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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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K41/00Propulsion 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
    • H02K41/02Linear motors; Sectional motors
    • H02K41/03Synchronous motors; Motors moving step by step; Reluctance motors
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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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