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(dòng)子運(yùn)動(dòng)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(chǎng)合，通常采用齒輪箱等機(jī)械方式來調(diào)節(jié)電機(jī)運(yùn)行速度，以兼顧電機(jī)高功率密 度的設(shè)計(jì)要求與低速大推力運(yùn)行需要之間的矛盾。而對(duì)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(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足進(jìn)行設(shè)計(jì)，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(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)，提高系統(tǒng)運(yùn)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(jí)和電機(jī)次級(jí)構(gòu)成；所述電機(jī)初級(jí)包括設(shè)有線槽的初級(jí)鐵心、嵌入初級(jí)鐵心線槽內(nèi)的初級(jí)繞組、初級(jí) 調(diào)磁鐵心導(dǎo)磁塊、初級(jí)調(diào)磁鐵心非導(dǎo)磁塊，初級(jí)調(diào)磁鐵心導(dǎo)磁塊和初級(jí)調(diào)磁鐵心非導(dǎo)磁塊 沿電機(jī)運(yùn)動(dòng)方向依次間隔排列組成一個(gè)整體構(gòu)成初級(jí)調(diào)磁鐵心，初級(jí)調(diào)磁鐵心固定于初級(jí) 鐵心上；所述電機(jī)次級(jí)包括次級(jí)永磁體和次級(jí)鐵心，次級(jí)永磁體位于初級(jí)調(diào)磁鐵心和次級(jí) 鐵心之間且固定于次級(jí)鐵心上；初級(jí)調(diào)磁鐵心和次級(jí)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(jí)鐵心由普通硅鋼片材料構(gòu)成。優(yōu)選的，所述的初級(jí)繞組采用分布式繞組。優(yōu)選的，所述的初級(jí)調(diào)磁鐵心固定于初級(jí)鐵心上，將初級(jí)繞組完全封閉于線槽內(nèi)。優(yōu)選的，所述次級(jí)永磁體是由多個(gè)永久磁鐵組成，并且相鄰的次級(jí)永磁體充磁方 向相反，使氣隙磁場(chǎng)沿電機(jī)運(yùn)動(dòng)方向成正弦分布。優(yōu)選的，所述的次級(jí)永磁體是由稀土釹鐵硼材料制成。有益效果1)通過初級(jí)調(diào)磁鐵心的調(diào)制作用，調(diào)節(jié)電機(jī)內(nèi)磁場(chǎng)極對(duì)數(shù)和運(yùn)行速度，以提高電 機(jī)功率密度；2)電機(jī)初級(jí)和電機(jī)次級(jí)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(jí)調(diào)磁鐵心固定于初級(jí)鐵心，便于安裝，并將初級(jí)繞組完全封閉于初級(jí)線槽 內(nèi)，對(duì)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(jí)鐵心1，初級(jí)繞組2，初級(jí)調(diào)磁鐵心導(dǎo)磁塊3，初級(jí)調(diào)磁鐵心非導(dǎo)磁塊4， 氣隙5，次級(jí)永磁體6，次級(jí)鐵心7，初級(jí)調(diào)磁鐵心8。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)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(chǎng)合， 可運(yùn)行于電動(dòng)或發(fā)電狀態(tài)，其結(jié)構(gòu)包括電機(jī)初級(jí)、電機(jī)次級(jí)，該電機(jī)初級(jí)包括初級(jí)鐵心、初 級(jí)繞組和初級(jí)調(diào)磁鐵心，初級(jí)繞組嵌入初級(jí)鐵心的線槽內(nèi)，初級(jí)調(diào)磁鐵心固定于初級(jí)鐵心 上；電機(jī)次級(jí)包括次級(jí)永磁體和次級(jí)鐵心，次級(jí)永磁體安裝于次級(jí)鐵心上；在電機(jī)初級(jí)和 電機(jī)次級(jí)永磁體之間設(shè)有氣隙。所述的初級(jí)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(yùn)動(dòng)方向間隔排列組成一個(gè)整體。所述的電機(jī)次級(jí)永磁體是由多個(gè)永久磁鐵組成，并且相鄰的次級(jí)永磁體充磁方向 相反，使氣隙磁場(chǎng)沿電機(jī)運(yùn)動(dòng)方向成正弦分布。所述的電機(jī)初級(jí)繞組電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的有效極對(duì)數(shù)與電機(jī)次級(jí)永磁體有效極對(duì)數(shù) 不等，電機(jī)調(diào)磁鐵心導(dǎo)磁塊的有效個(gè)數(shù)等于電機(jī)初級(jí)繞組電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的有效極對(duì)數(shù)與電 機(jī)次級(jí)永磁體有效極對(duì)數(shù)之和；電機(jī)初級(jí)鐵心中，由電機(jī)次級(jí)永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)速 度與電機(jī)初級(jí)繞組電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)速度相等，該運(yùn)動(dòng)速度與電機(jī)次級(jí)的運(yùn)動(dòng)速度大 小之比等于電機(jī)次級(jí)永磁體的有效極對(duì)數(shù)與電機(jī)初級(jí)繞組電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的有效極對(duì)數(shù)之 比，且方向相反；電機(jī)氣隙中，由電機(jī)初級(jí)繞組電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)速度與電機(jī)次級(jí)永磁 體的運(yùn)動(dòng)速度相等，該運(yùn)動(dòng)速度與電機(jī)初級(jí)繞組電流在電機(jī)初級(jí)鐵心中產(chǎn)生的磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng) 速度大小之比等于電機(jī)初級(jí)繞組電流產(chǎn)磁場(chǎng)的有效極對(duì)數(shù)與電機(jī)次級(jí)永磁體有效極對(duì)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(jí)、電機(jī)次級(jí)，該直 線電機(jī)初級(jí)包括初級(jí)鐵心1、初級(jí)繞組2、初級(jí)調(diào)磁鐵心導(dǎo)磁塊3、初級(jí)調(diào)磁鐵心非導(dǎo)磁塊4， 初級(jí)繞組2嵌入初級(jí)鐵心1的線槽內(nèi)，初級(jí)調(diào)磁鐵心導(dǎo)磁塊3和初級(jí)調(diào)磁鐵心非導(dǎo)磁塊4 沿電機(jī)運(yùn)動(dòng)方向依次間隔排列組成一個(gè)整體構(gòu)成初級(jí)調(diào)磁鐵心8，初級(jí)調(diào)磁鐵心8固定于 初級(jí)鐵心1上；電機(jī)次級(jí)包括次級(jí)永磁體6、次級(jí)鐵心7，次級(jí)永磁體6位于初級(jí)調(diào)磁鐵心8 和次級(jí)鐵心7之間，并固定于次級(jí)鐵心7上；在電機(jī)初級(jí)調(diào)磁鐵心8和電機(jī)次級(jí)永磁體6之 間還設(shè)有氣隙5。
所述的初級(jí)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(jí)繞組2采用分布式繞組，減少感生電動(dòng)勢(shì)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(yùn)動(dòng)方向依次間隔排列，構(gòu)成 一個(gè)整體，并固定于初級(jí)鐵心1上。所述的次級(jí)永磁體6是由稀土釹鐵硼材料制成的永磁體，并且次級(jí)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(jí)永磁體6之間的空氣氣隙。所述的電機(jī)初級(jí)繞組2中電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的有效極對(duì)數(shù)與電機(jī)次級(jí)永磁體6的有效 極對(duì)數(shù)不等，電機(jī)調(diào)磁鐵心導(dǎo)磁塊3的有效個(gè)數(shù)等于電機(jī)初級(jí)繞組2中電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的有 效極對(duì)數(shù)與電機(jī)次級(jí)永磁體6的有效極對(duì)數(shù)之和；電機(jī)初級(jí)鐵心1中，由電機(jī)次級(jí)永磁體6 產(chǎn)生的磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)速度與電機(jī)初級(jí)繞組2中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)速度相等，該運(yùn)動(dòng)速度 與電機(jī)次級(jí)7的運(yùn)動(dòng)速度大小之比等于電機(jī)次級(jí)永磁體6的有效極對(duì)數(shù)與電機(jī)初級(jí)繞組2 中電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的有效極對(duì)數(shù)之比，且方向相反；電機(jī)氣隙5中，由電機(jī)初級(jí)繞組2中電流 產(chǎn)生的磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)速度與電機(jī)次級(jí)永磁體6的運(yùn)動(dòng)速度相等，該運(yùn)動(dòng)速度與電機(jī)初級(jí)繞組 2中電流在電機(jī)初級(jí)鐵心1中產(chǎn)生的磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)速度大小之比等于電機(jī)初級(jí)繞組2中電流產(chǎn) 磁場(chǎng)的有效極對(duì)數(shù)與電機(jī)次級(jí)永磁體6的有效極對(duì)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(chǎng)，實(shí)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(jí)和電機(jī)次級(jí)；所述電機(jī)初級(jí)包括設(shè)有線槽的初級(jí)鐵心(1)、嵌入初級(jí)鐵心(1)線槽內(nèi)的初級(jí)繞組(2)、初級(jí)調(diào)磁鐵心導(dǎo)磁塊(3)、初級(jí)調(diào)磁鐵心非導(dǎo)磁塊(4)，初級(jí)調(diào)磁鐵心導(dǎo)磁塊(3)和初級(jí)調(diào)磁鐵心非導(dǎo)磁塊(4)沿電機(jī)運(yùn)動(dòng)方向依次間隔排列組成一個(gè)整體構(gòu)成初級(jí)調(diào)磁鐵心(8)，初級(jí)調(diào)磁鐵心(8)固定于初級(jí)鐵心(1)上；所述電機(jī)次級(jí)包括次級(jí)永磁體(6)和次級(jí)鐵心(7)，次級(jí)永磁體(6)位于初級(jí)調(diào)磁鐵心(8)和次級(jí)鐵心(7)之間且固定于次級(jí)鐵心(7)上；初級(jí)調(diào)磁鐵心(8)和次級(jí)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(jí)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(jí)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(jí)調(diào)磁鐵心(8)固定于初級(jí)鐵心(1)上，將初級(jí)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(jí)永磁體(6)是由多個(gè)永久磁鐵組成，并且相鄰的次級(jí)永磁體(6)充磁方向相反，使氣隙 (5)磁場(chǎng)沿電機(jī)運(yùn)動(dòng)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(jí)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(jí)和電機(jī)次級(jí)構(gòu)成；所述電機(jī)初級(jí)包括設(shè)有線槽的初級(jí)鐵心(1)、嵌入初級(jí)鐵心(1)線槽內(nèi)的初級(jí)繞組(2)、初級(jí)調(diào)磁鐵心導(dǎo)磁塊(3)、初級(jí)調(diào)磁鐵心非導(dǎo)磁塊(4)，初級(jí)調(diào)磁鐵心導(dǎo)磁塊(3)和初級(jí)調(diào)磁鐵心非導(dǎo)磁塊(4)沿電機(jī)運(yùn)動(dòng)方向依次間隔排列組成一個(gè)整體構(gòu)成初級(jí)調(diào)磁鐵心(8)，初級(jí)調(diào)磁鐵心(8)固定于初級(jí)鐵心(1)上。本發(fā)明利用調(diào)磁鐵心調(diào)制電機(jī)磁場(chǎng)，實(shí)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(hào)H02K41/02GK101888164SQ20101023636
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)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(qǐng)人:東南大學(xué)