WO2014008774A1 - 整数槽双层环形绕组直线电机 - Google Patents

整数槽双层环形绕组直线电机 Download PDF

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张子娇
刘奉海
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Abstract

一种整数槽双层环形绕组直线电机，主要由初级（1）、次级（2）和气隙构成。初级（1）主要由初级铁心（1-1）和初级绕组（1-2）构成；在初级铁心（1-1）的左右两个气隙侧平面上，沿垂直于运动方向对称开有2km个线圈槽，m为电机的相数，k为正整数，q为电机每极每相槽数，初级绕组（1-2）由多个匝数为2N的线圈和多个匝数为N的线圈组成，初级铁心（1-1）两侧的相对应的第1、q+1、2q+1、......、2km-1个线圈槽中分别设置有两个匝数为N的线圈，其余所有线圈槽中分别设置有匝数为2N的线圈，每个线圈的两个有效边嵌放在初级铁心（1-1）的左右两个对称槽中，初级铁心（1-1）两侧的线圈槽互相对应，次级（2）为双边结构，与初级（1）之间为气隙。

Description

整数槽双层环形绕组直线电机 技术领域
本发明涉及一种整数槽双层环形绕组直线电机，属于电机技术领域。
 背景技术
传统的双边平板形三相直线永磁同步电机的电枢铁心齿距τt与永磁体的极距τp之间满足关系3τt=τp，每个槽中嵌放一个线圈边，线圈节距与极距相等，这种绕组结构称为整数槽单层绕组。该电机的绕组如图10所示，A相绕组的线圈在第一个槽和第四个槽内缠绕，同时跨过了第二个槽和第三个槽，C相绕组的线圈是在第二个槽和第五个槽内缠绕，同时跨过了第三个槽和第四个槽，以此类推。这种类型绕组存在的主要问题在于：各相绕组线圈露在铁心齿外的端部比较长，并且各相绕组线圈相互交叉，这样不但浪费线圈、增加铜耗，还使各相绕组间的绝缘工艺变得复杂，增加制造成本。同时，由于绕组为单层整距绕组，绕组的磁动势与电动势谐波成分大，电机的推力波动大、效率低，而且由于绕组的端部长，次级的横向支撑跨度大，增大了支撑难度。
 技术问题
本发明是为了解决现有双边平板形三相直线永磁同步电机由于各相绕组线圈露在铁心齿外的端部比较长，使各相绕组间的绝缘工艺复杂，并增加制造成本的问题，提供一种整数槽双层环形绕组直线电机。
 技术解决方案
本发明的第一种技术方案：一种整数槽双层环形绕组直线电机，它包括初级和次级，初级包括初级铁心和初级绕组，次级为门字形，次级跨在初级铁心上，次级的内侧表面与初级铁心的上表面和两侧表面隔气隙相对；初级铁心的横截面为矩形，初级铁心两侧的气隙侧为齿槽结构，初级铁心的每侧气隙侧表面开有2km个线圈槽，初级铁心两侧的线圈槽互相对应，m为电机的相数，m为大于或等于3的整数，k为正整数，q为电机每极每相槽数，q为大于或等于2的整数，初级绕组由多个匝数为2N的线圈和多个匝数为N的线圈组成，N为正整数，初级铁心两侧的相对应的第1、q+1、2q+1、……、2km-1个线圈槽中分别设置有两个匝数为N的线圈，其余所有线圈槽中分别设置有匝数为2N的线圈，在所述电机的每一个极下，第1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，或者第1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，将所述电机的所有极下的同一相的极相组串联或并联起来得到一相绕组；根据电机各相绕组之间相差360°/m电角度的原则，得到其余m-1相绕组的连接关系。
本发明的第二种技术方案：一种整数槽双层环形绕组直线电机，它包括初级和次级，初级包括初级铁心和初级绕组，次级为门字形，次级跨在初级铁心上，次级的内侧表面与初级铁心的上表面和两侧表面隔气隙相对；初级铁心的横截面为矩形，初级铁心两侧的气隙侧表面上对应设置有线圈骨架，线圈骨架由具有绝缘性能的非金属材料制成，线圈骨架由底板和2km+1个隔板组成，底板固定安装在初级铁心两侧的气隙侧表面上，隔板为长条形，2km+1个隔板沿初级和次级的相对运动方向等间隔排布在底板上，形成2km个线圈槽，初级铁心两侧的线圈槽互相对应，m为电机的相数，m为大于或等于3的整数，k为正整数，q为电机每极每相槽数，q为大于或等于2的整数，初级绕组由多个匝数为2N的线圈和多个匝数为N的线圈组成，N为正整数，初级铁心两侧的相对应的第1、q+1、2q+1、……、2km-1个线圈槽中分别设置有两个匝数为N的线圈，其余所有线圈槽中分别设置有匝数为2N的线圈，在所述电机的每一个极下，第1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，或者第1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，将所述电机的所有极下的同一相的极相组串联或并联起来得到一相绕组；根据电机各相绕组之间相差360°/m电角度的原则，得到其余m-1相绕组的连接关系。
本发明的第三种技术方案：一种整数槽双层环形绕组直线电机，它包括初级和次级，初级包括初级铁心和初级绕组，次级为门字形，次级跨在初级铁心上，次级的内侧表面与初级铁心的上表面和两侧表面隔气隙相对；初级铁心的横截面为矩形，初级铁心的与次级的门字形横边相对侧的表面及与该表面相对的表面均为齿槽结构，齿槽结构为沿初级和次级的相对运动方向均匀开设形成的2km个线圈槽，所述线圈槽为平行于次级的门字形横边方向的通槽，初级铁心两侧表面的线圈槽互相对应，m为电机的相数，m为大于或等于3的整数，k为正整数，q为电机每极每相槽数，q为大于或等于2的整数，初级绕组由多个匝数为2N的线圈和多个匝数为N的线圈组成，N为正整数，初级铁心两侧的相对应的第1、q+1、2q+1、……、2km-1个线圈槽中分别设置有两个匝数为N的线圈，其余所有线圈槽中分别设置有匝数为2N的线圈，在所述电机的每一个极下，第1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，或者第1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，将所述电机的所有极下的同一相的极相组串联或并联起来得到一相绕组；根据电机各相绕组之间相差360°/m电角度的原则，得到其余m-1相绕组的连接关系。
本发明的第四种技术方案：一种整数槽双层环形绕组直线电机，它包括初级和次级，初级由初级铁心和初级绕组组成，次级为圆柱形，初级铁心为圆筒形，初级铁心同轴套接在次级的外侧，初级铁心与次级之间为气隙，初级铁心的内侧表面上沿初级和次级的相对运动方向均匀开有2km个圆周方向的线圈槽，m为电机的相数，m为大于或等于3的整数，k为正整数，q为电机每极每相槽数，q为大于或等于2的整数，初级绕组由多个匝数为2N的线圈和多个匝数为N的线圈组成，N为正整数，初级铁心的第1、q+1、2q+1、……、2km-1个线圈槽中分别设置有两个匝数为N的线圈，其余所有线圈槽中分别设置有匝数为2N的线圈，在所述电机的每一个极下，第1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，或者第1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，将所述电机的所有极下的同一相的极相组串联或并联起来得到一相绕组；根据电机各相绕组之间相差360°/m电角度的原则，得到其余m-1相绕组的连接关系。
本发明的第五种技术方案：一种整数槽双层环形绕组直线电机，它包括初级和次级，初级由初级铁心和初级绕组组成，初级铁心为圆柱形，次级为圆筒形，次级同轴套接在初级铁心的外侧，初级铁心与次级之间为气隙，初级铁心的外侧表面上沿初级和次级的相对运动方向均匀开有2km个圆周方向的线圈槽，m为电机的相数，m为大于或等于3的整数，k为正整数，q为电机每极每相槽数，q为大于或等于2的整数，初级绕组由多个匝数为2N的线圈和多个匝数为N的线圈组成，N为正整数，初级绕组由多个匝数为2N的线圈和多个匝数为N的线圈组成，N为正整数，初级铁心的第1、q+1、2q+1、……、2km-1个线圈槽中分别设置有两个匝数为N的线圈，其余所有线圈槽中分别设置有匝数为2N的线圈，在所述电机的每一个极下，第1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，或者第1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，将所述电机的所有极下的同一相的极相组串联或并联起来得到一相绕组；根据电机各相绕组之间相差360°/m电角度的原则，得到其余m-1相绕组的连接关系。
上述第一种和第二种技术方案还包括：所述初级还包括两个初级辅助铁心，两个初级辅助铁心分列于初级铁心的两侧，与初级铁心并行设置，两个初级辅助铁心分别与次级的门字形立边的外侧表面之间形成气隙。
上述第一种和第二种技术方案还包括：所述电机还包括两个辅助初级，两个辅助初级分列于初级铁心的两侧，与初级铁心并行设置，两个辅助初级分别与次级的门字形立边的外侧表面之间形成气隙，辅助初级的结构与初级的结构相同。
上述所有技术方案中所述直线电机为直线感应电机、直线永磁同步电机或直线磁阻电机。
有益效果
本发明的优点是：本发明通过采用环形绕组，实现了短距与分布效应，降低了磁动势与电动势谐波，减小了绕组端部长度与损耗，提高了电机效率，减小了推力波动，降低了电机振动与噪声，同时电机的结构简单、绝缘容易、制造成本低、可靠性高，适合用于高速、高加速度、大输出推力等场合。
 附图说明
图1为实施方式一和二的结构示意图；图2为图1的侧视图；图3为实施方式三所述的初级的剖面图，所述剖面是沿与次级的门字形横边垂直方向的平面；图4为实施方式四的结构示意图；图5为实施方式五的结构示意图；图6为实施方式六的结构示意图；图7为图6的侧视图；图8为实施方式七的结构示意图；图9为实施方式九的结构示意图；图10为传统的双边平板形三相直线永磁同步电机的结构示意图。
 本发明的最佳实施方式
本发明的实施方式
具体实施方式一：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述整数槽双层环形绕组直线电机，它包括初级1和次级2，初级1包括初级铁心1-1和初级绕组1-2，次级2为门字形，次级2跨在初级铁心1-1上，次级2的内侧表面与初级铁心1-1的上表面和两侧表面隔气隙相对；初级铁心1-1的横截面为矩形，初级铁心1-1两侧的气隙侧为齿槽结构，初级铁心1-1的每侧气隙侧表面开有2km个线圈槽，初级铁心1-1两侧的线圈槽互相对应，m为电机的相数，m为大于或等于3的整数，k为正整数，q为电机每极每相槽数，q为大于或等于2的整数，初级绕组1-2由多个匝数为2N的线圈和多个匝数为N的线圈组成，N为正整数，初级铁心1-1两侧的相对应的第1、q+1、2q+1、……、2km-1个线圈槽中分别设置有两个匝数为N的线圈，其余所有线圈槽中分别设置有匝数为2N的线圈，在所述电机的每一个极下，第1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，或者第1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，将所述电机的所有极下的同一相的极相组串联或并联起来得到一相绕组；根据电机各相绕组之间相差360°/m电角度的原则，得到其余m-1相绕组的连接关系。
本实施方式中，对电机的每一个极下线圈槽中线圈的设置方式进行了限定，在所述电机结构中，电机的所有极中每个极所对应的线圈槽数均是相同的，因此将每个极下所对应的线圈槽中线圈按上述方式设置后，再将所有极下同一相的线圈串联或并联即可得到各相绕组。
本实施方式中，初级绕组1-2的每个线圈的两个有效边嵌放在初级铁心1-1两侧相对应的线圈槽中。在初级铁心1-1两侧的相对应的第1、q+1、2q+1、……、2km-1个线圈槽中，两个匝数为N的线圈分别属于不同的相。
图1所示，初级绕组1-2由匝数为2N的线圈和匝数为N的线圈构成，每极每相槽数q为2，电机的相数m为3。其第1个、第3个、第5个、第7个、第9个、第11个槽中为两个匝数为N线圈的线圈边，这两个匝数为N线圈的线圈边分别属于不同的相；其余的槽中为匝数为2N的线圈边；在第一个极下，第1个槽中的下层线圈边、第2个槽中的线圈边、第3个槽中的上层线圈边属于同一相，比如A相，将第一个极下的各线圈串联起来构成A相的第一个极相组，依次类推，可以得到其它各极下的A相各极相组，把A相的各极相组串联或并联起来即可得到A相绕组。根据三相绕组之间相差120°电角度的原则，可以得到其余相的绕组连接关系。
具体实施方式二：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述整数槽双层环形绕组直线电机，它包括初级1和次级2，初级1包括初级铁心1-1和初级绕组1-2，次级2为门字形，次级2跨在初级铁心1-1上，次级2的内侧表面与初级铁心1-1的上表面和两侧表面隔气隙相对；初级铁心1-1的横截面为矩形，初级铁心1-1两侧的气隙侧表面上对应设置有线圈骨架，线圈骨架由具有绝缘性能的非金属材料制成，线圈骨架由底板和2km+1个隔板组成，底板固定安装在初级铁心1-1两侧的气隙侧表面上，隔板为长条形，2km+1个隔板沿初级1和次级2的相对运动方向等间隔排布在底板上，形成2km个线圈槽，初级铁心1-1两侧的线圈槽互相对应，m为电机的相数，m为大于或等于3的整数，k为正整数，q为电机每极每相槽数，q为大于或等于2的整数，初级绕组1-2由多个匝数为2N的线圈和多个匝数为N的线圈组成，N为正整数，初级铁心1-1两侧的相对应的第1、q+1、2q+1、……、2km-1个线圈槽中分别设置有两个匝数为N的线圈，其余所有线圈槽中分别设置有匝数为2N的线圈，在所述电机的每一个极下，第1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，或者第1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，将所述电机的所有极下的同一相的极相组串联或并联起来得到一相绕组；根据电机各相绕组之间相差360°/m电角度的原则，得到其余m-1相绕组的连接关系。
本实施方式中，初级铁心1-1的两侧气隙侧表面为光滑表面，该光滑表面上分别设置线圈骨架。
具体实施方式三：下面结合图3说明本实施方式，本实施方式所述整数槽双层环形绕组直线电机，它包括初级1和次级，初级1包括初级铁心1-1和初级绕组1-2，次级为门字形，次级跨在初级铁心1-1上，次级的内侧表面与初级铁心1-1的上表面和两侧表面隔气隙相对；初级铁心1-1的横截面为矩形，初级铁心1-1的与次级的门字形横边相对侧的表面及与该表面相对的表面均为齿槽结构，齿槽结构为沿初级1和次级的相对运动方向均匀开设形成的2km个线圈槽，所述线圈槽为平行于次级的门字形横边方向的通槽，初级铁心1-1两侧表面的线圈槽互相对应，m为电机的相数，m为大于或等于3的整数，k为正整数，q为电机每极每相槽数，q为大于或等于2的整数，初级绕组1-2由多个匝数为2N的线圈和多个匝数为N的线圈组成，N为正整数，初级铁心1-1两侧的相对应的第1、q+1、2q+1、……、2km-1个线圈槽中分别设置有两个匝数为N的线圈，其余所有线圈槽中分别设置有匝数为2N的线圈，在所述电机的每一个极下，第1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，或者第1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，将所述电机的所有极下的同一相的极相组串联或并联起来得到一相绕组；根据电机各相绕组之间相差360°/m电角度的原则，得到其余m-1相绕组的连接关系。
具体实施方式四：下面结合图4说明本实施方式，本实施方式所述整数槽双层环形绕组直线电机，它包括初级1和次级2，初级1由初级铁心1-1和初级绕组1-2组成，次级2为圆柱形，初级铁心1-1为圆筒形，初级铁心1-1同轴套接在次级2的外侧，初级铁心1-1与次级2之间为气隙，初级铁心1-1的内侧表面上沿初级1和次级2的相对运动方向均匀开有2km个圆周方向的线圈槽，m为电机的相数，m为大于或等于3的整数，k为正整数，q为电机每极每相槽数，q为大于或等于2的整数，初级绕组1-2由多个匝数为2N的线圈和多个匝数为N的线圈组成，N为正整数，初级铁心1-1的第1、q+1、2q+1、……、2km-1个线圈槽中分别设置有两个匝数为N的线圈，其余所有线圈槽中分别设置有匝数为2N的线圈，在所述电机的每一个极下，第1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，或者第1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，将所述电机的所有极下的同一相的极相组串联或并联起来得到一相绕组；根据电机各相绕组之间相差360°/m电角度的原则，得到其余m-1相绕组的连接关系。
具体实施方式五：下面结合图5说明本实施方式，本实施方式所述整数槽双层环形绕组直线电机，它包括初级1和次级2，初级1由初级铁心1-1和初级绕组1-2组成，初级铁心1-1为圆柱形，次级2为圆筒形，次级2同轴套接在初级铁心1-1的外侧，初级铁心1-1与次级2之间为气隙，初级铁心1-1的外侧表面上沿初级1和次级2的相对运动方向均匀开有2km个圆周方向的线圈槽，m为电机的相数，m为大于或等于3的整数，k为正整数，q为电机每极每相槽数，q为大于或等于2的整数，初级绕组1-2由多个匝数为2N的线圈和多个匝数为N的线圈组成，N为正整数，初级铁心1-1的第1、q+1、2q+1、……、2km-1个线圈槽中分别设置有两个匝数为N的线圈，其余所有线圈槽中分别设置有匝数为2N的线圈，在所述电机的每一个极下，第1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，或者第1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，将所述电机的所有极下的同一相的极相组串联或并联起来得到一相绕组；根据电机各相绕组之间相差360°/m电角度的原则，得到其余m-1相绕组的连接关系。
具体实施方式六：下面结合图6和图7说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一或二的进一步说明，所述初级1还包括两个初级辅助铁心1-3，两个初级辅助铁心1-3分列于初级铁心1-1的两侧，与初级铁心1-1并行设置，两个初级辅助铁心1-3分别与次级2的门字形立边的外侧表面之间形成气隙。本实施方式中初级辅助铁心1-3的横截面为矩形。
具体实施方式七：下面结合图8说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一或二的进一步说明，所述电机还包括两个辅助初级3，两个辅助初级3分列于初级铁心1-1的两侧，与初级铁心1-1并行设置，两个辅助初级3分别与次级2的门字形立边的外侧表面之间形成气隙，辅助初级3的结构与初级1的结构相同。
本实施方式中，辅助初级3也由铁心和绕组组成，所述铁心的横截面为矩形，铁心既可以采用开槽结构，也可以采用无槽结构。所述铁心采用开槽结构时，绕组的线圈嵌放在槽中。
本实施方式中，初级绕组1-2可与电机系统中的功率变换器相联，辅助初级3的绕组可与电机系统中的功率变换器或激磁电容器相联。
具体实施方式八：本实施方式是对实施方式一、二、三、四或五的进一步说明，所述直线电机为直线感应电机、直线永磁同步电机或直线磁阻电机。
具体实施方式九：下面结合图9说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一或二的进一步说明，本实施方式可将多个实施方式一或二所述的整数槽双层环形绕组直线电机采用并联的方式连接在一起，并联时，相邻两个次级固定在一起、或者使用同一个次级。能够增大电机的输出推力。
图9所示电机为由三台实施方式一或二所述的整数槽双层环形绕组直线电机并联构成的电机，它能够增大电机的输出推力。
本发明所述的直线电机，根据需要的运行速度不同，其绕组可沿运动方向分段，各段之间每相绕组串联匝数和绕组导体截面积都不同，低速段的每相绕组串联匝数多、绕组导体截面积，高速段每相绕组串联匝数少，绕组导体截面积大。
本发明不局限于上述实施方式，还可以是上述各实施方式中所述技术特征的合理组合。

Claims (8)

  1. 一种整数槽双层环形绕组直线电机，它包括初级（1）和次级（2），其特征在于：初级（1）包括初级铁心（1-1）和初级绕组（1-2），次级（2）为门字形，次级（2）跨在初级铁心（1-1）上，次级（2）的内侧表面与初级铁心（1-1）的上表面和两侧表面隔气隙相对；初级铁心（1-1）的横截面为矩形，初级铁心（1-1）两侧的气隙侧为齿槽结构，初级铁心（1-1）的每侧气隙侧表面开有2km个线圈槽，初级铁心（1-1）两侧的线圈槽互相对应，m为电机的相数，m为大于或等于3的整数，k为正整数，q为电机每极每相槽数，q为大于或等于2的整数，初级绕组（1-2）由多个匝数为2N的线圈和多个匝数为N的线圈组成，N为正整数，初级铁心（1-1）两侧的相对应的第1、q+1、2q+1、……、2km-1个线圈槽中分别设置有两个匝数为N的线圈，其余所有线圈槽中分别设置有匝数为2N的线圈，在所述电机的每一个极下，第1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，或者第1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，将所述电机的所有极下的同一相的极相组串联或并联起来得到一相绕组；根据电机各相绕组之间相差360°/m电角度的原则，得到其余m-1相绕组的连接关系。
  2. 一种整数槽双层环形绕组直线电机，它包括初级（1）和次级（2），其特征在于：初级（1）包括初级铁心（1-1）和初级绕组（1-2），次级（2）为门字形，次级（2）跨在初级铁心（1-1）上，次级（2）的内侧表面与初级铁心（1-1）的上表面和两侧表面隔气隙相对；初级铁心（1-1）的横截面为矩形，初级铁心（1-1）两侧的气隙侧表面上对应设置有线圈骨架，线圈骨架由具有绝缘性能的非金属材料制成，线圈骨架由底板和2km+1个隔板组成，底板固定安装在初级铁心（1-1）两侧的气隙侧表面上，隔板为长条形，2km+1个隔板沿初级（1）和次级（2）的相对运动方向等间隔排布在底板上，形成2km个线圈槽，初级铁心（1-1）两侧的线圈槽互相对应，m为电机的相数，m为大于或等于3的整数，k为正整数，q为电机每极每相槽数，q为大于或等于2的整数，初级绕组（1-2）由多个匝数为2N的线圈和多个匝数为N的线圈组成，N为正整数，初级铁心（1-1）两侧的相对应的第1、q+1、2q+1、……、2km-1个线圈槽中分别设置有两个匝数为N的线圈，其余所有线圈槽中分别设置有匝数为2N的线圈，在所述电机的每一个极下，第1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，或者第1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，将所述电机的所有极下的同一相的极相组串联或并联起来得到一相绕组；根据电机各相绕组之间相差360°/m电角度的原则，得到其余m-1相绕组的连接关系。
  3. 一种整数槽双层环形绕组直线电机，它包括初级（1）和次级，其特征在于：初级（1）包括初级铁心（1-1）和初级绕组（1-2），次级为门字形，次级跨在初级铁心（1-1）上，次级的内侧表面与初级铁心（1-1）的上表面和两侧表面隔气隙相对；初级铁心（1-1）的横截面为矩形，初级铁心（1-1）的与次级的门字形横边相对侧的表面及与该表面相对的表面均为齿槽结构，齿槽结构为沿初级（1）和次级的相对运动方向均匀开设形成的2km个线圈槽，所述线圈槽为平行于次级的门字形横边方向的通槽，初级铁心（1-1）两侧表面的线圈槽互相对应，m为电机的相数，m为大于或等于3的整数，k为正整数，q为电机每极每相槽数，q为大于或等于2的整数，初级绕组（1-2）由多个匝数为2N的线圈和多个匝数为N的线圈组成，N为正整数，初级铁心（1-1）两侧的相对应的第1、q+1、2q+1、……、2km-1个线圈槽中分别设置有两个匝数为N的线圈，其余所有线圈槽中分别设置有匝数为2N的线圈，在所述电机的每一个极下，第1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，或者第1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，将所述电机的所有极下的同一相的极相组串联或并联起来得到一相绕组；根据电机各相绕组之间相差360°/m电角度的原则，得到其余m-1相绕组的连接关系。
  4. 一种整数槽双层环形绕组直线电机，它包括初级（1）和次级（2），其特征在于：初级（1）由初级铁心（1-1）和初级绕组（1-2）组成，次级（2）为圆柱形，初级铁心（1-1）为圆筒形，初级铁心（1-1）同轴套接在次级（2）的外侧，初级铁心（1-1）与次级（2）之间为气隙，初级铁心（1-1）的内侧表面上沿初级（1）和次级（2）的相对运动方向均匀开有2km个圆周方向的线圈槽，m为电机的相数，m为大于或等于3的整数，k为正整数，q为电机每极每相槽数，q为大于或等于2的整数，初级绕组（1-2）由多个匝数为2N的线圈和多个匝数为N的线圈组成，N为正整数，初级铁心（1-1）的第1、q+1、2q+1、……、2km-1个线圈槽中分别设置有两个匝数为N的线圈，其余所有线圈槽中分别设置有匝数为2N的线圈，在所述电机的每一个极下，第1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，或者第1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，将所述电机的所有极下的同一相的极相组串联或并联起来得到一相绕组；根据电机各相绕组之间相差360°/m电角度的原则，得到其余m-1相绕组的连接关系。
  5. 一种整数槽双层环形绕组直线电机，它包括初级（1）和次级（2），其特征在于：初级（1）由初级铁心（1-1）和初级绕组（1-2）组成，初级铁心（1-1）为圆柱形，次级（2）为圆筒形，次级（2）同轴套接在初级铁心（1-1）的外侧，初级铁心（1-1）与次级（2）之间为气隙，初级铁心（1-1）的外侧表面上沿初级（1）和次级（2）的相对运动方向均匀开有2km个圆周方向的线圈槽，m为电机的相数，m为大于或等于3的整数，k为正整数，q为电机每极每相槽数，q为大于或等于2的整数，初级绕组（1-2）由多个匝数为2N的线圈和多个匝数为N的线圈组成，N为正整数，初级铁心（1-1）的第1、q+1、2q+1、……、2km-1个线圈槽中分别设置有两个匝数为N的线圈，其余所有线圈槽中分别设置有匝数为2N的线圈，在所述电机的每一个极下，第1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，或者第1个线圈槽中上层的匝数为N的线圈、第2个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第3个线圈槽中的匝数为2N的线圈、……、第q个线圈槽中的匝数为2N的线圈、第q+1个线圈槽中下层的匝数为N的线圈串联起来构成同一相的一个极相组，将所述电机的所有极下的同一相的极相组串联或并联起来得到一相绕组；根据电机各相绕组之间相差360°/m电角度的原则，得到其余m-1相绕组的连接关系。
  6. 根据权利要求1或2所述的整数槽双层环形绕组直线电机，其特征在于：所述初级（1）还包括两个初级辅助铁心（1-3），两个初级辅助铁心（1-3）分列于初级铁心（1-1）的两侧，与初级铁心（1-1）并行设置，两个初级辅助铁心（1-3）分别与次级（2）的门字形立边的外侧表面之间形成气隙。
  7. 根据权利要求1或2所述的整数槽双层环形绕组直线电机，其特征在于：所述电机还包括两个辅助初级（3），两个辅助初级（3）分列于初级铁心（1-1）的两侧，与初级铁心（1-1）并行设置，两个辅助初级（3）分别与次级（2）的门字形立边的外侧表面之间形成气隙，辅助初级（3）的结构与初级（1）的结构相同。
  8. 根据权利要求1、2、3、4或5所述的整数槽双层环形绕组直线电机，其特征在于：所述直线电机为直线感应电机、直线永磁同步电机或直线磁阻电机。
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