次級分段式磁路互補型初級電勵磁直線電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及的是一種初級電勵磁直線電機，具體涉及的是次級分段式磁路互補型初級電勵磁直線電機，屬于電機制造技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)的發(fā)展，直線電機得到廣泛的應(yīng)用。各個領(lǐng)域?qū)︱?qū)動電機及系統(tǒng)的要求越來越高，采用旋轉(zhuǎn)電機和機械轉(zhuǎn)換裝置將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動的驅(qū)動方式越來越不能滿足相應(yīng)要求，而采用直線電機驅(qū)動可以降低成本，減小系統(tǒng)體積，減小噪聲。在如軌道交通、高層樓宇電梯、工廠運輸?shù)葓龊?，采用旋轉(zhuǎn)電機會出現(xiàn)驅(qū)動復(fù)雜、成本高、動態(tài)響應(yīng)慢等問題。因此，采用直線電機代替旋轉(zhuǎn)電機這一技術(shù)手段，可以克服旋轉(zhuǎn)電機在應(yīng)用上的上述缺點，提高整個系統(tǒng)的效率。
[0003]目前直線感應(yīng)電機已經(jīng)在廣州地鐵線路中得到應(yīng)用。直線感應(yīng)電機結(jié)構(gòu)簡單，維護方便，系統(tǒng)成本低，在城市軌道交通驅(qū)動中發(fā)揮重要作用。但是，直線感應(yīng)電機效率和功率因數(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相比。
[0004]直線永磁同步電機沒有勵磁繞組，具有效率高、功率密度高等優(yōu)點。但是，傳統(tǒng)直線永磁同步電機的繞組和永磁體分別放置在電機的初級和次級，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)會帶來成本過大、維護不便的問題。而且永磁體為稀有材料，價格昂貴，性能對環(huán)境溫度、機械振動等因素敏感，不容易實現(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。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]所要解決的技術(shù)問題:
[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本實用新型目的是在于提供一種電樞繞組和勵磁繞組均置于初級且可以單獨控制，反電勢近似正弦的磁路互補型初級電勵磁直線電機。
[0007]技術(shù)方案:
[0008]為了實現(xiàn)以上功能，本實用新型提供了一種次級分段式磁路互補型初級電勵磁直線電機，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和集中勵磁繞組112，其特征在于，
[0009]所述初級11導(dǎo)磁齒110的個數(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τ P;所述導(dǎo)磁齒I1上繞有2*m*k*n+l個集中勵磁繞組112和2*m*k*n個集中電樞繞組111，設(shè)置集中勵磁繞組112的導(dǎo)磁齒110稱為勵磁繞組導(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±l)或τ s/ τ 4*m*k /(2*m*k±l)；
[0010]所述集中勵磁繞組112和集中電樞繞組111交替設(shè)置在初級導(dǎo)磁齒110上，任意一個集中勵磁繞組112產(chǎn)生的磁場與距離其最近的集中勵磁繞組112產(chǎn)生的磁場方向相反;
[0011]其中，m為電機的相數(shù)，η和k為正整數(shù)，η為電機單元數(shù)，k為每個電機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)。
[0012]進一步的，每個電機單元中的集中勵磁繞組112為串聯(lián)連接，構(gòu)成勵磁繞組單元，各電機單元之間的勵磁繞組單元串聯(lián)或并聯(lián)聯(lián)接。
[0013]進一步的，每個電機單元中任意一相電樞繞組由k對集中電樞繞組111串聯(lián)，從第一個集中電樞繞組111起有k個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個集中電樞繞組111，按照上述排列方式，屬于同相的2k個集中電樞繞組111形成k對互補集中電樞繞組111，其中任意一對集中電樞繞組中的兩個集中電樞繞組111與次級10的相對位置相差半個次級10極距，對應(yīng)為180度電氣角度，二者具有互補特性，η個電機單元依次設(shè)置，不同電機單元中屬于同相的集中電樞繞組111串聯(lián)或并聯(lián)連接。
[0014]作為一種優(yōu)選，所述集中勵磁繞組112和集中電樞繞組111為銅或超導(dǎo)材料。
[0015]作為一種優(yōu)選，該電機還包括在初級11兩端各增加一個附加導(dǎo)磁齒113。
[0016]作為一種優(yōu)選，該電機還設(shè)有一個運動部件，所述初級11和次級10 —個為固定部件，以所述初級11或次級10為固定部件，另一個為運動部件，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。
[0017]作為一種優(yōu)選，所述次級分段式磁路互補型初級電勵磁直線電機是電動機或發(fā)電機。
[0018]有益效果:
[0019]本實用新型提供的次級分段式磁路互補型初級電勵磁直線電機是電動機或發(fā)電機，作為電動機運行時，通過改變勵磁電流的大小可以提高恒功率運行速度范圍，作為發(fā)電機運行時，通過改變勵磁電流的大小，可以得到不同速度下恒定的反電動勢。
[0020]本實用新型作為驅(qū)動電機用時，特別適合寬調(diào)速驅(qū)動場合，例如城市軌道交通驅(qū)動直線電機等需要寬調(diào)速范圍的應(yīng)用場合；本實用新型還特別適合作為發(fā)電機使用，用于海浪發(fā)電等場合，該電機結(jié)構(gòu)簡單，次級僅由導(dǎo)磁塊組成，重量輕，電樞繞組和勵磁繞組均置于初級，通過調(diào)節(jié)勵磁電流的大小，從而達到變速恒壓輸出以及恒速變壓輸出特性。
【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明:
[0022]圖1本實用新型次級分段式磁路互補型初級電勵磁直線電機實施例1電機結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2本實用新型次級分段式磁路互補型初級電勵磁直線電機實施例2電機結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3本實用新型次級分段式磁路互補型初級電勵磁直線電機實施例3電機結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4本實用新型次級分段式磁路互補型初級電勵磁直線電機實施例4電機結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5本實用新型次級分段式磁路互補型初級電勵磁直線電機實施例5電機結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖6本實用新型次級分段式磁路互補型初級電勵磁直線電機實施例5另一電機結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖7本實用新型次級分段式磁路互補型初級電勵磁直線電機實施例6電機結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0029]本實用新型提供一種次級分段式磁路互補型初級電勵磁直線電機，為使本實用新型的目的，技術(shù)方案及效果更加清楚，明確，以及參照附圖并舉實例對本實用新型進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0030]實施例1
[0031]參見圖1，本實用新型的次級分段式磁路互補型初級電勵磁直線電機包括初級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)置集中勵磁繞組112和集中電樞繞組111。本實施例電機中，m=3，k=l，n=l，其中，m為電機的相數(shù)，η和k為正整數(shù)，η為電機單元數(shù)，k為每個電機單元中一相電樞繞組串聯(lián)的集中電樞繞組對數(shù)。即，該電機為三相電機，具有A、B、C三相，包含有I個電機單元，每個電機單元中有k=l對集中電樞繞組。所以初級11導(dǎo)磁齒110的個數(shù)為Ns=4*m*k*n+l=13，導(dǎo)磁齒110設(shè)有集中勵磁繞組112的個數(shù)為2*m*k*n+l=7，設(shè)有集中電樞繞組111的個數(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