專利名稱：橫向磁通永磁平面電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種永磁平面電機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代精密、超精密加工裝備對(duì)高響應(yīng)、高速度、高精度的平面驅(qū)動(dòng)裝置有著迫切的 需求，如機(jī)械加工、電子產(chǎn)品生產(chǎn)、機(jī)械裝卸、制造自動(dòng)化儀表設(shè)備甚至機(jī)器人驅(qū)動(dòng)等。通 常這些裝置由旋轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，再由皮帶、滾珠絲桿等機(jī)械裝置，轉(zhuǎn)換為直線運(yùn) 動(dòng)。由于機(jī)械裝置復(fù)雜，傳動(dòng)精度和速度都受到限制，且需經(jīng)常調(diào)校，造成成本高、可靠性 差、體積較大。最初的平面驅(qū)動(dòng)裝置是由兩臺(tái)直接驅(qū)動(dòng)的直線電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，采用層疊式驅(qū) 動(dòng)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)增加了傳動(dòng)系統(tǒng)的復(fù)雜性，從本質(zhì)上沒(méi)有擺脫低維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)疊加形成高 維運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的模式。對(duì)于底層的直線電機(jī)，要承載上層直線電機(jī)及其相關(guān)機(jī)械部件的總質(zhì) 量，從而嚴(yán)重影響了定位和控制精確度。而直接利用電磁能產(chǎn)生平面運(yùn)動(dòng)的平面電機(jī)，具有 出力密度高、低熱耗、高速度、高精度和高可靠性的特點(diǎn)，因省去了從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到直線運(yùn)動(dòng) 再到平面運(yùn)動(dòng)的中間轉(zhuǎn)換裝置，可把控制對(duì)象同電機(jī)做成一體化結(jié)構(gòu)，具有反應(yīng)快、靈敏度 高、隨動(dòng)性好及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)平面電機(jī)電磁推力的產(chǎn)生原理，可以將平面電機(jī)分為 變磁阻型、同步型和感應(yīng)型。其中，同步型平面電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、推力大、效率高和響應(yīng)速 度快等良好的綜合性能，在二維平面驅(qū)動(dòng)裝置、特別是精密二維平面驅(qū)動(dòng)裝置中具有廣闊 的應(yīng)用前景。 圖14和圖15所示為現(xiàn)有的一種平面電機(jī)結(jié)構(gòu)。該電機(jī)中包括定子和動(dòng)子兩大部 件，它的工作原理類似于三相旋轉(zhuǎn)永磁同步電機(jī)，定子包含鐵心和4個(gè)相互垂直放置的推 力繞組，每個(gè)繞組有獨(dú)立的3個(gè)相，X向推力繞組用于驅(qū)動(dòng)動(dòng)子沿X方向運(yùn)動(dòng)，Y向推力繞組 用于驅(qū)動(dòng)動(dòng)子沿Y方向運(yùn)動(dòng)。動(dòng)子包含動(dòng)子平臺(tái)和4個(gè)永磁體陣列，永磁體陣列排列在動(dòng) 子平臺(tái)的下表面，通過(guò)控制相應(yīng)的三相繞組電流，動(dòng)子平臺(tái)就可以在平面上做定位運(yùn)動(dòng)。
但是，該永磁同步平面電機(jī)存在動(dòng)子的行程有限、推力密度低、電機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜以 及電流控制精度低等問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決永磁同步平面電機(jī)存在動(dòng)子的行程有限、推力密度低、電機(jī)的結(jié) 構(gòu)復(fù)雜以及電流控制精度低等問(wèn)題，而提出了橫向磁通永磁平面電機(jī)。 本發(fā)明由初級(jí)和次級(jí)組成；次級(jí)由永磁體陣列組成；初級(jí)由若干個(gè)電機(jī)單元組 成，每個(gè)電機(jī)單元由m2個(gè)相電樞單元組成，m2個(gè)相電樞單元組成一個(gè)m行、m列的相電樞單 元陣列，所述的相電樞單元陣列的行間距與列間距相等；每個(gè)相電樞單元由相單元鐵心和 相單元繞組組成；每個(gè)相單元鐵心是由兩個(gè)鐵心單元組成帶有齒孔的相單元鐵心，所述齒 孔由兩個(gè)鐵心單元的齒槽疊加形成，每個(gè)鐵心單元由兩個(gè)齒和磁軛段組成；所述的兩個(gè)齒 沿橫截面的水平方向排列，所述的兩個(gè)齒之間連接有磁軛段；兩個(gè)鐵心單元沿X向或Y向排 列，線圈通過(guò)相單元鐵心的齒孔繞成一相相單元繞組；沿X方向或Y方向相鄰兩個(gè)相單元鐵心之間的齒距、為、=[l+j/m)] Tp，其中j為自然數(shù)，j^im，i為自然數(shù)，m為大于l 的自然數(shù)。 本發(fā)明采用了上述特殊的橫向磁通電磁結(jié)構(gòu)，構(gòu)成一種橫向磁通永磁平面電機(jī)， 消除了相間互感，提高了電機(jī)的電流及電磁力控制精度；線圈數(shù)量少，加工工藝簡(jiǎn)單、成本 低，且銅耗小、效率高；電機(jī)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，推力增加容易；電樞鐵心與次級(jí)永磁體的利用率高， 電機(jī)的推力密度與功率密度大；電機(jī)的行程不受限制。由于消除了相間的磁耦合，提高了繞 組電流控制精度；電樞鐵心與次級(jí)永磁體的利用率高，電機(jī)的推力密度與功率密度大、效率 高；另外，電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)模塊化，且電機(jī)的行程不受限制。
圖1是本發(fā)明的橫向磁通永磁平面電機(jī)的主視圖；圖2是本發(fā)明的橫向磁通永磁 平面電機(jī)的俯視圖；圖3至圖10是鐵心單元5的結(jié)構(gòu)示意圖；圖ll是具體實(shí)施方式
六所述 的永磁體陣列平面展開(kāi)圖；圖12是具體實(shí)施方式
七所述的永磁體陣列的平面展開(kāi)圖；圖13 是具體實(shí)施方式
八所述的永磁體陣列的平面展開(kāi)圖；圖14是現(xiàn)有的電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖 15是現(xiàn)有的電機(jī)的永磁陣列的平面展開(kāi)圖。
具體實(shí)施例方式
具體實(shí)施方式
一、結(jié)合圖l和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式它由初級(jí)和次級(jí)組 成；次級(jí)由永磁體陣列組成；初級(jí)由若干個(gè)電機(jī)單元組成，每個(gè)電機(jī)單元由1112個(gè)相電樞單 元1組成，1112個(gè)相電樞單元1組成一個(gè)m行、m列的相電樞單元陣列2，所述的相電樞單元 陣列2的行間距與列間距相等；每個(gè)相電樞單元1由相單元鐵心3和相單元繞組4組成；每 個(gè)相單元鐵心3是由兩個(gè)鐵心單元5組成帶有齒孔71的相單元鐵心3，所述齒孔71由兩個(gè) 鐵心單元5的齒槽72疊加形成，每個(gè)鐵心單元5由兩個(gè)齒和磁軛段組成；所述的兩個(gè)齒沿 橫截面的水平方向排列，所述的兩個(gè)齒之間連接有磁軛段；兩個(gè)鐵心單元5沿X向或Y向排 列，線圈41通過(guò)相單元鐵心3的齒孔71繞成一相相單元繞組；沿X方向或Y方向相鄰兩個(gè) 相單元鐵心3之間的齒距、為、=[l+j/m)]、，其中j為自然數(shù)，j^im，i為自然數(shù)， m為大于l的自然數(shù)。當(dāng)電機(jī)為單相或多相電機(jī)時(shí)，每個(gè)相單元鐵心3的四個(gè)齒截面為正方 形，任何相鄰兩個(gè)齒之間的齒距Tt與永磁體極距、之間滿足關(guān)系、=、。當(dāng)電機(jī)為 三相電機(jī)時(shí)，每個(gè)相單元鐵心3的四個(gè)齒截面為正方形，任何相鄰兩個(gè)齒之間的齒距t t與 永磁體極距Tp之間滿足關(guān)系3n、 = (3n士l) 、， n為自然數(shù)。其中線圈41為跑道形線 圈。
具體實(shí)施方式
二、結(jié)合圖3至圖7說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一 不同點(diǎn)在于所述的相單元鐵心3中每個(gè)鐵心單元5由一個(gè)長(zhǎng)齒51、一個(gè)短齒52、一個(gè)高水 平磁軛段53、一個(gè)低水平磁軛段54和一個(gè)垂向磁軛段55組成；所述的長(zhǎng)齒51與短齒52沿 橫截面的水平方向排列，所述的長(zhǎng)齒51與短齒52之間均依次連接有高水平磁軛段53、垂 向磁軛段55和低水平磁軛段54，所述的長(zhǎng)齒51側(cè)面根部與所述的高水平磁軛段53的一 端側(cè)面相連，所述的高水平磁軛段53的另一端側(cè)面與所述的垂向磁軛段55 —側(cè)側(cè)面根部 相連，所述的垂向磁軛段55的另一側(cè)側(cè)面端部與所述的低水平磁軛段54的一端側(cè)面相連， 所述的低水平磁軛段54的另一端側(cè)面與所述的短齒52側(cè)面根部相連，并且高水平磁軛段53、垂向磁軛段55和低水平磁軛段54形成Z字形；鐵心單元5的長(zhǎng)齒51、短齒52、高水平 磁軛段53、低水平磁軛段54和垂向磁軛段55構(gòu)成的內(nèi)側(cè)為齒槽72 ;兩個(gè)鐵心單元5的齒 槽72疊加形成兩個(gè)齒孔71 ;兩個(gè)鐵心單元5沿X向或Y向排列；兩個(gè)鐵心單元5中兩個(gè)鐵 心單元5的齒、高水平磁軛段53、低水平磁軛段54和垂向磁軛段55的沿水平方向的排列次 序相反，其它組成和連接方式與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三、結(jié)合圖3至圖5說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
二 不同點(diǎn)在于線圈41通過(guò)所述的兩個(gè)齒孔7在長(zhǎng)齒51的上部或高水平磁軛段53或垂直磁 軛段55上環(huán)形纏繞成一相相單元繞組。其它組成和連接方式與具體實(shí)施方式
二相同。
具體實(shí)施方式
四、結(jié)合圖8、圖9和圖IO說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施 方式一不同點(diǎn)在于所述的相單元鐵心3中有一個(gè)長(zhǎng)齒結(jié)構(gòu)鐵心單元，所述的長(zhǎng)齒結(jié)構(gòu)鐵心 單元由兩個(gè)長(zhǎng)齒51和高水平磁軛段53組成，所述的長(zhǎng)齒結(jié)構(gòu)鐵心單元的兩個(gè)長(zhǎng)齒51沿橫 截面的水平方向排列，所述的兩個(gè)長(zhǎng)齒51之間連接有一個(gè)高水平磁軛段53，所述的兩個(gè)長(zhǎng) 齒51側(cè)面根部分別與所述的高水平磁軛段53的兩端側(cè)面相連；兩個(gè)長(zhǎng)齒51和高水平磁軛 段53構(gòu)成的內(nèi)側(cè)為齒槽72 ;所述的相單元鐵心3中有一個(gè)短齒結(jié)構(gòu)鐵心單元，所述的短齒 結(jié)構(gòu)鐵心單元由兩個(gè)短齒52和低水平磁軛段54組成，所述的短齒結(jié)構(gòu)鐵心單元的兩個(gè)短 齒52沿橫截面的水平方向排列，所述的兩個(gè)短齒52之間連接有一個(gè)低水平磁軛段54，所 述的兩個(gè)短齒52側(cè)面根部分別與所述的低水平磁軛段54的兩端側(cè)面相連；兩個(gè)短齒52和 低水平磁軛段54構(gòu)成的內(nèi)側(cè)為齒槽72 ;所述的一個(gè)長(zhǎng)齒結(jié)構(gòu)鐵心單元與一個(gè)短齒結(jié)構(gòu)鐵 心單元沿X方向或Y方向依次間隔排列；兩個(gè)鐵心單元5的一個(gè)長(zhǎng)齒結(jié)構(gòu)鐵心單元的齒槽 72與一個(gè)短齒結(jié)構(gòu)鐵心單元的的齒槽72疊加形成一個(gè)齒孔71 ;其它組成和連接方式與具 體實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式
五、結(jié)合圖10說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
四不同 點(diǎn)在于所述的線圈41通過(guò)所述的一個(gè)齒孔7在高水平磁軛段53和低水平磁軛段54上環(huán) 形纏繞成一相相單元繞組。其它組成和連接方式與具體實(shí)施方式
四相同。
具體實(shí)施方式
六、結(jié)合圖11說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一、二、 三、四或五不同點(diǎn)在于所述的永磁體陣列由nXn個(gè)正方形平板永磁體61組成，所述永磁體 陣列中，每一行由n個(gè)正方形平板永磁體61排列組成，每一列也由n個(gè)正方形平板永磁體 61排列組成，行間距與列間距相等，沿X向或Y向每相鄰兩個(gè)正方形平板永磁體61的充磁 方向相反，正方形平板永磁體61為沿Z向或-Z向平行充磁。其它組成和連接方式與具體 實(shí)施方式一、二、三、四或五相同。
具體實(shí)施方式
七、結(jié)合圖12說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一、二、 三、四或五不同點(diǎn)在于永磁體陣列由(n+l) X (n+l)個(gè)平板形永磁體62和nXn個(gè)正方形平 板永磁體61組成，所述永磁體陣列中，每一行由n個(gè)正方形平板永磁體61與n+l個(gè)平板形 永磁體62間隔緊密排列組成，所述正方形平板永磁體61與所述平板形永磁體62沿Y軸方 向的寬度相等，相鄰的兩個(gè)平板形永磁體62的充磁方向相反，且充磁方向沿X軸方向；每一 列由n個(gè)正方形平板永磁體61與n+l個(gè)平板形永磁體62緊密排列組成，所述正方形平板 永磁體61與所述平板形永磁體62沿X軸方向的長(zhǎng)度相等，相鄰的兩個(gè)平板形永磁體62的 充磁方向相反，且充磁方向沿Y軸方向，所述正方形平板永磁體61與平板形永磁體62沿Z 軸方向等高，并且沿X軸方向充磁的平板形永磁體62與沿Y軸方向充磁的平板形永磁體62的磁化方向厚度相同；每個(gè)正方形平板永磁體61與四個(gè)平板形永磁體62緊密相鄰，當(dāng)所述 四個(gè)平板形永磁體62的磁化方向均為指向所述正方形平板永磁體61時(shí)，所述正方形平板 永磁體61的磁化方向沿Z軸向外；當(dāng)所述四個(gè)平板形永磁體62的磁化方向均為背向所述 正方形平板永磁體61時(shí)，所述正方形平板永磁體61的磁化方向?yàn)檠豘軸向內(nèi)。其它組成 和連接方式與具體實(shí)施方式
一、二、三、四或五相同。
具體實(shí)施方式
八、結(jié)合圖13說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一、二、 三、四或五不同點(diǎn)在于永磁體陣列由(n+l) X (n+l)個(gè)平板形永磁體62和nXn個(gè)正方形平 板形導(dǎo)磁體63組成，所述永磁體陣列中，每一行由n個(gè)正方形平板形導(dǎo)磁體63與n+l個(gè) 平板形永磁體62間隔緊密排列組成，所述正方形平板形導(dǎo)磁體63與所述平板形永磁體62 沿Y軸方向的寬度相等，相鄰的兩個(gè)平板形永磁體62的充磁方向相反，且充磁方向沿X軸 方向；每一列由n個(gè)正方形平板形導(dǎo)磁體63與n+l個(gè)平板形永磁體62緊密排列組成，所述 正方形平板形導(dǎo)磁體63與所述平板形永磁體62沿X軸方向的長(zhǎng)度相等，相鄰的兩個(gè)平板 形永磁體62的充磁方向相反，且充磁方向沿Y軸方向，所述正方形平板形導(dǎo)磁體63與平板 形永磁體62沿Z軸方向等高，并且沿X軸方向充磁的永磁體與沿Y軸方向充磁的永磁體的 磁化方向厚度相同；每個(gè)正方形平板形導(dǎo)磁體63與四個(gè)永磁體緊密相鄰，當(dāng)所述四個(gè)永磁 體的磁化方向均為指向所述正方形平板形導(dǎo)磁體63時(shí)，所述正方形平板形導(dǎo)磁體63的磁 力線方向沿Z軸向外；當(dāng)所述四個(gè)永磁體的磁化方向均為背向所述正方形平板形導(dǎo)磁體63 時(shí)，所述正方形平板形導(dǎo)磁體63的磁力線方向?yàn)檠豘軸向內(nèi)。其它組成和連接方式與具體 實(shí)施方式一、二、三、四或五相同。 本發(fā)明內(nèi)容不僅限于上述各實(shí)施方式的內(nèi)容，其中一個(gè)或幾個(gè)具體實(shí)施方式
的組 合同樣也可以實(shí)現(xiàn)發(fā)明的目的。
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權(quán)利要求
橫向磁通永磁平面電機(jī)，它由初級(jí)和次級(jí)組成；次級(jí)由永磁體陣列組成；初級(jí)由若干個(gè)電機(jī)單元組成，其特征在于每個(gè)電機(jī)單元由m2個(gè)相電樞單元(1)組成，m2個(gè)相電樞單元(1)組成一個(gè)m行、m列的相電樞單元陣列(2)，所述的相電樞單元陣列(2)的行間距與列間距相等；每個(gè)相電樞單元(1)由相單元鐵心(3)和相單元繞組(4)組成；每個(gè)相單元鐵心(3)是由兩個(gè)鐵心單元(5)組成帶有齒孔(71)的相單元鐵心(3)，所述齒孔(71)由兩個(gè)鐵心單元(5)的齒槽(72)疊加形成，每個(gè)鐵心單元(5)由兩個(gè)齒和磁軛段組成；所述的兩個(gè)齒沿橫截面的水平方向排列，所述的兩個(gè)齒之間連接有磁軛段；兩個(gè)鐵心單元(5)沿X向或Y向排列，線圈(41)通過(guò)相單元鐵心(3)的齒孔(71)繞成一相相單元繞組；沿X方向或Y方向相鄰兩個(gè)相單元鐵心(3)之間的齒距τa為τa＝[1+j/m)]τp，其中j為自然數(shù)，j≠im，i為自然數(shù)，m為大于1的自然數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的橫向磁通永磁平面電機(jī)，其特征在于所述的相單元鐵心(3) 中每個(gè)鐵心單元(5)由一個(gè)長(zhǎng)齒(51)、一個(gè)短齒(52)、一個(gè)高水平磁軛段(53)、一個(gè)低水平 磁軛段(54)和一個(gè)垂向磁軛段(55)組成；所述的長(zhǎng)齒(51)與短齒(52)沿橫截面的水平 方向排列，所述的長(zhǎng)齒(51)與短齒(52)之間均依次連接有高水平磁軛段(53)、垂向磁軛段 (55)和低水平磁軛段(54)，所述的長(zhǎng)齒(51)側(cè)面根部與所述的高水平磁軛段(53)的一端 側(cè)面相連，所述的高水平磁軛段(53)的另一端側(cè)面與所述的垂向磁軛段(55) —側(cè)側(cè)面根 部相連，所述的垂向磁軛段(55)的另一側(cè)側(cè)面端部與所述的低水平磁軛段(54)的一端側(cè) 面相連，所述的低水平磁軛段(54)的另一端側(cè)面與所述的短齒(52)側(cè)面根部相連，并且高 水平磁軛段(53)、垂向磁軛段(55)和低水平磁軛段(54)形成Z字形；鐵心單元(5)的長(zhǎng)齒(51) 、短齒(52)、高水平磁軛段(53)、低水平磁軛段(54)和垂向磁軛段(55)構(gòu)成的內(nèi)側(cè)為 齒槽(72);兩個(gè)鐵心單元(5)的齒槽(72)疊加形成兩個(gè)齒孔(71);兩個(gè)鐵心單元(5)沿X 向或Y向排列；兩個(gè)鐵心單元(5)中兩個(gè)鐵心單元(5)的齒、高水平磁軛段(53)、低水平磁 軛段(54)和垂向磁軛段(55)的沿水平方向的排列次序相反，線圈(41)通過(guò)所述的兩個(gè)齒 孔(71)在長(zhǎng)齒(51)的上部或高水平磁軛段(53)或垂直磁軛段(55)上環(huán)形纏繞成一相相 單元繞組。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的橫向磁通永磁平面電機(jī)，其特征在于所述的相單元鐵心(3) 中有一個(gè)長(zhǎng)齒結(jié)構(gòu)鐵心單元，所述的長(zhǎng)齒結(jié)構(gòu)鐵心單元由兩個(gè)長(zhǎng)齒(51)和高水平磁軛段 (53)組成，所述的長(zhǎng)齒結(jié)構(gòu)鐵心單元的兩個(gè)長(zhǎng)齒(51)沿橫截面的水平方向排列，所述的兩 個(gè)長(zhǎng)齒(51)之間連接有一個(gè)高水平磁軛段(53)，所述的兩個(gè)長(zhǎng)齒(51)側(cè)面根部分別與所 述的高水平磁軛段(53)的兩端側(cè)面相連；兩個(gè)長(zhǎng)齒(51)和高水平磁軛段(53)構(gòu)成的內(nèi)側(cè) 為齒槽(72);所述的相單元鐵心(3)中有一個(gè)短齒結(jié)構(gòu)鐵心單元，所述的短齒結(jié)構(gòu)鐵心單 元由兩個(gè)短齒(52)和低水平磁軛段(54)組成，所述的短齒結(jié)構(gòu)鐵心單元的兩個(gè)短齒(52) 沿橫截面的水平方向排列，所述的兩個(gè)短齒(52)之間連接有一個(gè)低水平磁軛段(54)，所 述的兩個(gè)短齒(52)側(cè)面根部分別與所述的低水平磁軛段(54)的兩端側(cè)面相連；兩個(gè)短齒(52) 和低水平磁軛段(54)構(gòu)成的內(nèi)側(cè)為齒槽(72);所述的一個(gè)長(zhǎng)齒結(jié)構(gòu)鐵心單元與一個(gè) 短齒結(jié)構(gòu)鐵心單元沿X方向或Y方向依次間隔排列；兩個(gè)鐵心單元(5)的一個(gè)長(zhǎng)齒結(jié)構(gòu)鐵 心單元的齒槽(72)與一個(gè)短齒結(jié)構(gòu)鐵心單元的的齒槽(72)疊加形成一個(gè)齒孔(71);所述 的線圈(41)通過(guò)所述的一個(gè)齒孔(71)在高水平磁軛段(53)和低水平磁軛段(54)上環(huán)形 纏繞成一相相單元繞組。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的橫向磁通永磁平面電機(jī)，其特征在于所述的永磁體陣 列由n X n個(gè)正方形平板永磁體(61)組成，所述永磁體陣列中，每一行由n個(gè)正方形平板永 磁體(61)排列組成，每一列也由n個(gè)正方形平板永磁體(61)排列組成，行間距與列間距相 等，沿X向或Y向每相鄰兩個(gè)正方形平板永磁體(61)的充磁方向相反，正方形平板永磁體(61) 為沿Z向或-Z向平行充磁。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的橫向磁通永磁平面電機(jī)，其特征在于永磁體陣列由 (n+1) X (n+1)個(gè)平板形永磁體(62)和n Xn個(gè)正方形平板永磁體(61)組成，所述永磁體 陣列中，每一行由n個(gè)正方形平板永磁體(61)與n+l個(gè)平板形永磁體(62)間隔緊密排列 組成，所述正方形平板永磁體(61)與所述平板形永磁體(62)沿Y軸方向的寬度相等，相鄰 的兩個(gè)平板形永磁體(62)的充磁方向相反，且充磁方向沿X軸方向；每一列由n個(gè)正方形 平板永磁體(61)與n+l個(gè)平板形永磁體(62)緊密排列組成，所述正方形平板永磁體(61) 與所述平板形永磁體(62)沿X軸方向的長(zhǎng)度相等，相鄰的兩個(gè)平板形永磁體(62)的充磁 方向相反，且充磁方向沿Y軸方向，所述正方形平板永磁體(61)與平板形永磁體(62)沿Z 軸方向等高，并且沿X軸方向充磁的平板形永磁體(62)與沿Y軸方向充磁的平板形永磁體(62) 的磁化方向厚度相同；每個(gè)正方形平板永磁體(61)與四個(gè)平板形永磁體(62)緊密相 鄰，當(dāng)所述四個(gè)平板形永磁體(62)的磁化方向均為指向所述正方形平板永磁體(61)時(shí)，所 述正方形平板永磁體(61)的磁化方向沿Z軸向外；當(dāng)所述四個(gè)平板形永磁體(62)的磁化 方向均為背向所述正方形平板永磁體(61)時(shí)，所述正方形平板永磁體(61)的磁化方向?yàn)?沿Z軸向內(nèi)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的橫向磁通永磁平面電機(jī)，其特征在于永磁體陣列由 (n+1) X (n+1)個(gè)平板形永磁體(62)和nXn個(gè)正方形平板形導(dǎo)磁體(63)組成，所述永磁 體陣列中，每一行由n個(gè)正方形平板形導(dǎo)磁體(63)與n+l個(gè)平板形永磁體(62)間隔緊密 排列組成，所述正方形平板形導(dǎo)磁體(63)與所述平板形永磁體(62)沿Y軸方向的寬度相 等，相鄰的兩個(gè)平板形永磁體(62)的充磁方向相反，且充磁方向沿X軸方向；每一列由n個(gè) 正方形平板形導(dǎo)磁體(63)與n+l個(gè)平板形永磁體(62)緊密排列組成，所述正方形平板形 導(dǎo)磁體(63)與所述平板形永磁體(62)沿X軸方向的長(zhǎng)度相等，相鄰的兩個(gè)平板形永磁體 (62)的充磁方向相反，且充磁方向沿Y軸方向，所述正方形平板形導(dǎo)磁體(63)與平板形永 磁體(62)沿Z軸方向等高，并且沿X軸方向充磁的永磁體與沿Y軸方向充磁的永磁體的磁 化方向厚度相同；每個(gè)正方形平板形導(dǎo)磁體(63)與四個(gè)永磁體緊密相鄰，當(dāng)所述四個(gè)永磁 體的磁化方向均為指向所述正方形平板形導(dǎo)磁體(63)時(shí)，所述正方形平板形導(dǎo)磁體(63) 的磁力線方向沿Z軸向外；當(dāng)所述四個(gè)永磁體的磁化方向均為背向所述正方形平板形導(dǎo)磁 體(63)時(shí)，所述正方形平板形導(dǎo)磁體(63)的磁力線方向?yàn)檠豘軸向內(nèi)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的橫向磁通永磁平面電機(jī)，其特征在于線圈(41)為跑道形線圈。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或7所述的橫向磁通永磁平面電機(jī)，其特征在于當(dāng)電機(jī)為單相 或多相電機(jī)時(shí)，每個(gè)相單元鐵心(3)的四個(gè)齒截面為正方形，任何相鄰兩個(gè)齒之間的齒距 Tt與永磁體極距Tp之間滿足關(guān)系、=Tp。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或7所述的橫向磁通永磁平面電機(jī)，其特征在于當(dāng)電機(jī)為三相 電機(jī)時(shí)，每個(gè)相單元鐵心(3)的四個(gè)齒截面為正方形，任何相鄰兩個(gè)齒之間的齒距、與永磁體極距t D之間滿足關(guān)系3n t t = (3n± 1) t D， n為自然數(shù):
全文摘要
橫向磁通永磁平面電機(jī)，它涉及電機(jī)領(lǐng)域，它解決了永磁同步平面電機(jī)存在動(dòng)子的行程有限、推力密度低、電機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及電流控制精度低等問(wèn)題。它的初級(jí)由若干個(gè)電機(jī)單元組成，每w個(gè)電機(jī)單元由m2個(gè)相電樞單元組成，m2個(gè)相電樞單元組成相電樞單元陣列，其陣列的行與列間距相等；每個(gè)相電樞單元由相單元鐵心和相單元繞組組成；每個(gè)相單元鐵心是由兩個(gè)鐵心單元組成帶有齒孔的相單元鐵心，齒孔由兩個(gè)鐵心單元的齒槽疊加形成，每個(gè)鐵心單元的兩個(gè)齒沿橫截面的水平方向排列，兩個(gè)齒之間連接有磁軛段；線圈通過(guò)齒孔繞成一相相單元繞組；沿X方向或Y方向相鄰兩個(gè)相單元鐵心之間的齒距τa為τa＝[1+j/m)]τp。另外，電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)模塊化，且電機(jī)的行程不受限制。
文檔編號(hào)H02K41/02GK101741212SQ20091021741
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月24日
發(fā)明者寇寶泉, 張千帆, 程樹(shù)康 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)