專利名稱：低速大推力單氣隙磁齒輪復(fù)合直線電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電工、電機(jī)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
根據(jù)電機(jī)原理，動子運動速度越高，電機(jī)的體積、重量和制造成本就越小。在低速 大推力應(yīng)用場合，通常采用齒輪箱等機(jī)械方式來調(diào)節(jié)電機(jī)運行速度，以兼顧電機(jī)高功率密 度的設(shè)計要求與低速大推力運行需要之間的矛盾。而對于直線電機(jī)要通過機(jī)械方式來調(diào)速 不僅十分困難，而且將不可避免的帶來噪聲、機(jī)械損耗以及需要定期維護(hù)等問題，并將明顯 增加結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性以及體積和重量。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足進(jìn)行設(shè)計，提出了一種低速大推力單氣隙 磁齒輪復(fù)合直線電機(jī)，目的在于提高低速大推力應(yīng)用情況下電機(jī)的功率密度，簡化系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)，提高系統(tǒng)運行效率。技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種低速大推力單氣隙磁齒輪復(fù) 合直線電機(jī)包括電機(jī)初級和電機(jī)次級構(gòu)成；所述電機(jī)初級包括設(shè)有線槽的初級鐵心、嵌入初級鐵心線槽內(nèi)的初級繞組、初級 調(diào)磁鐵心導(dǎo)磁塊、初級調(diào)磁鐵心非導(dǎo)磁塊，初級調(diào)磁鐵心導(dǎo)磁塊和初級調(diào)磁鐵心非導(dǎo)磁塊 沿電機(jī)運動方向依次間隔排列組成一個整體構(gòu)成初級調(diào)磁鐵心，初級調(diào)磁鐵心固定于初級 鐵心上；所述電機(jī)次級包括次級永磁體和次級鐵心，次級永磁體位于初級調(diào)磁鐵心和次級 鐵心之間且固定于次級鐵心上；初級調(diào)磁鐵心和次級永磁體之間還設(shè)有氣隙。優(yōu)選的，該低速大推力單氣隙磁齒輪復(fù)合直線電機(jī)包括單側(cè)平板式結(jié)構(gòu)，雙側(cè)平 板式結(jié)構(gòu)或圓筒式電機(jī)結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，所述的初級鐵心由普通硅鋼片材料構(gòu)成。優(yōu)選的，所述的初級繞組采用分布式繞組。優(yōu)選的，所述的初級調(diào)磁鐵心固定于初級鐵心上，將初級繞組完全封閉于線槽內(nèi)。優(yōu)選的，所述次級永磁體是由多個永久磁鐵組成，并且相鄰的次級永磁體充磁方 向相反，使氣隙磁場沿電機(jī)運動方向成正弦分布。優(yōu)選的，所述的次級永磁體是由稀土釹鐵硼材料制成。有益效果1)通過初級調(diào)磁鐵心的調(diào)制作用，調(diào)節(jié)電機(jī)內(nèi)磁場極對數(shù)和運行速度，以提高電 機(jī)功率密度；2)電機(jī)初級和電機(jī)次級之間只設(shè)置一層氣隙，相比多層氣隙的磁齒輪復(fù)合電機(jī)，在相同磁負(fù)荷和電負(fù)荷情況下，有效減少磁路阻抗，進(jìn)一步提高電機(jī)功率密度；3)初級調(diào)磁鐵心固定于初級鐵心，便于安裝，并將初級繞組完全封閉于初級線槽 內(nèi)，對繞組起到保護(hù)和固定作用。


圖1是-單側(cè)平板式單氣隙磁齒輪復(fù)合直線電機(jī)剖面圖；圖2 —雙側(cè)平板式、圓筒式單氣隙磁齒輪復(fù)合直線電機(jī)剖面圖；圖中初級鐵心1，初級繞組2，初級調(diào)磁鐵心導(dǎo)磁塊3，初級調(diào)磁鐵心非導(dǎo)磁塊4， 氣隙5，次級永磁體6，次級鐵心7，初級調(diào)磁鐵心8。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。本發(fā)明提供的低速大推力單氣隙磁齒輪復(fù)合直線電機(jī)用于低速大推力應(yīng)用場合， 可運行于電動或發(fā)電狀態(tài)，其結(jié)構(gòu)包括電機(jī)初級、電機(jī)次級，該電機(jī)初級包括初級鐵心、初 級繞組和初級調(diào)磁鐵心，初級繞組嵌入初級鐵心的線槽內(nèi)，初級調(diào)磁鐵心固定于初級鐵心 上；電機(jī)次級包括次級永磁體和次級鐵心，次級永磁體安裝于次級鐵心上；在電機(jī)初級和 電機(jī)次級永磁體之間設(shè)有氣隙。所述的初級鐵心由硅鋼片制成。所述的調(diào)磁鐵心由導(dǎo)磁塊和非導(dǎo)磁塊沿電機(jī)運動方向間隔排列組成一個整體。所述的電機(jī)次級永磁體是由多個永久磁鐵組成，并且相鄰的次級永磁體充磁方向 相反，使氣隙磁場沿電機(jī)運動方向成正弦分布。所述的電機(jī)初級繞組電流產(chǎn)生磁場的有效極對數(shù)與電機(jī)次級永磁體有效極對數(shù) 不等，電機(jī)調(diào)磁鐵心導(dǎo)磁塊的有效個數(shù)等于電機(jī)初級繞組電流產(chǎn)生磁場的有效極對數(shù)與電 機(jī)次級永磁體有效極對數(shù)之和；電機(jī)初級鐵心中，由電機(jī)次級永磁體產(chǎn)生的磁場的運動速 度與電機(jī)初級繞組電流產(chǎn)生的磁場的運動速度相等，該運動速度與電機(jī)次級的運動速度大 小之比等于電機(jī)次級永磁體的有效極對數(shù)與電機(jī)初級繞組電流產(chǎn)生磁場的有效極對數(shù)之 比，且方向相反；電機(jī)氣隙中，由電機(jī)初級繞組電流產(chǎn)生的磁場的運動速度與電機(jī)次級永磁 體的運動速度相等，該運動速度與電機(jī)初級繞組電流在電機(jī)初級鐵心中產(chǎn)生的磁場的運動 速度大小之比等于電機(jī)初級繞組電流產(chǎn)磁場的有效極對數(shù)與電機(jī)次級永磁體有效極對數(shù) 之比，且方向相反；所述的單氣隙磁齒輪復(fù)合直線電機(jī)包括單側(cè)平板式、雙側(cè)平板式和圓筒式等多種 電機(jī)形式。參見圖1-2，本發(fā)明的單氣隙磁齒輪復(fù)合直線電機(jī)，包括電機(jī)初級、電機(jī)次級，該直 線電機(jī)初級包括初級鐵心1、初級繞組2、初級調(diào)磁鐵心導(dǎo)磁塊3、初級調(diào)磁鐵心非導(dǎo)磁塊4， 初級繞組2嵌入初級鐵心1的線槽內(nèi)，初級調(diào)磁鐵心導(dǎo)磁塊3和初級調(diào)磁鐵心非導(dǎo)磁塊4 沿電機(jī)運動方向依次間隔排列組成一個整體構(gòu)成初級調(diào)磁鐵心8，初級調(diào)磁鐵心8固定于 初級鐵心1上；電機(jī)次級包括次級永磁體6、次級鐵心7，次級永磁體6位于初級調(diào)磁鐵心8 和次級鐵心7之間，并固定于次級鐵心7上；在電機(jī)初級調(diào)磁鐵心8和電機(jī)次級永磁體6之 間還設(shè)有氣隙5。
所述的初級鐵心1由普通硅鋼片材料構(gòu)成，與普通直線電機(jī)制造工藝相同。所述的初級繞組2采用分布式繞組，減少感生電動勢諧波分量。所述的調(diào)磁鐵心8，由導(dǎo)磁塊3和非導(dǎo)磁塊4，沿電機(jī)運動方向依次間隔排列，構(gòu)成 一個整體，并固定于初級鐵心1上。所述的次級永磁體6是由稀土釹鐵硼材料制成的永磁體，并且次級永磁體相鄰的 充磁方向相反，構(gòu)成N、S結(jié)構(gòu)。所述的氣隙5，具體是指存在于調(diào)磁鐵心8和次級永磁體6之間的空氣氣隙。所述的電機(jī)初級繞組2中電流產(chǎn)生磁場的有效極對數(shù)與電機(jī)次級永磁體6的有效 極對數(shù)不等，電機(jī)調(diào)磁鐵心導(dǎo)磁塊3的有效個數(shù)等于電機(jī)初級繞組2中電流產(chǎn)生磁場的有 效極對數(shù)與電機(jī)次級永磁體6的有效極對數(shù)之和；電機(jī)初級鐵心1中，由電機(jī)次級永磁體6 產(chǎn)生的磁場的運動速度與電機(jī)初級繞組2中電流產(chǎn)生的磁場的運動速度相等，該運動速度 與電機(jī)次級7的運動速度大小之比等于電機(jī)次級永磁體6的有效極對數(shù)與電機(jī)初級繞組2 中電流產(chǎn)生磁場的有效極對數(shù)之比，且方向相反；電機(jī)氣隙5中，由電機(jī)初級繞組2中電流 產(chǎn)生的磁場的運動速度與電機(jī)次級永磁體6的運動速度相等，該運動速度與電機(jī)初級繞組 2中電流在電機(jī)初級鐵心1中產(chǎn)生的磁場運動速度大小之比等于電機(jī)初級繞組2中電流產(chǎn) 磁場的有效極對數(shù)與電機(jī)次級永磁體6的有效極對數(shù)之比，且方向相反；本發(fā)明利用調(diào)磁鐵心調(diào)制電機(jī)磁場，實現(xiàn)無接觸變速，減少接觸損耗，提高電機(jī)的 功率密度，減小系統(tǒng)體積、重量和制造成本。
權(quán)利要求
一種低速大推力單氣隙磁齒輪復(fù)合直線電機(jī)，其特征在于該電極包括電機(jī)初級和電機(jī)次級；所述電機(jī)初級包括設(shè)有線槽的初級鐵心(1)、嵌入初級鐵心(1)線槽內(nèi)的初級繞組(2)、初級調(diào)磁鐵心導(dǎo)磁塊(3)、初級調(diào)磁鐵心非導(dǎo)磁塊(4)，初級調(diào)磁鐵心導(dǎo)磁塊(3)和初級調(diào)磁鐵心非導(dǎo)磁塊(4)沿電機(jī)運動方向依次間隔排列組成一個整體構(gòu)成初級調(diào)磁鐵心(8)，初級調(diào)磁鐵心(8)固定于初級鐵心(1)上；所述電機(jī)次級包括次級永磁體(6)和次級鐵心(7)，次級永磁體(6)位于初級調(diào)磁鐵心(8)和次級鐵心(7)之間且固定于次級鐵心(7)上；初級調(diào)磁鐵心(8)和次級永磁體(6)之間還設(shè)有氣隙(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低速大推力單氣隙磁齒輪復(fù)合直線電機(jī)，其特征在于該低 速大推力單氣隙磁齒輪復(fù)合直線電機(jī)包括單側(cè)平板式結(jié)構(gòu)，雙側(cè)平板式結(jié)構(gòu)或圓筒式電機(jī) 結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低速大推力單氣隙磁齒輪復(fù)合直線電機(jī)，其特征在于所述 的初級鐵心(1)由普通硅鋼片材料構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低速大推力單氣隙磁齒輪復(fù)合直線電機(jī)，其特征在于所述 的初級繞組(2)采用分布式繞組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低速大推力單氣隙磁齒輪復(fù)合直線電機(jī)，其特征在于所述 的初級調(diào)磁鐵心(8)固定于初級鐵心(1)上，將初級繞組(2)完全封閉于線槽內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低速大推力單氣隙磁齒輪復(fù)合直線電機(jī)，其特征在于所述 次級永磁體(6)是由多個永久磁鐵組成，并且相鄰的次級永磁體(6)充磁方向相反，使氣隙 (5)磁場沿電機(jī)運動方向成正弦分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的低速大推力單氣隙磁齒輪復(fù)合直線電機(jī)，其特征在于 所述的次級永磁體(6)是由稀土釹鐵硼材料制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低速大推力單氣隙磁齒輪復(fù)合直線電機(jī)，其特征在于該電極包括電機(jī)初級和電機(jī)次級構(gòu)成；所述電機(jī)初級包括設(shè)有線槽的初級鐵心(1)、嵌入初級鐵心(1)線槽內(nèi)的初級繞組(2)、初級調(diào)磁鐵心導(dǎo)磁塊(3)、初級調(diào)磁鐵心非導(dǎo)磁塊(4)，初級調(diào)磁鐵心導(dǎo)磁塊(3)和初級調(diào)磁鐵心非導(dǎo)磁塊(4)沿電機(jī)運動方向依次間隔排列組成一個整體構(gòu)成初級調(diào)磁鐵心(8)，初級調(diào)磁鐵心(8)固定于初級鐵心(1)上。本發(fā)明利用調(diào)磁鐵心調(diào)制電機(jī)磁場，實現(xiàn)無接觸變速，減少接觸損耗，提高電機(jī)的功率密度，減小系統(tǒng)體積、重量和制造成本。
文檔編號H02K41/02GK101888164SQ20101023636
公開日2010年11月17日 申請日期2010年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月26日
發(fā)明者杜懌, 樊英, 程明, 鄒國棠 申請人:東南大學(xué)