CN111181349A - 低电磁力波动的永磁直线同步电机 - Google Patents

低电磁力波动的永磁直线同步电机 Download PDF

Info

Publication number
CN111181349A
CN111181349A CN202010038497.1A CN202010038497A CN111181349A CN 111181349 A CN111181349 A CN 111181349A CN 202010038497 A CN202010038497 A CN 202010038497A CN 111181349 A CN111181349 A CN 111181349A
Authority
CN
China
Prior art keywords
auxiliary
permanent magnet
electromagnetic force
iron core
synchronous motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010038497.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111181349B (zh
Inventor
张超
张立伟
申璐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Jiaotong University
Original Assignee
Beijing Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Jiaotong University filed Critical Beijing Jiaotong University
Priority to CN202010038497.1A priority Critical patent/CN111181349B/zh
Publication of CN111181349A publication Critical patent/CN111181349A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111181349B publication Critical patent/CN111181349B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Abstract

本发明提供一种低电磁力波动的永磁直线同步电机，属于直线电机技术领域，初级铁心还包括两端各设有一第一辅助极，第一辅助极的外侧设有对应的第二辅助极；第一辅助极的外侧面为由多个第一端面依次排列构成的第一阶梯面；第二辅助极由多个与第一端面相对应的辅助块依次连接构成阶梯结构；辅助块上与第一端面相对的一面为第二端面，与第二端面相对的一面为第三端面，所有第二端面形成第二阶梯面，所有第三端面形成第三阶梯面。本发明通过设置阶梯式双辅助极结构，降低了加工难度并增加了直线电机初级的机械强度，同时，在不改变现有直线电机制作工艺的前提下，获得了良好的抑制电磁力波动(推力波动和法向力波动)的效果。

Description

低电磁力波动的永磁直线同步电机
技术领域
本发明涉及直线电机技术领域，具体涉及一种可抑制电磁力波动的低电磁力波动的永磁直线同步电机。
背景技术
永磁直线同步电机具有高推力密度、高效率等显著优点。随着近年来，永磁材料和电力电子器件控制技术的发展，传统的永磁直线同步电机的性能越来越好，被广泛应用于高精度数控机床、光刻机、3C产品制造成套装备、高速物流和无绳电梯等。但由于永磁直线同步电机不同于旋转电机，其初级与次级的两端断开，且长度不等，导致产生端部效应，即会产生电磁力波动(推力波动和法向力波动)，因此，限制了永磁直线同步电机在高精度伺服驱动领域的应用。
为抑制永磁直线同步电机的电磁力波动，一种有效的方法是使用辅助极方法。现有利用辅助极抑制电磁力波动的技术是利用不导磁的铝制连接板将辅助极与初级铁心连接起来。这种方法导致初级结构复杂、结构强度差、可靠性低等缺点。与此同时，传统辅助极抑制电磁力波动虽具有一定的效果，但无法满足高精度伺服系统的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可避免隔磁铝板的使用、简化初级复杂程度、增强结构强度、提高可靠性、抑制电磁力波动的效果的低电磁力波动的永磁直线同步电机，以解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：
本发明提供一种低电磁力波动的永磁直线同步电机，包括初级和次级，所述初级包括初级铁心，初级铁心上开设有电枢槽，相邻电枢槽间为电枢齿，电枢槽内设有电枢绕组；所述次级包括次级磁轭以及设于次级磁轭上的由多个永磁体依次排列组成的永磁体阵列，所述初级铁心还包括两端各设有一第一辅助极，所述第一辅助极的外侧设有对应的第二辅助极；
所述第一辅助极的外侧面为第一阶梯面，所述第一阶梯面由多个第一端面依次排列构成；
所述第二辅助极由多个与所述第一端面相对应的辅助块依次连接构成阶梯结构；所述辅助块上与所述第一端面相对的一面为第二端面，所述辅助块上与所述第二端面相对的一面为第三端面；
所有所述第二端面形成第二阶梯面，所有所述第三端面形成第三阶梯面。
优选的，所述第一阶梯面、所述第二阶梯面和所述第三阶梯面均以所述初级铁心的长度方向上的垂直平分面为对称面。
优选的，位于所述初级铁心同一端的所述第一端面至该同一端的边缘的距离在由靠近所述垂直平分面至远离所述垂直平分面的方向上依次增大或减小；
在所述初级铁心的长度方向上，分别位于所述垂直平分面的两侧的相邻的两个所述第一端面间的距离相等；
每一对第一端面和第二端面的距离均相等；所述第一端面的宽度和所述辅助块的宽度相等。
优选的，所述第一端面的数量为8个，所述辅助块的数量与所述第一端面的数量相对应。
优选的，所述初级铁心一端上距离该端的边缘最远的第一端面至所述初级铁心另一端上距离该另一端的边缘最远的第一端面的距离为：
l＝n×bs；其中，n表示正整数，bs表示相邻电枢齿间的齿距；
优选的，所述第一端面和所述辅助块的宽度为：
Figure BDA0002366883330000031
其中，lef表示所述初级铁心的宽度。
优选的，相对的所述第一端面和所述第二端面间的距离为：
Figure BDA0002366883330000032
其中，τ表示相邻两个永磁体间的极距。
优选的，位于所述初级铁心同一端的4个所述第三端面至该同一端的边缘的距离分别为0、
Figure BDA0002366883330000033
和
Figure BDA0002366883330000034
优选的，在所述初级铁心的长度方向上，所述辅助块的长度为
Figure BDA0002366883330000035
优选的，所述初级铁心由多个硅钢片依次排列组成。
本发明有益效果：通过设置阶梯式双辅助极结构，降低了加工难度并增加了直线电机初级的机械强度，同时，在不改变现有直线电机制作工艺的前提下，获得了良好的抑制电磁力波动的效果。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机的立体结构图。
图2为本发明实施例1所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机的初级铁心的结构图。
图3为本发明实施例1所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机的初级铁心的结构图。
图4为本发明实施例1所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机的次级的结构图。
图5为本发明实施例2所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机的立体结构图。
图6为本发明实施例2所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机的初级铁心的结构图。
图7为本发明实施例2所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机的初级铁心的结构图。
图8为本发明实施例3所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机的立体结构图。
图9为本发明实施例4所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机的立体结构图。
图10为本发明实施例所述的组成所述初级铁心的硅钢片的结构图。
其中：1-初级铁心；2-电枢槽；3-电枢齿；4-电枢绕组；5-次级磁轭；6-永磁体；7-第一辅助极；8-第二辅助极；9-第一阶梯面；10、101、102、103、104-第一端面；11-辅助块；12、121、122、123、124-第二端面；13、131、132、133、134-第三端面；14-第二阶梯面；15-第三阶梯面；16-第一硅钢片；17-第二硅钢片；18-第三硅钢片；19-第四硅钢片。
具体实施方式
下面详细叙述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件和/或它们的组合。
在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
在本专利的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
为便于理解本发明，下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步解释说明，且具体实施例并不构成对本发明实施例的限定。
本领域技术人员应该理解，附图只是实施例的示意图，附图中的部件并不一定是实施本发明所必须的。
实施例1
如图1至图4所示，本发明实施例1提供的一种低电磁力波动的永磁直线同步电机，包括初级和次级，所述初级包括初级铁心1，初级铁心1上开设有电枢槽2，相邻电枢槽2间为电枢齿3，电枢槽2内设有电枢绕组4；所述次级包括次级磁轭5以及设于次级磁轭5上表面上的由多个永磁体6依次排列组成的永磁体阵列。
所述初级铁心1还包括两端各设有一第一辅助极7，所述第一辅助极7的外侧设有对应的第二辅助极8。所述第一辅助极7和所述第二辅助极8之间有间隔气隙。
所述第一辅助极7的外侧面为第一阶梯面9，所述第一阶梯面9由8个第一端面10依次排列构成。
如图4所示，次级磁轭上的所述永磁体6的充磁方向均垂直于所述次级磁轭5的上表面，相邻的两个永磁体6间的充磁方向相反。
所述第二辅助极8由8个与所述第一端面10相对应的辅助块11依次连接构成阶梯结构；所述辅助块11上与所述第一端面10相对的一面为第二端面12，所述辅助块11上与所述第二端面12相对的一面为第三端面13。
所有所述第二端面12形成第二阶梯面14，所有所述第三端面13形成第三阶梯面15。
所述第一阶梯面9、所述第二阶梯面14和所述第三阶梯面15均以所述初级铁心1的长度方向上的垂直平分面为对称面。
4个第一端面101、102、103、104位于所述垂直平分面一侧，另外4个第一端面101、102、103、104位于所述垂直平分面的另一侧，8个第一端面10形成所述第一阶梯面9。
4个第二端面121、122、123、124位于所述垂直平分面一侧，另外4个第二端面121、122、123、124位于所述垂直平分面的另一侧，8个第二端面12形成所述第二阶梯面14。
4个第三端面131、132、133、134位于所述垂直平分面一侧，另外4个第三端面131、132、133、134位于所述垂直平分面的另一侧，8个第三端面13形成所述第三阶梯面15。
在所述垂直平分面的两侧，在所述初级铁心1的长度方向上，相邻的两个所述第一端面10间的距离相等；每一对相对的第一端面10和第二端面12间的距离均相等；所述第一端面10的宽度和所述辅助块11的宽度相等。
在本发明实施例1中，位于所述初级铁心1同一端的所述第一端面10至该同一端的边缘的距离在由靠近所述垂直平分面至远离所述垂直平分面的方向上依次减小。
即，如图3所示，垂直平分面上侧的4个第一端面101、102、103、104由上至下依次排列，且第一端面101距离初级铁心1右端面(即右边缘)的距离最小，第一端面102距离初级铁心1右端面(右边缘)的距离大于第一端面101距离初级铁心1右端面(右边缘)的距离，第一端面103距离初级铁心右端面(右边缘)的距离大于第一端面102距离右端面(右边缘)的距离，第一端面104距离初级铁心右端面(右边缘)的距离大于第一端面103至右端面(右边缘)的距离。
垂直平分面下侧的4个第一端面101、102、103、104则与上侧的四个第一端面按照垂直平分面对称分布。
由此，8个第一端面10形成了整体显示为向里侧凹的第一阶梯面9。
8个辅助块按照与所述第一端面10相同的排布原理，对称排列在垂直平分面的上侧和下侧，则，8个第二端面12形成了整体显示为向里侧凸的与第一阶梯面对应的第二阶梯面14，8个第三端面13形成了整体显示为向里侧凹的与第二阶梯面对应的第三阶梯面。
在本发明实施例1中，初级铁心一端的第三端面131与该端的边缘的距离为0。所述初级铁心1一端上距离该端的边缘距离最远的第一端面104至所述初级铁心1另一端上距离该另一端的边缘的距离最远的第一端面104的距离为：
l＝n×bs；其中，n表示正整数，bs表示相邻电枢齿3间的齿距；
所述第一端面10和所述辅助块11的宽度为：
Figure BDA0002366883330000081
其中，lef表示所述初级铁心1的宽度。
相对的所述第一端面101和所述第二端面121、第一端面102与第二端面122、第一端面103与第二端面123、第一端面104与第二端面124间的距离相等，均为：
Figure BDA0002366883330000082
其中，τ表示相邻两个永磁体6间的极距。
位于所述初级铁心1同一端的4个所述第三端面13至该同一端的边缘的距离分别为0、
Figure BDA0002366883330000083
和
Figure BDA0002366883330000084
即，第三端面131至该边缘的距离为0，第三端面132至该边缘的距离为
Figure BDA0002366883330000085
第三端面133至该边缘的距离为
Figure BDA0002366883330000086
第三端面134至该边缘的距离为
Figure BDA0002366883330000091
如图10所示，在所述初级铁心的长度方向上，所述辅助块11的长度为
Figure BDA0002366883330000092
本发明实施例1所述的永磁直线同步电机在实际应用中，每个第一端面10、第二端面12、第三端面13产生的推力为：
Figure BDA0002366883330000093
每个第一端面10、第二端面12、第三端面13产生的法向力为：
Figure BDA0002366883330000094
其中，包括恒定部分以及波动部分。式中：δ为等效气隙高度；Φm为穿过每个端面的磁通的最大值；μ0为真空磁导率；S等效为半个磁极包围面积的1/8；τ为极距，x0为端面距离短初级边缘的距离；x为初级移动距离，n为谐波次数。
位于垂直平分线同一侧的131、121、104三个端面组成的第一组端面会使各自端面产生的除3的倍数次以外的谐波相互抵消。同理：位于垂直平分线同一侧的132、122、101三个端面组成的第二组端面会使各自端面产生的除3的倍数次以外的谐波相互抵消；位于垂直平分线同一侧的133、123、102三个端面组成的第三组端面会使各自端面产生的除3的倍数次以外的谐波相互抵消；134、124、103三个端面组成的第四组端面会使各自端面产生的除3的倍数次以外的谐波相互抵消。同时四组端面又可以将各组端面产生的4的倍数次谐波以外的谐波相互抵消，由于上述四组端面仅剩3的倍数次谐波。因此，通过阶梯式第一辅助极和第二辅助极的配合，最终会将除12的倍数次以外的谐波全部消除，又由于12的倍数次谐波幅值较小，有效地抑制了永磁直线同步电机的电磁力波动。
实施例2
如图5至图7所示，本发明实施例2提供一种低电磁力波动的永磁直线同步电机，包括初级和次级，所述初级包括初级铁心1，初级铁心1上开设有电枢槽2，相邻电枢槽2间为电枢齿3，电枢槽2内设有电枢绕组4；所述次级包括次级磁轭5以及设于次级磁轭5上表面上的由多个永磁体6依次排列组成的永磁体阵列。
所述初级铁心1还包括两端各设有一第一辅助极7，所述第一辅助极7的外侧设有对应的第二辅助极8。所述第一辅助极7和所述第二辅助极8之间有间隔气隙。
所述第一辅助极7的外侧面为第一阶梯面9，所述第一阶梯面9由8个第一端面10依次排列构成。
所述第二辅助极8由8个与所述第一端面10相对应的辅助块11依次连接构成阶梯结构；所述辅助块11上与所述第一端面10相对的一面为第二端面12，所述辅助块11上与所述第二端面12相对的一面为第三端面13。
所有所述第二端面12形成第二阶梯面14，所有所述第三端面13形成第三阶梯面15。
所述第一阶梯面9、所述第二阶梯面14和所述第三阶梯面15均以所述初级铁心1的长度方向上的垂直平分面为对称面。
4个第一端面101、102、103、104位于所述垂直平分面一侧，另外4个第一端面101、102、103、104位于所述垂直平分面的另一侧，8个第一端面10形成所述第一阶梯面9。
4个第二端面121、122、123、124位于所述垂直平分面一侧，另外4个第二端面121、122、123、124位于所述垂直平分面的另一侧，8个第二端面12形成所述第二阶梯面14。
4个第三端面131、132、133、134位于所述垂直平分面一侧，另外4个第三端面131、132、133、134位于所述垂直平分面的另一侧，8个第三端面13形成所述第三阶梯面15。
在所述垂直平分面的两侧，相邻的两个所述第一端面10间在所述初级铁心1的长度方向上的距离相等；相对的第一端面10和第二端面12间的距离相等；所述第一端面10的宽度和所述辅助块11的宽度相等。
与实施例1不同的是，在本发明实施例2中，位于所述初级铁心1同一端的所述第一端面10至该同一端的边缘的距离在由靠近所述垂直平分面至远离所述垂直平分面的方向上依次增大。
即，如图7所示，垂直平分面上侧的4个第一端面101、102、103、104由下至上依次排列，且第一端面101距离初级铁心1右端面(右边缘)的距离最小，第一端面102距离初级铁心1右端面(右边缘)的距离大于第一端面101距离初级铁心1右端面(右边缘)的距离，第一端面103距离初级铁心右端面(右边缘)的距离大于第一端面102距离右端面(右边缘)的距离，第一端面104距离初级铁心右端面(右边缘)的距离大于第一端面103至右端面(右边缘)的距离。
垂直平分面下侧的4个第一端面101、102、103、104则与上侧的四个第一端面按照垂直平分面对称分布。
由此，8个第一端面10形成了整体显示为向外侧凸的第一阶梯面9。
8个辅助块按照与所述第一端面10相同的排布原理，对称排列在垂直平分面的上侧和下侧，则，8个第二端面12形成了整体显示为向外侧凹的与第一阶梯面对应的第二阶梯面14，8个第三端面13形成了整体显示为向外侧凸的与第二阶梯面对应的第三阶梯面15。
如图7所示，在本实施例2中，位于垂直平分线同一侧的134、124、103三个端面组成的第一组端面会使各自端面产生的除3的倍数次以外的谐波相互抵消。同理：位于垂直平分线同一侧的133、123、102三个端面组成的第二组端面会使各自端面产生的除3的倍数次以外的谐波相互抵消；位于垂直平分线同一侧的132、122、101三个端面组成的第三组端面会使各自端面产生的除3的倍数次以外的谐波相互抵消；131、121、104三个端面组成的第四组端面会使各自端面产生的除3的倍数次以外的谐波相互抵消。同时四组端面又可以将各组端面产生的4的倍数次谐波以外的谐波相互抵消，由于上述四组端面仅剩3的倍数次谐波。因此，通过阶梯式第一辅助极和第二辅助极的配合，最终会将除12的倍数次以外的谐波全部消除，又由于12的倍数次谐波幅值较小，有效地抑制了永磁直线同步电机的电磁力波动。
实施例3
如图8所示，本发明实施例3提供一种低电磁力波动的永磁直线同步电机，包括初级和次级，所述初级包括初级铁心1，初级铁心1上开设有电枢槽2，相邻电枢槽2间为电枢齿3，电枢槽2内设有电枢绕组4；所述次级包括两个次级磁轭5，两个次级磁轭5的一面相互贴合，次级磁轭的另一面上设有由多个永磁体6依次排列组成的永磁体阵列。上方永磁体阵列的上方以及下方永磁体阵列的下方均设有所述初级。
上下两侧的初级铁心1还包括两端各设有一第一辅助极7，所述第一辅助极7的外侧设有对应的第二辅助极8。所述第一辅助极7和所述第二辅助极8之间有间隔气隙。
所述第一辅助极7的外侧面为第一阶梯面9，所述第一阶梯面9由8个第一端面10依次排列构成。
所述第二辅助极8由8个与所述第一端面10相对应的辅助块11依次连接构成阶梯结构；所述辅助块11上与所述第一端面10相对的一面为第二端面12，所述辅助块11上与所述第二端面12相对的一面为第三端面13。
所有所述第二端面12形成第二阶梯面14，所有所述第三端面13形成第三阶梯面15。
所述第一阶梯面9、所述第二阶梯面14和所述第三阶梯面15均以所述初级铁心1的长度方向上的垂直平分面为对称面。
在本实施例3中，位于所述初级铁心1同一端的所述第一端面10至该同一端的边缘的距离在由靠近所述垂直平分面至远离所述垂直平分面的方向上依次减小。8个第一端面10形成了整体显示为向里侧凹的第一阶梯面9。8个辅助块按照与所述第一端面10相同的排布原理，对称排列在垂直平分面的上侧和下侧，则，8个第二端面12形成了整体显示为向里侧凸的与第一阶梯面对应的第二阶梯面14，8个第三端面13形成了整体显示为向里侧凹的与第二阶梯面对应的第三阶梯面15。
而在实际应用中，本实施例3中的次级磁轭也可以为一个，在该次级磁轭的上表面和下表面均设永磁体阵列及对应的初级。
实施例4
如图9所示，本发明实施例4提供一种低电磁力波动的永磁直线同步电机，包括初级和次级，所述初级包括初级铁心1，初级铁心1上开设有电枢槽2，相邻电枢槽2间为电枢齿3，电枢槽2内设有电枢绕组4；所述次级包括两个次级磁轭5，两个次级磁轭5的一面相互贴合，次级磁轭的另一面上设有由多个永磁体6依次排列组成的永磁体阵列。上方永磁体阵列的上方以及下方永磁体阵列的下方均设有所述初级。
上下两侧的初级铁心1还包括两端各设有一第一辅助极7，所述第一辅助极7的外侧设有对应的第二辅助极8。所述第一辅助极7和所述第二辅助极8之间有间隔气隙。
所述第一辅助极7的外侧面为第一阶梯面9，所述第一阶梯面9由8个第一端面10依次排列构成。
所述第二辅助极8由8个与所述第一端面10相对应的辅助块11依次连接构成阶梯结构；所述辅助块11上与所述第一端面10相对的一面为第二端面12，所述辅助块11上与所述第二端面12相对的一面为第三端面13。
所有所述第二端面12形成第二阶梯面14，所有所述第三端面13形成第三阶梯面15。
所述第一阶梯面9、所述第二阶梯面14和所述第三阶梯面15均以所述初级铁心1的长度方向上的垂直平分面为对称面。
在本实施例4中，与实施例3不同的是，位于所述初级铁心1同一端的所述第一端面10至该同一端的边缘的距离在由靠近所述垂直平分面至远离所述垂直平分面的方向上依次增大。8个第一端面10形成了整体显示为向外侧凸的第一阶梯面9。8个辅助块按照与所述第一端面10相同的排布原理，对称排列在垂直平分面的上侧和下侧，则，8个第二端面12形成了整体显示为向外侧凹的与第一阶梯面对应的第二阶梯面14，8个第三端面13形成了整体显示为向外侧凸的与第二阶梯面对应的第三阶梯面15。
而在实际应用中，本实施例4中的次级磁轭也可以为一个，在该次级磁轭的上表面和下表面均设永磁体阵列及对应的初级。
综上所述，本发明实施例所述的永磁直线同步电机，在实际应用中，上述实施例1-4的初级铁心可由多片规格参数相同的硅钢片依次贴合组成。以实施例1为例，结合图3和图10，两部分相等数量的硅钢片16相互紧密贴合形成两个叠加块，分别置于如图3中垂直平分面的最上方和最下方，形成端面131和121对应的辅助块以及第一端面101，同理，将两部分与硅钢片16相等数量的硅钢片17分别紧密贴合形成两个叠加块，分别置于如图3中端面132、122、102对应的位置，分别与硅钢片16紧密贴合，形成端面132和122对应的辅助块以及第一端面102，以此类推，利用硅钢片18形成端面133和123对应的辅助块以及第一端面103，利用硅钢片19形成端面134和124对应的辅助块以及第一端面104。最终，形成具有实施例1所述的规格参数的初级铁心结构。
本发明上述实施例所述的永磁直线同步电机，所述第一端面以及辅助块的数量k并不受上述数量8的限制，还可以是大于8(除12、18外)的任意数，以垂直平分面为对称分布后，垂直平分面两侧的数量分别为k/2，其中k/2与3的最小公倍数越大，理论效果越好，但由于初级铁心的总宽度(lef)有限，数量过多容易造成加工成本的提高，本领域技术人员可根据实际情况具体设置第一端面以及辅助块的数量。
本领域普通技术人员可以理解：本发明实施例中的装置中的部件可以按照实施例的描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的部件可以合并为一个部件，也可以进一步拆分成多个子部件。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种低电磁力波动的永磁直线同步电机，包括初级和次级，所述初级包括初级铁心(1)，初级铁心(1)上开设有电枢槽(2)，相邻电枢槽(2)间为电枢齿(3)，电枢槽(2)内设有电枢绕组(4)；所述次级包括次级磁轭(5)以及设于次级磁轭(5)上的由多个永磁体(6)依次排列组成的永磁体阵列，其特征在于：
所述初级铁心(1)还包括两端各设有一第一辅助极(7)，所述第一辅助极(7)的外侧设有对应的第二辅助极(8)；
所述第一辅助极(7)的外侧面为第一阶梯面(9)，所述第一阶梯面(9)由多个第一端面(10)依次排列构成；
所述第二辅助极(8)由多个与所述第一端面(10)相对应的辅助块(11)依次连接构成阶梯结构；所述辅助块(11)上与所述第一端面(10)相对的一面为第二端面(12)，所述辅助块(11)上与所述第二端面(12)相对的一面为第三端面(13)；
所有所述第二端面(12)形成第二阶梯面(14)，所有所述第三端面(13)形成第三阶梯面(15)。
2.根据权利要求1所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机，其特征在于：所述第一阶梯面(9)、所述第二阶梯面(14)和所述第三阶梯面(15)均以所述初级铁心(1)的长度方向上的垂直平分面为对称面。
3.根据权利要求2所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机，其特征在于：位于所述初级铁心(1)同一端的所述第一端面(10)至该同一端的边缘的距离在由靠近所述垂直平分面至远离所述垂直平分面的方向上依次增大或减小；
在所述初级铁心(1)的长度方向上，分别位于所述垂直平分面的两侧的相邻的两个所述第一端面(10)间的距离相等；
每一对第一端面(10)和第二端面(12)的距离均相等；所述第一端面(10)的宽度和所述辅助块(11)的宽度相等。
4.根据权利要求3所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机，其特征在于：所述第一端面(10)的数量为8个，所述辅助块(11)的数量与所述第一端面(10)的数量相对应。
5.根据权利要求4所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机，其特征在于：所述初级铁心(1)一端上距离该端的边缘最远的第一端面(10)至所述初级铁心(1)另一端上距离该另一端的边缘最远的第一端面(10)的距离为：l＝n×bs；其中，n表示正整数，bs表示相邻电枢齿(3)间的齿距。
6.根据权利要求5所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机，其特征在于：所述第一端面(10)和所述辅助块(11)的宽度为：
Figure FDA0002366883320000021
其中，lef表示所述初级铁心(1)的宽度。
7.根据权利要求6所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机，其特征在于：相对的所述第一端面(10)和所述第二端面(12)间的距离为：
Figure FDA0002366883320000022
其中，τ表示相邻两个永磁体(6)间的极距。
8.根据权利要求7所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机，其特征在于：位于所述初级铁心(1)同一端的4个所述第三端面(13)至该同一端的边缘的距离分别为0、
Figure FDA0002366883320000023
和
Figure FDA0002366883320000024
9.根据权利要求8所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机，其特征在于：在所述初级铁心的长度方向上，所述辅助块(11)的长度为
Figure FDA0002366883320000025
10.根据权利要求1-9任一项所述的低电磁力波动的永磁直线同步电机，其特征在于：所述初级铁心(1)由多个硅钢片依次排列组成。
CN202010038497.1A 2020-01-14 2020-01-14 低电磁力波动的永磁直线同步电机 Active CN111181349B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010038497.1A CN111181349B (zh) 2020-01-14 2020-01-14 低电磁力波动的永磁直线同步电机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010038497.1A CN111181349B (zh) 2020-01-14 2020-01-14 低电磁力波动的永磁直线同步电机

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111181349A true CN111181349A (zh) 2020-05-19
CN111181349B CN111181349B (zh) 2021-03-16

Family

ID=70656271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010038497.1A Active CN111181349B (zh) 2020-01-14 2020-01-14 低电磁力波动的永磁直线同步电机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111181349B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022047926A1 (zh) * 2020-09-04 2022-03-10 瑞声声学科技(深圳)有限公司 一种直线电机

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005168243A (ja) * 2003-12-04 2005-06-23 Yaskawa Electric Corp 永久磁石型同期リニアモータ
CN104779773A (zh) * 2015-03-24 2015-07-15 沈阳工业大学 一种v-型结构低磁阻力波动永磁直线电机

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005168243A (ja) * 2003-12-04 2005-06-23 Yaskawa Electric Corp 永久磁石型同期リニアモータ
CN104779773A (zh) * 2015-03-24 2015-07-15 沈阳工业大学 一种v-型结构低磁阻力波动永磁直线电机

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张弛等: "设计辅助齿抑制永磁同步直线电机端部效应", 《机械制造》 *
彭兵等: "V-型端齿削弱永磁直线电机端部磁阻力波动方法", 《中国电机工程学报》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022047926A1 (zh) * 2020-09-04 2022-03-10 瑞声声学科技(深圳)有限公司 一种直线电机

Also Published As

Publication number Publication date
CN111181349B (zh) 2021-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106849409B (zh) 一种包括halbach阵列的电机及包括该电机的设备
US9502934B2 (en) Motor rotor and motor having same
CN110165852B (zh) 一种双定子相组集中绕线聚磁式永磁直线电机
CN106992655A (zh) 一种提高绕组利用率的磁场调制永磁直线电机及其优化设计方法
CN105356720A (zh) 一种双永磁体横向磁通直线永磁电机
CN111181349B (zh) 低电磁力波动的永磁直线同步电机
JP3817883B2 (ja) リニアモータ
CN113572338B (zh) 一种环形绕组永磁直线同步电机的推力波动补偿型次级
CN211405625U (zh) 定子铁芯、定子、电机及家用电器
CN210518083U (zh) 马蹄铁型绕组直线永磁电机
CN219145225U (zh) 一种低推力波动交替极永磁直线电机
CN210053325U (zh) 双定子相组集中绕线聚磁式永磁直线电机及驱动机构
CN111669025A (zh) 双v型无铁芯永磁同步直线电动机
CN113517799B (zh) 一种直线电机
CN215120615U (zh) 用于初级无铁心直线电机的绕组
CN217240409U (zh) 一种电机定子铁芯、定子绕组模块和轴向磁通电机
CN110957889B (zh) 直线永磁同步电机及其推力波动抑制方法
CN209526648U (zh) 直线电机
CN212572346U (zh) 一种新型直线电机一体化加工定子
CN118432305B (zh) 一种可增强磁场强度的复合永磁阵列以及平面电机
CN212751947U (zh) 一种电机定子铁芯和轴向磁通电机
CN212969191U (zh) 电机定子铁芯、定子绕组模块、电机定子和轴向磁通电机
CN219041559U (zh) 一种永磁直线电机
CN213425867U (zh) 一种电机定子绕组模块、电机定子铁芯和轴向磁通电机
CN114172342B (zh) 一种模块化的初级永磁直线电机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant