CN108696093A - 线性磁通切换永磁电机 - Google Patents

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CN108696093A CN201810304328.0A CN201810304328A CN108696093A CN 108696093 A CN108696093 A CN 108696093A CN 201810304328 A CN201810304328 A CN 201810304328A CN 108696093 A CN108696093 A CN 108696093A
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T.科尔霍宁
T.普罗斯托
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Abstract

本发明涉及一种线性磁通切换永磁(FSPM)电机(10)，包含：纵向线性定子(14)，其中定子齿部(16)面向空气间隙(a)；以及动子(12)，其包含至少一个电枢(13)，该至少一个电枢包含电枢齿部(18)，该电枢齿部通过狭槽(30)而隔开，以接收电枢绕组(32)。根据本发明，所述电枢齿部(18)中的至少一些电枢齿部(18)，优选全部电枢齿部(18)分别使至少两个永磁体(20、22)嵌入，所述至少两个永磁体连续定位在所述齿部的纵向方向(I)上，由此，两个永磁体(20、22)具有不同的磁特性。

Description

线性磁通切换永磁电机
技术领域
本发明涉及一种线性磁通切换永磁电机，其包含：纵向线性定子，其中定子齿部面向空气间隙；以及动子，其包含电枢，该电枢包含具有轮廓构件的电枢轮廓，该轮廓构件与至少一个永磁体一起形成动子的电枢齿部，由此电枢齿部通过接收电柩绕组的狭槽而隔开。所述齿部具有紧靠永磁体安装的第一侧和面向狭槽且紧靠电枢绕组安装的第二侧，由此，所述齿部具有朝向空气间隙的延伸宽度。这种已知的构造例如示于图2(a)中，其中半封闭式的狭槽由齿部尖端形成，所述齿部尖端在齿部的最上部中延伸，使得铜或绕组在狭槽中所在的区域不受具有增加的宽度的齿部尖端的影响。该实施例具有如下优势：电枢绕组的铜的空间不受延伸的齿部尖端的影响。
背景技术
在线性磁通切换永磁电机(FSPM)中，该解决方案可能导致伴随有磁通泄漏的齿部尖端中的过饱和，并且可能甚至导致永磁体的不可逆的消磁。
CN104242501A公开了一种根据权利要求1的前序部分的线性磁通切换永磁电机。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种FSPM电机，其中上述问题被减少。
该目的通过根据权利要求1的线性FSPM来实现。本发明的优选实施例为从属权利要求的主题。本发明的优选实施例还在说明书中以及附图中得到描述。
基本上，本发明的线性磁通切换永磁(FSPM)电机包含：纵向线性定子，其中定子齿部面向空气间隙；以及动子，其包含至少一个电枢，该电枢包含电枢齿部，该电枢齿部通过接收电枢绕组的狭槽而隔开。根据本发明，至少一些电枢齿部、优选所有的电枢齿部分别使至少两个永磁体嵌入，至少两个永磁体连续定位在齿部的纵向方向I上，由此，两个永磁体具有不同的磁特性。
在电枢齿部尖端的区域中，磁通密度实际上较高，这可导致过饱和。进一步远离齿部尖端，永磁体中的磁通密度降至相对低值。该低操作磁通密度值可以引起永磁体的不可逆的消磁，尤其是当永磁体在高温条件下工作时。因此，选择具有良好消磁特效的第二永磁体用于该齿部区域，该区域优选在电枢齿部的大部分长度范围内延伸。无论如何，例如为钕磁体的具有良好的不可逆的消磁特效的磁体具有较弱的剩磁，这意味着电机的性能通过在磁化方面选择较强的磁体而下降，该较强的磁体在另一方面在剩磁方面较弱。因此，在电枢齿部的长度上使用两个不同的永磁体(混合磁体)解决了该问题，因为在电枢齿部的最大长度范围内，使用第二永磁体，第二永磁体具有良好的消磁特效，但是具有较低的剩磁，并且仅在齿部尖端的区域中，使用具有高剩磁的第一永磁体，这带来了良好的效率。该类永磁体混合物满足了对有效永磁体的需求，并在另一方面满足了在电枢齿部的最大长度范围内对消磁有良好防扩的需求。
优选地，第一永磁体具有比第二永磁体在平行于空气间隙的平面中更大的横截面区域，这经由比第二永磁体更大的宽度而获得。这减少了齿部尖端中过饱和的危险。另外，该特征具有以下效应：第一和第二磁体的整个组具有增加的效率，并且磁通泄漏减少。
在本发明的优选实施例中，第一永磁体的上表面与齿部尖端对准。这导致以下事实：第一永磁体用于存在最高磁通密度的区域中。通过使用具有低剩磁但另一方面具有良好消磁特性的第二永磁体，可以根本上提高SPM电机的可靠性和操作效率。
优选地，第一和第二永磁体的材料彼此不同，如上文已提及的，使得优选地，与优选具有更高剩磁的第一永磁体相比，第二磁体具有较低剩磁但具有更好的不可逆的消磁特性，以增加效率。因为在电枢齿部的下部部分中的磁通密度不与上部区域(特别是齿部尖端)中一样高，所以低剩磁与良好的消磁特性一起改善了电机的可靠性。
优选地，第一和第二永磁体的材料彼此不同，使得对不同的剩磁和消磁特性的需求已通过选择永磁体的相应基材得到满足。
优选地，电枢齿部的宽度朝向它们的尖端(以及朝向空气间隙)增加，由此，电枢齿部的宽度增加已在电枢齿部的纵向方向上开始，因为电枢齿部的延伸宽度部分在电枢齿部的纵向方向I上在电枢绕组的高度处开始，即齿部和相邻绕组面向彼此。经由该措施，电枢齿部的宽度增加在它们长度的较大部分上发生。相对于如图2(a)中所示的已知设计，这导致在齿部尖端处减小的磁通密度。尽管用于电枢绕组的铜的空间在本发明的解决方案中减小，但是仍在本质上减少磁通泄漏、避免过度磁通密度和相应地减少永磁体消磁的危险。
优选地，电枢齿部的宽度增加在它们长度的至少一半上发生。相应地，在该电机几何形状中，更好地分布和调谐磁通。
优选地，电枢齿部的宽度连续地增加，而没有在它们的第二侧上形成边缘。电枢齿部的该几何形状导致均匀的磁通和磁通泄漏的减少。
在本发明的优选实施例中，电枢齿部的宽度的增加朝向空气间隙连续增加。该特征导致以下事实：第二侧在齿部尖端或空气间隙的方向上在相邻狭槽的方向上不断地向外弯曲。因此，在齿部尖端处的磁通泄漏最小化，并且在空气间隙的方向上在电枢齿部中没有过饱和发生。
有利地，齿部宽度增加至少部分地通过轮廓构件的宽度增加部分的宽度增加而实现。因此，延伸齿部几何形状可以通过宽度延伸部分的几何形状容易地设计。当然，永磁体的宽度增加还可有助于齿部朝向齿部尖端的宽度延伸，尤其是如果几个永磁体用于一个齿部或极的话。
在优选实施例中，电枢具有至少一个电枢基部，其平行于空气间隙延伸。从电枢基部，电枢构件在空气间隙的方向上(即垂直于电枢基部)突出。电枢基部可以是在动子长度的较大部分上延伸(例如在动子长度的三分之一、一半或甚至整个长度上延伸)的一片式零件。相应的大数量电枢构件连接至该电枢基部，优选地作为一片式零件。替代地，电枢还可由一连串单个U形电枢轮廓构成，该单个U形电枢轮廓仅具有两个轮廓构件作为垂直于轮廓基部延伸的电枢构件。在这些情况中的任一个中，电枢构件形成电枢齿部的一部分。那么，电枢齿部朝向空气间隙的齿部宽度增加优选由嵌入永磁体的两个电枢构件的宽度增加部分形成以及第一永磁体相对于第二永磁体的宽度增加形成。特别地，如果该特征与第一永磁体相对于第二永磁体的较高剩磁结合，则导致减小的齿部饱和和增加的扭矩。
在本发明的优选实施例中，电枢齿部朝向空气间隙的齿部宽度增加由两个相邻电枢轮廓的轮廓构件的宽度增加部分以及第一永磁体相对于第二永磁体的宽度增加形成。该实施例使用宽度增加以通过增加第一永磁体的位于齿部尖端的区域中的横截面区域(宽度)来改善流过齿部的磁通。
在本发明的优选实施例中，嵌入电枢齿部的永磁体在背离空气间隙的背侧突出到电枢轮廓的基部外。因此，在轮廓基部的区域中的磁通泄露被有效地减少。优选地，该突出部或悬垂部的大小在2mm至6mm之间，优选在3mm至6mm之间。
优选地，动子齿部在动子的移动方向上动子的每米长度的数量在22至42之间，优选地在27至37之间。由于饱和，动子的每米长度的齿部(极)的相当高的数量一方面导致与例如每米13个极相比减少的转矩。
然而，更高的极数量减小了电机的齿槽转矩或转矩脉动。根据本发明的基本想法，由于更高数量的极和转矩的减小，该饱和效应另一方面通过使电枢齿部具有延伸宽度部分而满足。
优选地，两个不同的磁体安装在各个电枢齿部的第一侧之间，因此第二永磁体在电枢齿部的长度的较大部分上延伸，而第一永磁体朝向空气间隙a安装在第一永磁体上。
在本发明的优选实施例中，狭槽的数量增加。如此，在各个狭槽中的磁通密度减小，这再次减少了磁通泄漏，并且齿部中过量磁通密度停止，因此减小永磁体消磁的风险。用这种方法，电枢轮廓构件和永磁体可具有减小的宽度。因此，优选地，电枢齿部的宽度小于间隙宽度的30％。在本申请中，术语“宽度”指的是在动子的移动方向(或定子的纵向方向)上的延伸范围。术语“长度”涉及垂直于空气间隙平面的维度。
本发明还涉及包含如上文描述的线性电机的电梯。因此，FSPM电机的动子沿着电梯轿厢的一侧被连接，定子安装在沿着电梯井延伸的梁上。具有由此指定的电机的电梯一方面具有良好的效率，另一方面具有良好的操作特性和高可靠性、特别是相对于FSPM电机的永磁体的消磁而言。
以下术语用作同义词：电枢轮廓——层压堆叠——堆叠区段；PM——永磁体——磁体；铜——电枢绕组；电机——机器；突出部——悬垂部。
本发明强调用于改善FSPM电机的磁特性的三种技术，如以下讨论的：
1、朝向空气间隙的齿部宽度增加
2、永磁体在电枢基部处的磁体悬垂部
3、至少两个不同的永磁体的混合永磁体实施方式
1、朝向空气间隙的齿部宽度增加
如果狭槽的数量增加(例如，从13个狭槽到25个狭槽)，则25个狭槽电机中的永磁体厚度和电枢齿部厚度是13个狭槽结构中的一半(如果没有做另外的几何形状修改的话)。
假设狭槽的数量翻倍，则增加狭槽的数量会导致新的狭槽具有原始狭槽的厚度的一半。因此，在具有较高数量的狭槽的电机中，磁性回路使具有较低数量的狭槽的原始电机的磁阻加倍。较高磁阻的一个主要贡献来自于较窄的空气间隙区域。在图3a)和3b)中，显示了与如图3a)所示的厚齿部中的磁通相比，磁通传导通过的空气间隙区域在如图3b)所示的薄齿部的情况下较小。如果例如薄齿部的宽度是厚齿部宽度的一半，这意味着在根据图3b)的薄齿部的情况中的磁阻是根据图3a)的厚齿部中的磁阻的两倍，因为磁阻与传导面积(A)成反比，如等式(1)中所见：
其中，Rδ是空气间隙的磁阻，δ是空气间隙的长度，μ0是真空的磁导率，以及Aδ是磁通传导面积。
通过单个永磁体，较高的磁阻不可逆地导致引导通过空气间隙的较小的磁通。因此，在具有高数量狭槽和相应小的齿部厚度的FSPM电机的情况下，有利的是，应用具有增加的齿部宽度的齿部导致半封闭式电枢狭槽。目标是增加使磁通传导通过的空气间隙区域，如图4a)和图4b)所示，图4a)公开了矩形齿部设计，图4b)显示了增加的齿部宽度设计。
通过将半封闭式狭槽应用于具有薄电枢齿部的FSPM中，可以显著减小空气间隙磁阻。然而，增加行进通过应用于PMSM中的空气间隙的磁通是常规方法。不过，该方法具有显著的缺点。缺点的原因解释于图5a中。在该图中，显示了齿部中的磁通集中的累积效应导致朝向空气间隙的强烈的磁通过饱和。然而，该过饱和增加磁性回路的磁阻(不在空气间隙中，而是在层压堆叠中)，并且因此减小横越空气间隙的PM磁通。
半封闭式狭槽常规地通过齿部尖端实施，如图2(a)所示。相应地，齿部尖端应在狭槽中占据尽可能小的空间，以为铜保留该空间(在绕组高度28下方)。然而，申请人发现，在FSPM机器中，已透露有利地，与为铜保留空间相比，使齿部朝向空气间隙更宽。更宽的齿部补偿在狭槽中的更少的铜，并且通过增大横越空气间隙的PM磁通来增加FSPM机器的力密度。相应地，用于电枢的优选齿部设计从如图2(a)所示的半封闭式间隙的现有技术设计变为根据图2(b)和2(c)的形状，其中齿部的宽度增加延伸进电枢绕组的铜高度28下方的区域中的铜的区域中。因此，在图2(a)中，宽度增加在电枢齿部的长度的一半上延伸。在图2(c)中，宽度增加甚至在电枢齿部的整个长度上延伸(从铜基或轮廓基部计算的)。
这防止局部区域具有强烈的过饱和。因此，FSPM机器的性能得到增强。在由具有半封闭式狭槽(图2(a))和本发明的设计(图2(b))的电机拓扑产生的力的比较示于图6中。
在图6只，由具有半封闭式狭槽的FSPM生成的力以实线示出，而由具有提出的本发明齿部形状(具有朝着已经在铜区域中的空气间隙增加的宽度)的FSPM生成的力以虚线示出。可以看见，在提出的齿部形状的情况下，可将由FSPM电机产生的力增大30％。
2、在电枢基部的磁体悬垂部
常规上，在FSPM机器中，磁体具有与层压堆叠区段相同的高度(或在垂直于空气间隙的方向I上，轮廓构件的长度加上轮廓基部的延伸部分)。然而，如果主要磁路具有高磁阻，一定量的磁通泄漏可发生。如果磁通泄漏的量是适量的，则它对由FSPM机器生成的力密度是不重要的。然而，如果该磁通泄漏在层压堆叠或电枢轮廓中占据一定空间，则这会导致在一定区域中增加的过饱和，这会再次增加主要磁性回路的磁阻。因此，磁通泄漏会出现在两个电枢轮廓之间的电枢基部处。该泄漏以与主要且有用的磁通相同的路线流过，并且因此对总磁性回路磁阻有一定影响。为了减少电枢基部处的泄漏，磁体的长度延伸，使得其在背离空气间隙的背侧突出至电枢轮廓外。
因此，图7a显示当永磁体不突出至电枢轮廓外时，两个电枢轮廓之间的磁通密度分布和泄漏路径。图7b显示当磁体突出(悬垂)约3.5mm时，磁通密度分布和磁通泄漏。在悬垂永磁体的情况下，在层压齿部的顶端处的磁通密度减小，并且可使该区域更薄，因此增加用于铜的狭槽空间。
3、混合永磁体实施方式
具有相对薄的齿部的FSPM的磁性回路具有大磁阻。因此，永磁体中的磁通密度会降低至相对低的值。该低操作磁通密度值可以引起永磁体的不可逆消磁，特别是当永磁体以高温条件工作时。
为了避免该不可逆消磁，选择用于永磁体的材料类型应专用于恶劣的工作条件。然而，具有良好不可逆消磁特性的永磁体，例如钕磁体，在另一方面具有弱剩磁。这意味着机器的性能通过选择在消磁方面较强且在剩磁方面较弱的磁体而降低。因此，优选采用混合永磁体系统，其中至少两种不同类型的磁体被选择：
a)第一永磁体，其产生主要工作磁通。
b)第二永磁体，其消除在层压区段之间的磁通泄漏，并且刚好保持正确路线中的主磁通(通过第一磁体组来产生的)。
在该划分的情况下，可根据这两个不同永磁体的功能性来优化它们的材料。第一永磁体组不在恶劣条件下工作，但是可以因此由具有高剩磁(例如Br＝1.3T)的材料类型构成，而第二永磁体不需要具有高剩磁，因为其对主磁通的贡献相对较低，但是其以低磁通密度工作且其需要具有良好的不可逆消磁特性。因此，该第二永磁体组可由具有低剩磁(例如Br＝1.1T)但具有良好消磁特性的材料类型构成。
为了增加创建实际磁通的第一磁体组的有效性且同时为了优化区段形状以减少磁通泄漏，有利的是，使第一永磁体比第二永磁体组更宽(具有更大的横截面面积)，如图1和8所示。包括至少两个不同的永磁体和优选地不同宽度的有利的混合磁体材料提供在优化本发明的FSPM机器以增强其性能且避免不可逆消磁方面的更多自由度。
优选地，并且如电机的电枢几何形状的通常情况，电枢由U形电枢轮廓(堆叠区段)形成，由此动子的每个永磁体嵌入两个相邻的电枢轮廓的侧面之间，其中电枢绕组位于U形电枢轮廓的两个平行构件之间，该平行构件与嵌入的永磁体一起形成电枢齿部。该设计允许甚至具有不同宽度的不同的永磁体牢固地嵌入相邻的电枢轮廓的两个平行构件之间。因此，可能的宽度增加可以通过电枢轮廓的电枢构件的宽度增加来设计和/或通过永磁体的宽度增加来设计，优选地，在齿部尖端中的第一永磁体具有比在下部齿部区域中的第一永磁体更高的宽度，其优选在齿部长度的大部分上延伸。
优选地，每个电枢轮廓通过堆叠起来的电枢轮廓金属片形成，因为在电枢设计中是可靠的且是现行实践的。
优选地，至少一个永磁体在垂直于电枢齿部的纵向方向的方向上被磁化。在该情况下，优选在动子的宽度方向w上的连续永磁体在相反方向上被磁化。
优选地，永磁体在齿部的长度方向I上的长度比电枢轮廓的轮廓构件的长度更长，特别是比电枢轮廓的总长度更长。经由该特征，确保了永磁体突出至电枢背侧，以改善磁通特性，特别是减少磁通泄漏。
优选地，嵌入电枢齿部中的永磁体通过在背离空气间隙(a)的方向上超出电枢轮廓的悬垂部(d)而突出。这减少了在电枢基部处的磁通泄漏，由此悬垂部优选在2至6mm之间，优选在3至5mm之间。
优选地，在动子的移动方向上，由嵌入两个轮廓构件之间的永磁体构成的电枢齿部的宽度相对于相邻电枢狭槽的宽度为40％至65％之间，优选在50％至60％之间，其当然涉及非宽度延伸的齿部部分。这样的极几何形状导致非常有利的磁化特性和强且均匀的磁通。
优选地，齿部的宽度延伸部分的最大宽度为轮廓构件在其未宽度延伸部分中的宽度的30％至60％之间，特别在40％至50％之间。这导致饱和度的增加，并且导致更高的转矩，特别是动子的每米长度的极数量增加，即动子的每米长度有20至40个。
在乘客电梯中的动子典型地具有在0.5m至1.5m之间，特别是在0.7m至1m之间的长度。
以下术语用作同义词：电枢构件——轮廓构件；电枢基部——轮廓基部；通量——磁通；电枢轮廓——电枢铁；齿部——极；电枢基部——电枢基——电枢背部。
本发明原则上还应用于旋转电机，因此在该情况下空气间隙是圆形且非线性的。
当然，本发明还覆盖每个电枢齿部使用三个或更多个不同磁体。这使得能够关于永磁体与空气间隙的距离来优化永磁体。所以，在尖端中，第一永磁体可具有高剩磁，但是具有不那么好的消磁特性。在第一永磁体下面，可以使用第二永磁体，其具有关于剩磁和消磁特性平衡的特性，而在第二永磁体下面，可使用第三永磁体，其具有较低的剩磁但是具有良好的消磁特性。
附图说明
下面，通过与所附示意图有关的实施例描述一些现有技术以及本发明。图中：
图1显示穿过本发明的FSPM电机的定子的一部分和动子的纵向横截面；
图2(a)显示根据现有技术的电枢轮廓设计，其具有半封闭式狭槽；
图2(b)和2(c)显示根据本发明的电枢轮廓形状；
图3a)和3b)显示当齿部宽度因增加齿部数量且减小电枢轮廓构件的宽度而减小时的磁通；
图4a)和4b)显示在已知的半封闭式狭槽的情况下的磁通；
图5a和5b显示现有技术电枢齿部中的磁通以及根据本发明的电枢齿部中的磁通；
图6显示通过具有根据图2(a)的半封闭式狭槽的常规动子产生的力和通过具有根据图2(b)的增加的齿部宽度的动子产生的力；
图7a和7b显示在具有常规设计的轮廓基部处的泄漏磁通(图7a)以及具有根据本发明的永磁体悬垂部的轮廓基部处的泄漏磁通(图7b)；
图8显示具有增加的齿部宽度以及由两个不同的永磁体构成的永磁体混合物的宽度的本发明的动子电枢中的磁通。
具体实施方式
图1显示线性FSPM电机10，其包含动子12和定子14，该定子仅部分示出，因为在电梯井中的高层电梯中，定子通常延伸几米至几十米，甚至几百米的长度。该动子12通常连接在电梯轿厢的侧面旁边，并且定子14和动子12之间的共同作用用于使电梯轿厢沿着电梯井竖直地移动。在定子14与动子12之间设有空气间隙a，由此在定子侧，定子齿部16面向空气间隙a，而在动子12的一侧，设置由几个优选为U形的电枢轮廓15构成的电枢13，所述电枢轮廓15在电枢13的宽度方向w上相继并且彼此相邻地定位，仅由位于其间的永磁体20、22间隔开。I指定电枢13在空气间隙(垂直于空气间隙平面)a方向上的长度方向，以关于电枢距空气间隙a的距离定义电枢区域。这些方向定义对所有附图都适用。
每个电枢轮廓15由具有两个平行轮廓构件23的轮廓基部21构成，所述平行轮廓构件垂直于轮廓基部21延伸。两个相邻的电枢轮廓15的轮廓构件23形成使至少两个不同的永磁体20、22嵌入期间的电枢齿部。第一永磁体22位于齿部尖端区域中，具有比第二永磁体20更大的宽度，具有更高的剩磁但不那么好的消磁特性。第二永磁体在电枢齿部18的大部分长度上延伸并且以悬垂部d在电枢背部或电枢基部突出。第二永磁体具有比第一永磁体更低的剩磁，但更好的消磁特性。电枢齿部18沿空气间隙a的方向从电枢13突出。在每个电枢轮廓15的轮廓构件23之间，狭槽30形成，其适配于容纳电枢绕组32。
电枢轮廓15是规则地层压的堆叠或堆叠区段，相应地由轮廓金属片构成。电枢轮廓15还可以由相继的若干U形件构成为一片式零件，从而减少了用于电枢13的分离的电枢轮廓15的数量。
两个相邻电枢轮廓的轮廓构件23使第二永磁体20在电枢齿部18的大部分长度I上嵌入。第一永磁体22位于第二永磁体20的顶部，特别是在齿部尖端19的区域中。第一永磁体22具有比第二永磁体20更大的基座面积和宽度，并且与其上表面对准，电枢齿部18的尖端19面向空气间隙a。
第二永磁体20以悬垂部d在电枢13的背部之上突出，电枢的背部由电枢轮廓15的轮廓基部21形成，这减少在轮廓基部21的区域中磁通泄漏。
具有这些特性的线性FSPM电机具有高效率和低磁通泄漏，并具有很高的抗消磁可靠性。
图2(b)和2(c)显示了用于动子的电枢铁或电枢轮廓15的两个不同的可能几何形状，由此，在图2(b)的实施例中，轮廓构件23的增加宽度部分36在其长度的一半之上延伸，而在图2(c)的实施例中，电枢齿部18的宽度增加部分36在轮廓构件23的整个长度I上延伸。
图3a)和3b)大体上显示了轮廓构件23的宽度减小对在电枢13和定子14之间的磁通的效应。
图4a)和4b)大体上显示了轮廓构件23的熟知的半封闭式狭槽解决方案36对在电枢13和定子14之间的磁通的磁通增加效应。
图5a和5b显示当使用根据本发明的增加的齿部18时，在电枢13和定子14之间的减少的磁通密度的优势，其中轮廓构件的宽度增加部分36导致电枢齿部18与定子齿部16之间的减少的磁通密度(黑色箭头)。
关于图6和7，参考上面的一般描述。
图8示出了本发明的线性FSPM电机的磁通，该电机具有在一侧的宽度延伸电枢齿部18和由第二永磁体20构成的混合永磁体，第二永磁体20在齿部18的长度的最上部上优选具有较低的剩磁(以及相应较高的消磁稳定性)，齿部18在齿部尖端19的方向上与第一永磁体22重叠，该第一永磁体22具有比第二永磁体20更大的宽度。这些第二永磁体22还具有比第一永磁体20更高的剩磁，以改善电机的效率。
总之，电枢齿部18的宽度增加由轮廓构件23的宽度增加部分36以及第一永磁体22相对于第二永磁体20的增加宽度来实现。可看到，电枢齿部18与定子齿部16之间的界面中的磁通密度是适度的，这导致更少的泄露磁通和永磁体20、22的不可逆消磁的减少趋势。
在附图的实施例中，电枢齿部的宽度增加是可选的。电枢齿部还可以是直的或者可以是半封闭式的，其中宽度增加部分在铜(或绕组)之上。永磁体在电枢基之上的悬垂部d也是可选的。
本发明不限于所公开的实施例，而是可以在所附专利权利要求的范围内变化。
附图标记列表
10 线性FSPM电机
12 动子
13 电枢
14 定子
15 电枢轮廓
16 定子齿部
18 电枢齿部
20 第二永磁体
21 电枢基部——电枢轮廓基部
22 第一永磁体
23 电枢构件——轮廓构件
24 轮廓构件面向永磁体的第一侧
26 轮廓构件面向狭槽的第二侧
28 狭槽中的电枢绕组的高度
30 狭槽
32 电枢绕组——铜
36 轮廓构件的宽度延伸部分
I 垂直于动子区域的长度方向
d 第二永磁体在电枢基上的悬垂部
w 电枢在动子的长度或移动方向上的宽度方向
a 空气间隙

Claims (15)

1.一种线性磁通切换永磁(FSPM)电机(10)，包含：纵向线性定子(14)，其中定子齿部(16)面向空气间隙(a)；以及动子(12)，其包含至少一个电枢(13)，该至少一个电枢包含电枢齿部(18)，该电枢齿部通过接收电枢绕组(32)的狭槽(30)隔开，其中，所述电枢齿部(18)中的至少一些电枢齿部(18)，优选全部电枢齿部(18)分别使至少两个永磁体(20、22)嵌入，所述至少两个永磁体相继定位在所述齿部的纵向方向(I)上，由此，两个永磁体(20、22)具有不同的磁特性，其特征在于，第一永磁体(22)位于朝向所述齿部尖端的区域中，而第二永磁体(20)沿齿部长度的大部分位于所述第一永磁体(22)下方，所述第一永磁体(22)具有比所述第二永磁体(20)更高的剩磁。
2.根据权利要求1所述的电机(10)，其中，所述第一永磁体(22)具有比所述第二永磁体(20)更大的宽度。
3.根据前述权利要求中任一项所述的电机(10)，其中，所述第一永磁体(22)的上表面与齿部尖端(19)对准。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电机(10)，其中，所述第一永磁体和第二永磁体(20、22)的材料彼此不同。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电机(10)，其中，所述电枢(13)由U形电枢轮廓(15)形成，该U形电枢轮廓由轮廓基部(21)和至少两个平行轮廓构件(23)构成，所述至少两个平行轮廓构件(23)垂直于所述轮廓基部(21)并且朝向所述空气间隙(a)延伸，由此，所述永磁体(20、22)嵌入所述轮廓构件(23)的第一侧(24)之间，并且其中所述电枢绕组(32)位于所述轮廓构件(23)的第二侧(26)之间。
6.根据权利要求5所述的电机(10)，其中，每个电枢轮廓(15)由堆叠起来的电枢轮廓金属片形成。
7.根据权利要求5或6所述的电机(10)，其中，所述永磁体(20、22)在齿部(18)的长度方向(I)上的长度大于所述电枢轮廓(15)的轮廓构件(23)的长度。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的电机(10)，其中，嵌入所述电枢齿部(18)中的永磁体(20、22)以悬垂部(d)在背离所述空气间隙(a)的方向上突出至所述电枢轮廓(15)外。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电机(10)，其中，所述电枢(13)具有至少一个电枢基部(21)，电枢构件(23)在空气间隙的方向从该至少一个电枢基部(21)突出，该电枢构件(23)形成所述电枢齿部(18)的一部分，并且其中所述电枢齿部(18)朝向所述空气间隙(a)的齿部宽度增加由使所述永磁体(20、22)嵌入的两个电枢构件(23)的宽度增加部分(36)以及所述第一永磁体(22)相对于所述第二永磁体(20)的宽度增加而形成。
10.根据前述权利要求中任一项所述的电机(10)，其中，所述电枢齿部(18)具有朝向所述空气间隙的延伸宽度，由此，所述电枢齿部(18)的宽度在所述电枢绕组(32)的高度处在所述电枢齿部的纵向方向(I)上开始。
11.根据权利要求10所述的电机(10)，其中，所述电枢齿部(18)的宽度增加在其长度的至少一半上发生，优选在其整个长度上发生。
12.根据权利要求10或11所述的电机(10)，其中，所述电枢齿部(18)的延伸宽度部分(36)连续增加，而不在其面向所述狭槽(30)的侧面(26)中形成边缘。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的电机(10)，其中，所述延伸宽度部分(36)的宽度的增加朝向所述空气间隙(a)连续增加，从而导致它们面向所述电枢绕组(32)的侧面(26)朝着所述狭槽(30)不断地向外弯曲。
14.根据前述权利要求中任一项所述的电机(10)，其中，动子齿部(18)在动子移动方向上的数量是动子每米长度为22至42之间，特别是在27至37之间。
15.一种电梯，包含根据前述权利要求中任一项所述的线性FSPM电机(10)，其中动子(12)沿着电梯轿厢的一侧连接，并且定子(14)安装在沿所述电梯轿厢延伸的梁上。
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