一種雙永磁體橫向磁通直線永磁電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種雙永磁體橫向磁通直線永磁電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 橫向磁通直線永磁電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向與電機(jī)磁場(chǎng)路徑所在平面垂直，電機(jī)的電路和 電機(jī)磁路相對(duì)較為獨(dú)立，與傳統(tǒng)電機(jī)相比，橫向磁通電機(jī)具有轉(zhuǎn)矩密度高、設(shè)計(jì)靈活、電磁 負(fù)荷解耦、控制方便、低速特性優(yōu)良等特點(diǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域也日益擴(kuò)展，尤其適合低速大功率 驅(qū)動(dòng)場(chǎng)合，橫向磁通電機(jī)極大地縮短了磁路長(zhǎng)度，減小了鐵磁材料的用量和鐵耗，在一定范 圍內(nèi)提高了磁能變化率，進(jìn)而提高了電機(jī)的出力。另外橫向磁通直線永磁電機(jī)有控制特性 好的優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防等領(lǐng)域?qū)?huì)有廣泛的應(yīng)用前景。
[0003] 常規(guī)橫向磁通直線永磁電機(jī)推力可比一般直線電機(jī)要大，然而電機(jī)的推力加大其 輸出力脈動(dòng)也增大，另外一般橫向磁通直線永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工裝配難度較大。一般平 板式橫向磁通直線永磁電機(jī)還存在單邊磁拉力的問(wèn)題，一般的雙面橫向磁通直線永磁電機(jī) 加工裝配比較費(fèi)力。如何進(jìn)一步提高電機(jī)力密度，如何減小輸出力脈動(dòng)，如何使電機(jī)結(jié)構(gòu)更 加簡(jiǎn)單易于制作裝配等都成為解決橫向磁通直線永磁電機(jī)得到廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型為了解決上述問(wèn)題，提出了一種雙永磁體橫向磁通直線永磁電機(jī)，本 裝置可以實(shí)現(xiàn)該電機(jī)一個(gè)鐵心疊片對(duì)應(yīng)一個(gè)電樞繞組兩條并聯(lián)磁通回路，實(shí)現(xiàn)橫向磁通直 線永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，各相磁路短，力密度更高，輸出力波動(dòng)更小，短磁路可減小電機(jī)渦流 損耗提高電機(jī)效率，增加了永磁體的利用率。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
[0006] -種雙永磁體橫向磁通直線永磁電機(jī)，包括初級(jí)機(jī)構(gòu)和次級(jí)機(jī)構(gòu)，初級(jí)機(jī)構(gòu)包括 若干個(gè)結(jié)構(gòu)相同的初級(jí)單元，每個(gè)初級(jí)單元包括導(dǎo)磁部件和電樞繞組，其中，導(dǎo)磁部件具有 三個(gè)突出部分:主磁齒和位于主磁齒兩側(cè)的副磁齒，電樞繞組纏繞于主磁齒周圍；所述次級(jí) 機(jī)構(gòu)包括永磁體固定板和永磁體矩陣，永磁體矩陣包括若干個(gè)并排設(shè)置的永磁體，兩排永 磁體依次--對(duì)應(yīng)的固定于永磁體固定板兩側(cè)，導(dǎo)磁部件與永磁體之間存在氣隙。
[0007] 同一排上相鄰永磁體充磁方向相反或相同。
[0008] 同一列上的兩個(gè)永磁體稱為永磁體對(duì)，其充磁方向相反。
[0009] 進(jìn)一步的，所述并排設(shè)置的永磁體之間的法向間距與兩個(gè)副磁齒與主磁齒兩氣隙 間的間距相同。
[0010] 進(jìn)一步的，所述永磁體對(duì)完全對(duì)齊或錯(cuò)位，永磁體與永磁體固定板平面之間平行 或成一定角度。
[0011] 所述導(dǎo)磁部件為E型結(jié)構(gòu)，由導(dǎo)磁疊片疊壓而成或有導(dǎo)磁復(fù)合材料鍛壓而成，繞組 繞制在E型導(dǎo)磁結(jié)構(gòu)中。
[0012] 所述永磁體固定板為導(dǎo)磁或非導(dǎo)磁材料。
[0013] 所述每個(gè)初級(jí)單元的電樞繞組繞的磁場(chǎng)有兩個(gè)并聯(lián)的磁回路，每個(gè)磁回路對(duì)應(yīng)一 個(gè)永磁體，一個(gè)磁回路為主磁齒、一個(gè)副磁齒、主磁齒與該副磁齒間的氣隙，位于該氣隙中 的永磁體;另一個(gè)磁回路為主磁齒、另一個(gè)副磁齒，主磁齒與該副磁齒間的氣隙及該氣隙中 的永磁體。
[0014] 所述初級(jí)單元的個(gè)數(shù)為電機(jī)相數(shù)的整數(shù)倍。
[0015] 所述初級(jí)單元間距Ls與永磁體對(duì)之間的間距為1P的關(guān)系 其中k = 0，1，2,3...，M為電機(jī)相數(shù)。
[0016] 電機(jī)中同相的初級(jí)單元繞組相互串聯(lián)或并聯(lián)。
[0017] -種大型雙永磁體橫向磁通直線永磁電機(jī)，包括若干個(gè)初級(jí)機(jī)構(gòu)和次級(jí)機(jī)構(gòu)，其 中次級(jí)機(jī)構(gòu)并列設(shè)置，初級(jí)機(jī)構(gòu)與次級(jí)機(jī)構(gòu)一一對(duì)應(yīng)。
[0018] 本實(shí)用新型的工作原理為：合理安排初級(jí)單元間間距和次級(jí)單元永磁體間間距， 通過(guò)運(yùn)動(dòng)方向上初次級(jí)之間的相對(duì)位置，合理給初級(jí)單元的各相通電，使初級(jí)單元產(chǎn)生的 磁場(chǎng)與次級(jí)單元永磁體磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生持續(xù)的推力。如次級(jí)單元上同一排相鄰永磁體 充磁方向不同，則同一排相鄰永磁體間距180°電角度。初級(jí)單元采用三相，且相間間距采用 120°電角度。通過(guò)給初級(jí)單元線圈通相位相差120°的三相電流，則該電機(jī)運(yùn)行原理和三相 同步電機(jī)一樣。
[0019] 本實(shí)用新型的有益效果為：
[0020] (1)電機(jī)采用雙永磁體結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)高力密度；
[0021] (2)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，組裝方便容易，空間利用率高；
[0022] (3)采用E型結(jié)構(gòu)初級(jí)機(jī)構(gòu)，每個(gè)初級(jí)單元均有一個(gè)繞組，一個(gè)繞組對(duì)應(yīng)兩個(gè)并列 磁回路，同時(shí)磁路短，可更大的提高電機(jī)功率同時(shí)減小電機(jī)渦流損耗和鐵耗；
[0023] (4)電機(jī)輸出力由電機(jī)初級(jí)單元和兩列永磁體相互作用產(chǎn)生，每列永磁體與初級(jí) 單元產(chǎn)生的力相互獨(dú)立，電機(jī)輸出力為兩列永磁體分別和初級(jí)單元相互作用產(chǎn)生的力的疊 加;可通過(guò)調(diào)節(jié)兩列永磁體的相對(duì)位置來(lái)減小電機(jī)輸出力的波動(dòng)，從而使電機(jī)輸出力波動(dòng) 小，定位力小；
[0024] (5)每個(gè)初級(jí)單元都是相互獨(dú)立的，電機(jī)可靠性高、容錯(cuò)能力強(qiáng)；
[0025] (6)電機(jī)初級(jí)單元可擴(kuò)展為矩陣形式，擴(kuò)展方便，進(jìn)一步提高電機(jī)輸出力。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖la是本實(shí)用新型的一種三相單永磁體矩陣雙永磁體橫向磁通直線永磁電機(jī)的 整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖1 b是本實(shí)用新型的一種三相單永磁體矩陣雙永磁體橫向磁通直線永磁電機(jī)的 整體結(jié)構(gòu)放大示意圖；
[0028] 圖2是本實(shí)用新型的一種單永磁體矩陣雙永磁體橫向磁通直線永磁電機(jī)的端部視 圖結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029 ]圖3是本實(shí)用新型的一種雙永磁體橫向磁通直線永磁電機(jī)的初級(jí)導(dǎo)磁材料結(jié)構(gòu)示 意圖；
[0030]圖4是本實(shí)用新型的一種雙永磁體橫向磁通直線永磁電機(jī)的初級(jí)部分整體結(jié)構(gòu)示 意圖；
[0031] 圖5是本實(shí)用新型的一種雙永磁體橫向磁通直線永磁電機(jī)的次級(jí)部分結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0032] 圖6是本實(shí)用新型的一種雙永磁體橫向磁通直線永磁電機(jī)的次級(jí)部分一個(gè)永磁體 矩陣三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033] 圖7是本實(shí)用新型的一種雙永磁體橫向磁通直線永磁電機(jī)一種磁通流向示意圖；
[0034] 圖8是本實(shí)用新型的一種雙永磁體橫向磁通直線永磁電機(jī)的一種磁力線分布不意 圖；
[0035] 圖9是本實(shí)用新型的一種多永磁體矩陣組成的一個(gè)大型雙永磁體橫向磁通直線永 磁電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036 ]其中，1、初級(jí)導(dǎo)磁材料，2、初級(jí)線圈繞組，3、次級(jí)永磁體，4、次級(jí)永磁體固定板，1 -1、主磁齒，1_2、副磁齒，1_3、副磁齒，1_4、輒郃，1_1_1、極靴，1_1_2、極靴，1_2_1、極靴，1-3-1、極靴，3-1、次級(jí)永磁體，3-2、次級(jí)永磁體。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0038] 如圖la所示，一種雙永磁體橫向磁通直線永磁電機(jī)，包括初級(jí)和次級(jí)兩部分，初級(jí) 部分包括若干個(gè)結(jié)構(gòu)相同的初級(jí)單元，每個(gè)初級(jí)單元由"E"型導(dǎo)磁材料和電樞繞組，次級(jí)部 分由依次對(duì)稱排列的次級(jí)永磁體和次級(jí)永磁體固定板組成;初級(jí)導(dǎo)磁材料與次級(jí)永磁體之 間存在氣隙。"E"型導(dǎo)磁材料由E型鐵芯硅鋼片疊壓而成，也可以由復(fù)合導(dǎo)磁材料塑造而成。 E型導(dǎo)磁材料包括E型中間的主磁齒和主磁齒兩邊的各一個(gè)副磁齒組成。線圈繞組繞制在E 型導(dǎo)磁材料的主磁齒上(E型鐵芯的中間齒），次級(jí)包括次級(jí)永磁體矩陣和次級(jí)永磁體固定 板，一個(gè)電機(jī)對(duì)應(yīng)一個(gè)次級(jí)永磁體矩陣，該直線電機(jī)可并列組成一個(gè)大型雙永磁體橫向磁 通直線永磁電機(jī)