CN108599520A - 多动子动磁式分段控制直线电机系统 - Google Patents

多动子动磁式分段控制直线电机系统 Download PDF

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付江波
孟健
邹春花
吉晓凯
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00—Propulsion systems in which a rigid body is moved along a path due to dynamo-electric interaction between the body and a magnetic field travelling along the path
    • H02K41/02—Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
    • H02K41/031—Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors of the permanent magnet type

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Abstract

一种直线电机技术领域的多动子动磁式分段控制直线电机系统，包括：定子，采用分段拼接结构；动子，设有若干个；相对于定子设置，与定子之间设有气隙。本发明中定子分段拼接，各动子独立运行、分段控制，提高系统运行效率。

Description

多动子动磁式分段控制直线电机系统
技术领域
本发明涉及的是一种直线电机领域的技术，具体是一种多动子动磁式分段控制直线电机系统。
背景技术
对于长初级动磁钢型永磁同步直线电机而言，电机运行时，在动子从定子一端运动到另一端期间，整个行程内的定子绕组都同时通电，而起到产生电磁推力的绕组仅为与动子耦合的一段，其它通电部分只起到产生损耗的负面作用，导致了系统运行效率的降低，并且整个电枢绕组的电感较大，会增加控制的难度和成本。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出了一种多动子动磁式分段控制直线电机系统，定子分段拼接，各动子独立运行、分段控制，提高系统运行效率。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：
定子，采用分段拼接结构；
动子，设有若干个；相对于定子设置，与定子之间设有气隙。
所述动子包括固定磁轭的结构件、磁轭和永磁体，其中，结构件由非导磁材料制成，磁轭由导磁材料制成，永磁体采用普通钕铁硼NS极交替分布或采用Halbach阵列。
优选地，所述永磁体采用普通钕铁硼NS极交替分布，设有不少于一对NS极。
优选地，所述Halbach阵列采用45°、60°或90°充磁。
所述各动子结构相同且相互独立，相邻两个动子之间的距离Dmin≥线圈节距。
优选地，所述定子设有数段拼接的电枢铁芯，电枢铁芯上绕设有电枢绕组；所述电枢铁芯为齿槽结构。
优选地，所述定子也可为无铁芯结构，设有若干电枢绕组。
所述电枢绕组采用分数槽集中绕组形式，相邻绕组组成一相或间隔绕组组成一相。
技术效果
与现有技术相比，本发明中定子分段拼接，各动子独立运行、分段控制，能够提高系统运行效率；电枢绕组分段控制，仅与动子耦合部分通入电流，降低损耗，降低电感，提高系统效率，降低控制难度与成本。
附图说明
图1为实施例1的结构示意图；
图2a为实施例1中永磁体极数为2极、NS极交替设置的动子结构示意图；
图2b为实施例1中永磁体极数为3极、NS极交替设置的动子结构示意图；
图3a为实施例1中相邻绕组组成一相的定子结构示意图；
图3b为实施例1中间隔绕组组成一相的定子结构示意图；
图4为实施例2的结构示意图；
图中：定子1、动子2、电枢铁芯11、电枢绕组12、结构件21、磁轭22、永磁体23。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明进行详细描述。
实施例1
如图1和图3a所示，本实施例包括：
定子1，设有数段结构相同、拼接的电枢铁芯11，电枢铁芯11上设有绕制而成的电枢绕组12；所述电枢铁芯11为齿槽结构，齿形结构顶端设有倒角，该倒角可降低电机齿槽力，同时能够缓解齿尖处磁场饱和；
动子2，设有若干个；相对于定子1设置，与定子1之间设有气隙。
如图2a和图2b所示，所述动子2包括固定磁轭的结构件21、磁轭22和永磁体23，其中，结构件21由非导磁材料制成，磁轭22由导磁材料制成，永磁体23采用普通钕铁硼NS极交替分布或采用Halbach阵列。
优选地，所述永磁体23采用普通钕铁硼NS极交替分布，不少于一对NS极；根据推力需求，永磁体极数可以是2极或3极。
优选地，所述Halbach阵列采用45°、60°或90°充磁；Halbach阵列具有单侧磁屏蔽作用，可以将磁场汇聚到一侧，增大电机推力。
所述各动子结构相同且相互独立，同一个线圈上不能同时出现两个动子的磁钢，故相邻两个动子之间的距离Dmin≥线圈节距。
如图3a和图3b所示，所述电枢绕组12采用分数槽集中绕组形式，有利于分段定子间的拼接；相邻绕组组成一相或间隔绕组组成一相。
本实施例具有反馈单元，反馈单元采用无位置传感技术或动栅尺编码器固定不动技术。无位置传感技术，适用于重复定位精度要求不高的低成本应用场合；动栅尺编码器固定不动技术，适用于高重复定位精度要求，无运动线缆的场合。当然反馈单元，也可采用传统的动编码器固定栅尺的方式，但是有运动的线缆，不适合于长距离传输。
实施例2
如图4所示，与实施例1的不同之处在于，所述定子1为无铁芯结构，设有若干电枢绕组12。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种多动子动磁式分段控制直线电机系统，其特征在于，包括：
定子，采用分段拼接结构；
动子，设有若干个；相对于定子设置，与定子之间设有气隙。
2.根据权利要求1所述多动子动磁式分段控制直线电机系统，其特征是，所述动子包括固定磁轭的结构件、磁轭和永磁体，其中，结构件由非导磁材料制成，磁轭由导磁材料制成，永磁体采用普通钕铁硼NS极交替分布或采用Halbach阵列。
3.根据权利要求2所述多动子动磁式分段控制直线电机系统，其特征是，所述永磁体采用普通钕铁硼NS极交替分布，设有不少于一对NS极。
4.根据权利要求2所述多动子动磁式分段控制直线电机系统，其特征是，所述Halbach阵列采用45°、60°或90°充磁。
5.根据权利要求1或2所述多动子动磁式分段控制直线电机系统，其特征是，所述各动子结构相同且相互独立，相邻两个动子之间的距离Dmin≥线圈节距。
6.根据权利要求1所述多动子动磁式分段控制直线电机系统，其特征是，所述定子设有数段拼接的电枢铁芯，电枢铁芯上设有绕制而成的电枢绕组；所述各电枢铁芯均为齿槽结构。
7.根据权利要求1所述多动子动磁式分段控制直线电机系统，其特征是，所述定子为无铁芯结构，设有若干电枢绕组。
8.根据权利要求6或7所述多动子动磁式分段控制直线电机系统，其特征是，所述电枢绕组采用分数槽集中绕组形式，相邻绕组组成一相或间隔绕组组成一相。
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