次級分段式磁路互補(bǔ)型初級電勵(lì)磁直線電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種初級電勵(lì)磁直線電機(jī)，具體涉及的是次級分段式磁路互補(bǔ)型初級電勵(lì)磁直線電機(jī)，屬于電機(jī)制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)的發(fā)展，直線電機(jī)得到廣泛的應(yīng)用。各個(gè)領(lǐng)域?qū)︱?qū)動(dòng)電機(jī)及系統(tǒng)的要求越來越高，采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)和機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式越來越不能滿足相應(yīng)要求，而采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)可以降低成本，減小系統(tǒng)體積，減小噪聲。在如軌道交通、高層樓宇電梯、工廠運(yùn)輸?shù)葓龊?，采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)會(huì)出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)復(fù)雜、成本高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢等問題。因此，采用直線電機(jī)代替旋轉(zhuǎn)電機(jī)這一技術(shù)手段，可以克服旋轉(zhuǎn)電機(jī)在應(yīng)用上的上述缺點(diǎn)，提高整個(gè)系統(tǒng)的效率。
[0003]目前直線感應(yīng)電機(jī)已經(jīng)在廣州地鐵線路中得到應(yīng)用。直線感應(yīng)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便，系統(tǒng)成本低，在城市軌道交通驅(qū)動(dòng)中發(fā)揮重要作用。但是，直線感應(yīng)電機(jī)效率和功率因數(shù)低，調(diào)速性能不佳，控制復(fù)雜，性能仍然無法與直流電機(jī)相比。
[0004]直線永磁同步電機(jī)沒有勵(lì)磁繞組，具有效率高、功率密度高等優(yōu)點(diǎn)。但是，傳統(tǒng)直線永磁同步電機(jī)的繞組和永磁體分別放置在電機(jī)的初級和次級，在軌道交通等長定子應(yīng)用場合中永磁體或電樞繞組沿軌道鋪設(shè)會(huì)帶來成本過大、維護(hù)不便的問題。而且永磁體為稀有材料，價(jià)格昂貴，性能對環(huán)境溫度、機(jī)械振動(dòng)等因素敏感，不容易實(shí)現(xiàn)弱磁控制，控制系統(tǒng)復(fù)雜，在軌道交通應(yīng)用場合存在許多缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]所要解決的技術(shù)問題:
針對現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明目的是在于提供一種電樞繞組和勵(lì)磁繞組均置于初級且可以單獨(dú)控制，反電勢近似正弦的磁路互補(bǔ)型初級電勵(lì)磁直線電機(jī)。
[0006]技術(shù)方案:
為了實(shí)現(xiàn)以上功能，本發(fā)明提供了一種次級分段式磁路互補(bǔ)型初級電勵(lì)磁直線電機(jī)，包括初級11和次級10，所述初級11和次級10都為導(dǎo)磁材料且二者之間具有氣隙，所述初級11上設(shè)有導(dǎo)磁齒110，導(dǎo)磁齒110上交替設(shè)置集中電樞繞組111和集中勵(lì)磁繞組112，其特征在于，
所述初級11導(dǎo)磁齒110的個(gè)數(shù)為Ns=4*m*k*n+1，相鄰兩導(dǎo)磁齒110中心線距離為初級11極距τρ;所述導(dǎo)磁齒110上繞有2*m*k*n+l個(gè)集中勵(lì)磁繞組112和2*m*k*n個(gè)集中電樞繞組111，設(shè)置集中勵(lì)磁繞組112的導(dǎo)磁齒110稱為勵(lì)磁繞組導(dǎo)磁齒，設(shè)置集中電樞繞組111的導(dǎo)磁齒110稱為電樞繞組導(dǎo)磁齒，所述次級10設(shè)有分段導(dǎo)磁塊，相鄰兩分段導(dǎo)磁塊中心線距離為次級極距 τ s，τ J τ p=4*m*k / (2*m*k土 I)或 τ s/ τ 4*m*k / (2*m*k土 I)；所述集中勵(lì)磁繞組112和集中電樞繞組111交替設(shè)置在初級導(dǎo)磁齒110上，任意一個(gè)集中勵(lì)磁繞組112產(chǎn)生的磁場與距離其最近的集中勵(lì)磁繞組112產(chǎn)生的磁場方向相反； 其中，m為電機(jī)的相數(shù)，η和k為正整數(shù)，η為電機(jī)單元數(shù)，k為每個(gè)電機(jī)單元中任意一相電樞繞組串聯(lián)的集中電樞繞組111對數(shù)。
[0007]進(jìn)一步的，每個(gè)電機(jī)單元中的集中勵(lì)磁繞組112為串聯(lián)連接，構(gòu)成勵(lì)磁繞組單元，各電機(jī)單元之間的勵(lì)磁繞組單元串聯(lián)或并聯(lián)聯(lián)接。
[0008]進(jìn)一步的，每個(gè)電機(jī)單元中任意一相電樞繞組由k對集中電樞繞組111串聯(lián)，從第一個(gè)集中電樞繞組111起有k個(gè)置于相鄰的電樞繞組導(dǎo)磁齒上的集中電樞繞組111屬于同一相，其后在電樞繞組導(dǎo)磁齒上依次交替設(shè)置屬于相鄰相的k個(gè)集中電樞繞組111，按照上述排列方式，屬于同相的2k個(gè)集中電樞繞組111形成k對互補(bǔ)集中電樞繞組111，其中任意一對集中電樞繞組中的兩個(gè)集中電樞繞組111與次級10的相對位置相差半個(gè)次級10極距，對應(yīng)為180度電氣角度，二者具有互補(bǔ)特性，η個(gè)電機(jī)單元依次設(shè)置，不同電機(jī)單元中屬于同相的集中電樞繞組111串聯(lián)或并聯(lián)連接。
[0009]作為一種優(yōu)選，所述集中勵(lì)磁繞組112和集中電樞繞組111為銅或超導(dǎo)材料。
[0010]作為一種優(yōu)選，該電機(jī)還包括在初級11兩端各增加一個(gè)附加導(dǎo)磁齒113。
[0011]作為一種優(yōu)選，該電機(jī)還設(shè)有一個(gè)運(yùn)動(dòng)部件，所述初級11和次級10—個(gè)為固定部件，以所述初級11或次級10為固定部件，另一個(gè)為運(yùn)動(dòng)部件，以初級11上邊沿或次級10下邊沿為軸垂直翻轉(zhuǎn)，構(gòu)成雙邊平板結(jié)構(gòu)的電機(jī)。
[0012]作為一種優(yōu)選，所述次級分段式磁路互補(bǔ)型初級電勵(lì)磁直線電機(jī)是電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)。
[0013]有益效果:
本發(fā)明提供的次級分段式磁路互補(bǔ)型初級電勵(lì)磁直線電機(jī)是電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)，作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，通過改變勵(lì)磁電流的大小可以提高恒功率運(yùn)行速度范圍，作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，通過改變勵(lì)磁電流的大小，可以得到不同速度下恒定的反電動(dòng)勢。
[0014]本發(fā)明作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)用時(shí)，特別適合寬調(diào)速驅(qū)動(dòng)場合，例如城市軌道交通驅(qū)動(dòng)直線電機(jī)等需要寬調(diào)速范圍的應(yīng)用場合；本發(fā)明還特別適合作為發(fā)電機(jī)使用，用于海浪發(fā)電等場合，該電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，次級僅由導(dǎo)磁塊組成，重量輕，電樞繞組和勵(lì)磁繞組均置于初級，通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的大小，從而達(dá)到變速恒壓輸出以及恒速變壓輸出特性。
【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明:
圖1本發(fā)明次級分段式磁路互補(bǔ)型初級電勵(lì)磁直線電機(jī)實(shí)施例1電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2本發(fā)明次級分段式磁路互補(bǔ)型初級電勵(lì)磁直線電機(jī)實(shí)施例2電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3本發(fā)明次級分段式磁路互補(bǔ)型初級電勵(lì)磁直線電機(jī)實(shí)施例3電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4本發(fā)明次級分段式磁路互補(bǔ)型初級電勵(lì)磁直線電機(jī)實(shí)施例4電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5本發(fā)明次級分段式磁路互補(bǔ)型初級電勵(lì)磁直線電機(jī)實(shí)施例5電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6本發(fā)明次級分段式磁路互補(bǔ)型初級電勵(lì)磁直線電機(jī)實(shí)施例5另一電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7本發(fā)明次級分段式磁路互補(bǔ)型初級電勵(lì)磁直線電機(jī)實(shí)施例6電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明提供一種次級分段式磁路互補(bǔ)型初級電勵(lì)磁直線電機(jī)，為使本發(fā)明的目的，技術(shù)方案及效果更加清楚，明確，以及參照附圖并舉實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0017]實(shí)施例1
參見圖1，本發(fā)明的次級分段式磁路互補(bǔ)型初級電勵(lì)磁直線電機(jī)包括初級11和次級10，初級11和次級10都為導(dǎo)磁材料且二者之間具有氣隙，初級11上設(shè)有導(dǎo)磁齒110，導(dǎo)磁齒110上交替設(shè)置集中勵(lì)磁繞組112和集中電樞繞組111。本實(shí)施例電機(jī)中，m=3，k=l，n=l，其中，m為電機(jī)的相數(shù)，η和k為正整數(shù)，η為電機(jī)單元數(shù)，k為每個(gè)電機(jī)單元中一相電樞繞組串聯(lián)的集中電樞繞組對數(shù)。即，該電機(jī)為三相電機(jī)，具有A、B、C三相，包含有I個(gè)電機(jī)單元，每個(gè)電機(jī)單元中有k=l對集中電樞繞組。所以初級11導(dǎo)磁齒110的個(gè)數(shù)為Ns=4*m*k*n+l=13，導(dǎo)磁齒110設(shè)有集中勵(lì)磁繞組112的個(gè)數(shù)為2*m*k*n+l=7，設(shè)有集中電樞繞組111的個(gè)數(shù)為2*m*k*n=6 ;次級10與初級11極距之比為τ s/τ p=4*m*k/(2*m*k± I)或4*m*k/(2*m*k±l)，可取 τ s/τ ρ=12/5，12/7 或 τ s/τ 12/5，12/7，本實(shí)施例取τ3/τρ=12/7。集中勵(lì)磁繞組112和集中電樞繞組111交替設(shè)置在初級導(dǎo)磁齒110上，任意一個(gè)集中勵(lì)磁繞組1