在于永磁体阵列由长条形永磁体(5¾和瓦片形导磁轭(5¾组成,长条形永磁 体(52)的充磁方向为切向充磁,所述长条形永磁体(52)和瓦片形导磁轭(53)沿圆周方向 相间排列,所述2i个长条形永磁体(52)沿轴向相邻排列,所述2i个瓦片形导磁轭(53)沿 轴向相邻排列,轴向相邻或者圆周向相邻的两块长条形永磁体(5¾的充磁方向相反。
2.横向磁通圆筒型永磁直线同步电机,它包括初级、次级和气隙;初级包括S个相电枢单元(1)和机壳O),其中S = nm,S个相电枢单元(1)排布在机 壳O)内壁上;相电枢单元⑴包括相单元电枢铁心⑶和相单元电枢绕组G),相邻相单 元电枢铁心C3)上的线圈绕向相反;每个相单元电枢铁心C3)为在内圆周上均勻设置有2q 个齿的圆环铁心,相单元电枢绕组(4)为集中绕组,相单元电枢铁心C3)的每个齿上缠绕线 圈,相邻齿上的线圈绕向相反,同一个相单元电枢铁心(3)的齿上所有线圈串联连接为一 个相单元电枢绕组;次级包括永磁体阵列和轴筒(6);永磁体阵列排布在轴筒(6)的外壁上;所述永磁体阵 列中的轴向磁极数为P = 2i ;当S与P不存在公约数时,则S个相电枢单元(1)沿轴向均分为m组,每相邻的η个相 电枢单元(1)属于一相,同相相邻通相的相单元电枢绕组串联在一起组成一相绕组;当S与P存在最大公约数j时,则S个相电枢单元(1)沿轴向均分为mj份,每相邻的 n/j个相电枢单元(1)为同一相,属于同一相的相单元电枢绕组串联、并联或混联组成 一个相电枢绕组;沿轴向相邻两个相电枢单元(1)之间的相单元电枢铁心(¾齿距τ 1与沿轴向永磁体 阵列中的永磁体的极距τρ之间满足关系mk、= (mk 士 1) τρ,其中n、q、i、j、m、k均自然数,当电机为两相电机时,m = 4,否则,m为电机的相数; 其特征在于永磁体阵列由扇形永磁体(54)和瓦片形导磁轭(53)组成,扇形永磁体 (54)的充磁方向为轴向充磁,多个扇形永磁体(54)沿圆周方向排列组成一个永磁体环,多个瓦片形导磁轭(53)沿圆周排列组成一个导磁轭筒,2i个永磁体环与2i个导磁轭筒沿轴 相间排列,每轴向相邻或者圆周向相邻的两块扇形永磁体(54)的充磁方向相反。
3.横向磁通圆筒型永磁直线同步电机,它包括初级、次级和气隙;初级包括S个相电枢单元(1)和机壳O),其中S = nm,S个相电枢单元(1)排布在机 壳O)内壁上;相电枢单元⑴包括相单元电枢铁心⑶和相单元电枢绕组G),相邻相单 元电枢铁心C3)上的线圈绕向相反;每个相单元电枢铁心C3)为在内圆周上均勻设置有2q 个齿的圆环铁心,相单元电枢绕组(4)为集中绕组,相单元电枢铁心C3)的每个齿上缠绕线 圈,相邻齿上的线圈绕向相反,同一个相单元电枢铁心(3)的齿上所有线圈串联连接为一 个相单元电枢绕组;次级包括永磁体阵列和轴筒(6);永磁体阵列排布在轴筒(6)的外壁上;所述永磁体阵 列中的轴向磁极数为P = 2i ;当S与P不存在公约数时,则S个相电枢单元(1)沿轴向均分为m组,每相邻的η个相 电枢单元(1)属于一相,同相相邻通相的相单元电枢绕组串联在一起组成一相绕组;当S与P存在最大公约数j时,则S个相电枢单元(1)沿轴向均分为mj份,每相邻的 n/j个相电枢单元(1)为同一相,属于同一相的相单元电枢绕组串联、并联或混联组成 一个相电枢绕组;沿轴向相邻两个相电枢单元(1)之间的相单元电枢铁心C3)齿距τ 1与沿轴向永磁体 阵列中的永磁体的极距τρ之间满足关系mk、= (mk 士 1) τρ,其中n、q、i、j、m、k均自然数,当电机为两相电机时,m = 4,否则,m为电机的相数; 其特征在于永磁体阵列由长条形永磁体(5¾和瓦片形永磁体(51)组成,长条形永磁 体(52)与瓦片形永磁体(51)分别为切向充磁与径向充磁,长条形永磁体(52)与瓦片形永 磁体(51)沿圆周方向相间排列,2i个长条形永磁体(52)沿轴向相邻排列,2i个瓦片形永 磁体(51)沿轴向相邻排列,每轴向或者圆周向相邻的两块长条形永磁体(5¾的充磁方向 相反;每轴向或者圆周向相邻的两块瓦片形永磁体(51)的充磁方向相反;并且与上表面为 N极的瓦片形永磁体(51)相邻的两块长条形永磁体(5¾的充磁方向均指向所述瓦片形永 磁体(51);与上表面为S极的瓦片形永磁体(51)相邻的两块长条形永磁体(5¾的充磁方 向均为背向所述瓦片形永磁体(51)。
4.横向磁通圆筒型永磁直线同步电机,它包括初级、次级和气隙;初级包括S个相电枢单元(1)和机壳O),其中S = nm,S个相电枢单元(1)排布在机 壳O)内壁上;相电枢单元⑴包括相单元电枢铁心⑶和相单元电枢绕组G),相邻相单 元电枢铁心C3)上的线圈绕向相反;每个相单元电枢铁心C3)为在内圆周上均勻设置有2q 个齿的圆环铁心,相单元电枢绕组(4)为集中绕组,相单元电枢铁心C3)的每个齿上缠绕线 圈,相邻齿上的线圈绕向相反,同一个相单元电枢铁心(3)的齿上所有线圈串联连接为一 个相单元电枢绕组;次级包括永磁体阵列和轴筒(6);永磁体阵列排布在轴筒(6)的外壁上;所述永磁体阵 列中的轴向磁极数为P = 2i ;当S与P不存在公约数时,则S个相电枢单元(1)沿轴向均分为m组,每相邻的η个相 电枢单元(1)属于一相,同相相邻通相的相单元电枢绕组串联在一起组成一相绕组; 当S与P存在最大公约数j时,则S个相电枢单元(1)沿轴向均分为mj份,每相邻的n/j个相电枢单元(1)为同一相,属于同一相的相单元电枢绕组串联、并联或混联组成 一个相电枢绕组;沿轴向相邻两个相电枢单元(1)之间的相单元电枢铁心(3)齿距τ 1与沿轴向永磁体 阵列中的永磁体的极距τρ之间满足关系mk、= (mk 士 1) τρ,其中n、q、i、j、m、k均自然数,当电机为两相电机时,m = 4,否则,m为电机的相数; 其特征在于永磁体阵列由扇形永磁体(54)和瓦片形永磁体(51)组成,扇形永磁体 (54)与瓦片形永磁体(51)分别为轴向充磁与径向充磁,扇形永磁体(54)沿圆周方向相邻 排列,瓦片形永磁体(51)沿圆周方向相邻排列,2i个扇形永磁体(54)和2i个瓦片形永磁 体(51)沿轴向相间排列,每轴向或者圆周向相邻的两块扇形永磁体(54)的充磁方向相反; 每轴向或者圆周向相邻的两块瓦片形永磁体(51)的充磁方向相反;并且与上表面为N极 的瓦片形永磁体(51)相邻的两块扇形永磁体(54)的充磁方向均指向所述瓦片形永磁体 (51);与上表面为S极的瓦片形永磁体(51)相邻的两块扇形永磁体(54)的充磁方向均为 背向所述瓦片形永磁体(51)。
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