低成本高功率密度双凸极永磁直线电机的制作方法

1.本发明涉及直线电机技术领域，尤其涉及一种低成本高功率密度双凸极永磁直线电机。


背景技术：

2.在永磁同步电机领域，由于永磁同步电机具有高效率、高功率密度、强过载能力等优点，使得其在工农业、航空和汽车等领域被广泛应用。随着新国标对电机能耗的进一步要求，传统的永磁同步电机有一个很大的问题，若想继续提高功率密度则需要增大永磁体用量，成本也会大大的增加。


技术实现要素：

3.本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种低成本高功率密度双凸极永磁直线电机，以提高功率密度同时降低成本。
4.为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种低成本高功率密度双凸极永磁直线电机，包括初级组件和次级组件，初级组件包括初级铁芯，初级铁芯上开槽形成定子槽、初级轭、初级齿，定子槽内设有励磁绕组，次级组件由次级轭和若干次级齿组成，所述初级齿的极靴处镶嵌有多个n极和s极交错排列的永磁体。
5.进一步地，所述永磁体前后紧邻排列。
6.进一步地，2个相邻的同磁极方向的永磁体的中心的距离等于前后相邻的2个次级齿的中心的距离。
7.进一步地，所述永磁体的宽度相同。
8.进一步地，所述定子槽的槽口处设有永磁体，初级齿上的永磁以及槽口处的永磁体呈n极和s极依次交错排列。
9.进一步地，所述永磁体采用平铺式排列分布，或采用海尔贝克结构排列分布。
10.进一步地，次级组件采用直齿结构、斜齿结构或多错位斜齿结构。
11.进一步地，励磁绕组以线圈的形式镶嵌于定子槽内。
12.本发明的有益效果为：本发明通过将永磁体放在电机的定子侧来增加电机的气隙磁密，同时对永磁体的排列和充磁方向做出特殊的组合，不仅可以进一步增加电机的气隙磁密，同时还可以校正电机的气隙磁场，减少永磁体用量，降低电机成本。
附图说明
13.图1是本发明实施例1的低成本高功率密度双凸极永磁直线电机的结构示意图。
14.图2是本发明实施例2的低成本高功率密度双凸极永磁直线电机的结构示意。
15.图3是本发明实施例1的初级组件上的各永磁体的磁极分布示意图。
16.图4是本发明实施例的次级组件的立体结构图。
17.图5是本发明实施例的本发明实施例1的低成本高功率密度双凸极永磁直线电机
的磁场示意图。
18.附图标号说明初级组件10，定子槽11，初级轭12、初级齿13，励磁绕组14，永磁体15，次级组件20，次级轭21，次级齿22。
实施方式
19.需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
20.本发明实施例中若有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后
……
）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
21.另外，在本发明中若涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
22.请参照图1～图5，本发明实施例的低成本高功率密度双凸极永磁直线电机包括初级组件和次级组件。
23.初级组件包括初级铁芯，初级铁芯上开槽形成定子槽、初级轭、初级齿，定子槽内设有励磁绕组，次级组件由次级轭和若干次级齿组成。电机的初级组件与电机次级组件间隔一个电机气隙。气隙大小由加工工艺水平和装配水平及电机其他性能要求共同联合决定。初级铁芯开槽形成定子槽，励磁绕组以线圈的形式镶嵌于定子槽内，几组不同线圈变换其首尾连接顺序，则排列出不同的绕组连接结构，选择一组产生正弦磁场进行交链的绕组排列即可。
24.初级齿的极靴处镶嵌有多个n极和s极交错排列的永磁体，优选地，各初级齿上的永磁体均铺满对应初级齿的极靴。本发明的两相邻永磁体充磁方向相反，即n极和s极永磁体交错排列。本发明的永磁体组合形式优先采用平铺式，也可以为多种形式海尔贝克结构。
25.本发明的初级由于镶嵌永磁体，导致其交直轴磁阻相差很大，表现出很强的凸极效应。次级存在转子齿，也表现出很强的凸极效应。
26.作为一种实施方式，永磁体前后紧邻排列。各永磁体紧邻排列，能够提升功率密度。
27.作为一种实施方式，2个相邻的同磁极方向的永磁体的中心的距离等于前后相邻的2个次级齿的中心的距离，此时可使同体积下的电机出力最大。
28.作为一种实施方式，所述永磁体的宽度相同，能够进一步提升电机的出力。
29.作为一种实施方式，所述定子槽的槽口处设有永磁体，初级齿上的永磁以及槽口处的永磁体呈n极和s极依次交错排列。
30.实施例1，定子槽的槽口处放永磁体，如图1和图3，初级组件上的各永磁体依次交错排列，各永磁体呈nsnsnsns
……
分布。实施例2，定子槽的槽口处不放永磁体，如图2，初级齿上的各永磁体依次交错排列，例如，初级齿上有四个永磁体，呈nsns分布，则初级组件上的各永磁体呈nsns,nsns
……
分布；初级齿上有五个永磁体，呈nsnsn分布，则初级组件上的各永磁体呈nsnsn,nsnsn
……
分布。
31.作为一种实施方式，励磁绕组以线圈的形式镶嵌于定子槽内。线圈通入随时间变化的交流电，与初级铁芯共同作用，产生交变的旋转磁场，根据磁阻最小原理，电机的工作磁通通过永磁体进入电机气隙，作用在次级齿上，进而使次级连续运动起来。
32.本发明不同极性永磁体分别起到帮助磁通进入次级齿或阻碍磁通进入次级齿。不同时刻不同位置的不同极性永磁体所起到的作用不同，在一直做变化。
33.本发明的永磁体采用平铺式排列分布，或采用海尔贝克结构排列分布。次级组件采用直齿结构、斜齿结构或多错位斜齿结构。
34.具体实施时，次级组件的凸极结构可设永磁体，也可不设永磁体。
35.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。


技术特征：
1.一种低成本高功率密度双凸极永磁直线电机，包括初级组件和次级组件，初级组件包括初级铁芯，初级铁芯上开槽形成定子槽、初级轭、初级齿，定子槽内设有励磁绕组，次级组件由次级轭和若干次级齿组成，其特征在于，所述初级齿的极靴处镶嵌有多个n极和s极交错排列的永磁体。2.如权利要求1所述的低成本高功率密度双凸极永磁直线电机，其特征在于，所述永磁体前后紧邻排列。3.如权利要求1所述的低成本高功率密度双凸极永磁直线电机，其特征在于，2个相邻的同磁极方向的永磁体的中心的距离等于前后相邻的2个次级齿的中心的距离。4.如权利要求1所述的低成本高功率密度双凸极永磁直线电机，其特征在于，所述永磁体的宽度相同。5.如权利要求1所述的低成本高功率密度双凸极永磁直线电机，其特征在于，所述定子槽的槽口处设有永磁体，初级齿上的永磁以及槽口处的永磁体呈n极和s极依次交错排列。6.如权利要求1所述的低成本高功率密度双凸极永磁直线电机，其特征在于，所述永磁体采用平铺式排列分布，或采用海尔贝克结构排列分布。7.如权利要求1所述的低成本高功率密度双凸极永磁直线电机，其特征在于，次级组件采用直齿结构、斜齿结构或多错位斜齿结构。8.如权利要求1-7中任一项所述的低成本高功率密度双凸极永磁直线电机，其特征在于，励磁绕组以线圈的形式镶嵌于定子槽内。

技术总结
本发明实施例公开了一种低成本高功率密度双凸极永磁直线电机，包括初级组件和次级组件，初级组件包括初级铁芯，初级铁芯上开槽形成定子槽、初级轭、初级齿，定子槽内设有励磁绕组，次级组件由次级轭和若干次级齿组成，所述初级齿的极靴处镶嵌有多个N极和S极交错排列的永磁体。本发明通过将永磁体放在电机的定子侧来增加电机的气隙磁密，同时对永磁体的排列和充磁方向做出特殊的组合，不仅可以进一步增加电机的气隙磁密，同时还可以校正电机的气隙磁场，减少永磁体用量，降低电机成本。降低电机成本。降低电机成本。


技术研发人员：孟庆彤 万铜锤 龚勋 谢镐泽 刘东成 刘斯德 罗来缎
受保护的技术使用者：德瑞精工（深圳）有限公司
技术研发日：2023.05.17
技术公布日：2023/9/22