CN203859667U - 一种直线电机次级和直线电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直线电机次级和直线电机，该直线电机次级包括在表面设有凹槽的导磁体和安装在凹槽中导电条。相比于现有直线电机次级，本是实用新型能够有效减小直线电机的电磁气隙，不仅有助于提高直线电机的功率因数和效率，还有助于提高直线电机输出的推力。本实用新型还将现有将现有直线电机次级的导电板由整块式改为条状结构，条状结构能够有效降小导电条中出现的涡流，从而降低了导电条中的涡流损耗。

Description

一种直线电机次级和直线电机

技术领域

本实用新型涉及轨道交通技术领域，具体地说，涉及一种直线电机次级和直线电机。

背景技术

直线电机是直线电机轮轨交通系统的核心部件，直线电机输出性能的高低很大程度上决定着直线电机轮轨车辆的技术指标。

直线电机包括初级、次级两部分。初级固定在车体下，随车辆一起运动。次级，即感应板，铺设在轨道的中心。当车辆经过时，次级与悬挂在车辆转向架下的直线电机初级共同构成功能完整的电机，来驱动车辆运行。

为满足直线电机的推力输出要求，直线电机的次级结构一般为复合次级结构，即通过在Ⅱ型钢支架的导磁基板上覆以铜板或铝板而形成。导磁基板起到磁通路的作用，相当于旋转电机的次级铁心，在钢支架导磁基板上覆盖的铝板或铜板起导电作用。当有列车经过时，导磁基板会感应出电势并产生电流，铜板或铝板相当于旋转电机的电枢绕组，即次级绕组或次级导条。

在车辆进站、出站及爬坡过程中，直线电机通常要求电机具有加大的推力或制动力输出。但现有的次级结构导致电机性能偏低或者说输出所需推力需要较大的电流输入，导致牵引系统容量大而利用率低。

如1示出了现有的复合次级结构图。

如图1所示，在现有直线电机中，复合次级感应板由Ⅱ型钢支架的导磁基板101上覆以铜板或铝板制成的导电基板102而成。该复合次级感应板一般宽360mm（各个厂家不一致），导电基板102厚4mm（铜板）或5mm（铝板），导磁基板101厚25mm。

图2示出了现有的复合次级的主磁通分布路径图。

如图2所示，现有直线电机次级结构的电磁气隙包括两部分：机械气隙201和导电基板102。为保证车辆的行车安全，直线电机的初级与次级之间需要保持10mm左右的机械气隙。再加上次级导电基板102的厚度（4mm或5mm），这样在现有直线电机中，电机的电磁气隙将达到14mm或15mm。

如此之大的气隙长度，为保证产生所需的主磁通所需的无功电流相当之大，这也是现有直线电机性能较低的关键原因。同时，为次级感应板组装的简便考虑，通常在导磁基板上覆盖整层的导电基板。导电基板相当于异步电机的实心转子结构，其在直线电机运行过程中会感应产生较大的涡流，从而导致直线电机的涡流损耗较大，使得电机的推力输出降低。

基于上述情况，亟需一种具有较小机械气隙的直线电机次级。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种直线电机次级，包括在表面设有凹槽的导磁体和安装在所述凹槽中的导电条。

根据本实用新型的一个实施例，所述凹槽相互平行。

根据本实用新型的一个实施例，所述导磁体由若干导磁板拼接而成，在每个导磁板上设置有若干凹槽。

根据本实用新型的一个实施例，在每个凹槽内均设置有一个导电条，多个导电条在其端部彼此电连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述导电条之间通过端环连接。

根据本实用新型的一个实施例，所述导磁板由若干导磁条拼接而成，所述凹槽由设置在每个导磁条的表面的凹陷顺次连通而形成。

根据本实用新型的一个实施例，所述凹槽为矩形槽、梯形槽和圆形槽中的一种。

根据本实用新型的一个实施例，所述导电条的横截面形状与所述凹槽的横截面形状相同。

根据本实用新型的一个实施例，所述凹槽的顶部开口的宽度小于所述导电条的宽度。

本实用新型还提供了一种直线电机，其次级采用如上所述的直线电机次级。

从上述描述中可以看出，本实施例在导磁体上设置凹槽，并将导电条设置在该凹槽中。相比于现有直线电机次级，这种结构能够有效减小直线电机的电磁气隙。

本实用新型将现有将现有直线电机次级的导电板由整块式改为条状结构，条状结构能够有效降小导电条中出现的涡流，从而降低了导电条中的涡流损耗。

与现有直线电机相比，本实用新型所提供的直线电机，在维持同样的主磁通的前提下，励磁电流可以降低20%，电机的功率因数及效率均大幅调高。在维持同样的无功电流的前提下，气隙主磁场幅值可以增加20%，电机的推力输出能够增加20%左右。由此可以看出，本实用新型提供的直线电机次级能够有效提高直线电机的性能，对于直线电机的广泛应用有着十分重要的意义。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是现有直线电机的复合次级结构图；

图2是现有直线电机的复合次级的主磁通分布路径图；

图3是根据本实用新型一个实施例的直线电机次级的俯视图；

图4是直线电机次级沿A-A方向的剖视图；

图5是根据本实用新型另一个实施例的直线电机次级的剖视图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本实用新型的实施方式，借此对本实用新型如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本实用新型中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本实用新型的保护范围之内。

为了减小直线电机的电磁气隙，本实施例提供了一种新的直线电机次级结构。图3和图4分别示出了本实施例中直线电机次级的俯视图和沿A-A方向的剖视图。

如图3所示，本实施例中，直线电机的次级包括导磁体和导电条303。其中，本实施例中，导磁体由4个导磁板301拼接而成，每个导磁板301上设置有若干相互平行的凹槽302。

为了更清楚地阐述本实用新型的目的、原理以及优点，如图3所示，本实施例中，每个导磁板301设有一个凹槽302。但本实用新型不限于此，在本实用新型的其他实施例中，根据实际需要，每个导磁板还可以设有多个凹槽。

在使用时，在每个凹槽302中均设置有一个导电条303。多个导电条303在其端部彼此电连接，本实施例中，位于凹槽302同一侧的相邻的导电条303的端部之间采用端环304进行焊接。其中，导电条303和端环304的材料采用黄铜，从而使得导电条和端环具有良好的导电性能。

需要说明的是，在本实用新型的其他实施例中，导电条和端环的材料还可以采用其他具有良好导电性能的材料，例如紫铜等，本实用新型不限于此。

本实施例中，通过将现有直线电机次级结构中的导电板改为导电条，能够有效减小导电条出现的涡流，从而降低导电条的涡流损耗。

如图4所示，本实施例中，凹槽302为梯形槽，导电条303的横截面形状与凹槽302的横截面形状相同。其中，凹槽302的顶部开口（即与机械气隙接触的开口）小于导电条303的宽度。因为直线电机在运行的过程中，导电条303将受到向上的力的作用。通过将导电条303的宽度设计为大于凹槽的顶部开口，可以将导电条303固定在凹槽302中，而不会出现导电条303因为受力而脱离凹槽的情况。

需要说明的是，在本实用新型的其他实施例中，凹槽还可以为其他合理形状，例如矩形槽或圆形槽等，本实用新型不限于此。

本实施例用，将现有将现有直线电机次级的导电板由整块式改为条状结构，而条状结构能够有效降小导电条中出现的涡流，这样就降低了导电条中的涡流损耗。同时，本实施例在导磁体上设置凹槽，并将导电条设置在该凹槽中。相比于现有的直线电机次级，这种结构能够有效减小直线电机的电磁气隙。

实施例二：

本实施例在实施例一提供的直线电机次级的基础上进行了进一步地改进。本实施例中，通过若干个导磁条拼接构成导磁板。

图5示出了本实施例中直线电机次级的剖视图。

如图5所示，本实施例中，导磁板301由12个导磁条501拼接而成，导磁板301中的凹槽由各个导磁条501表面的凹陷顺次连通而形成。需要说明的是，在根据本实用新型的其他实施例中，构成导磁板的导磁条的数量可以根据次级宽度需求的不同进行调整，在实际使用过程中，导磁条的数量通常为9～18之间，但本实用新型不限于此。

由图5还可以看出，本实施例中，直线电机次级还包括支撑架502，其能够将导磁体固定在轨道的中心。

本实施例中，通过将导磁板由整块式改为叠块式，能够有效减小导磁板中产生的涡流，并降低涡流造成的涡流损耗。这样能够使得直线电机的推力增加10%左右。

本实用新型还提供了一种直线电机，其次级采用实施例一或实施例二提供的直线次级。

相较于现有的直线电机次级，本实用新型所提供的次级结构将直线电机工作时的电磁气隙由原来的14mm或15mm降低到10mm。在维持同样的主磁通的前提下，励磁电流可以降低20%，直线电机的功率因数及效率均得到大幅提高。在维持同样无功电流的前提下，气隙主磁场的幅值能够增加20%，直线电机的推力输出增加20%左右。所以说本实施例提供的直线电机次级能够有效提高了直线电机的性能指标，这有助于直线电机的广泛应用。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种直线电机次级，其特征在于，包括在表面设有凹槽的导磁体和安装在所述凹槽中的导电条。

2.如权利要求1所述的直线电机次级，其特征在于，所述凹槽相互平行。

3.如权利要求2所述的直线电机次级，其特征在于，所述导磁体由若干导磁板拼接而成，在每个导磁板上设置有若干凹槽。

4.如权利要求3所述的直线电机次级，其特征在于，在每个凹槽内均设置有一个导电条，多个导电条在其端部彼此电连接。

5.如权利要求4所述的直线电机次级，其特征在于，所述导电条之间通过端环连接。

6.如权利要求3或4或5所述的直线电机次级，其特征在于，所述导磁板由若干导磁条拼接而成，所述凹槽由设置在每个导磁条的表面的凹陷顺次连通而形成。

7.如权利要求3所述的直线电机次级，其特征在于，所述凹槽为矩形槽、梯形槽和圆形槽中的一种。

8.如权利要求7所述的直线电机次级，其特征在于，所述导电条的横截面形状与所述凹槽的横截面形状相同。

9.如权利要求7或8所述的直线电机次级，其特征在于，所述凹槽的顶部开口的宽度小于所述导电条的宽度。

10.一种直线电机，其次级采用如权利要求1～9中任一项所述的直线电机次级。