CN111769714A - 初次级双模块化永磁同步直线电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种初次级双模块化永磁同步直线电机，包括初级组件和次级组件；初级组件分为多个初级模块，每个初级模块均由初级铁心和电枢绕组构成，初级铁心包括背轭和齿槽结构，电枢绕组设置在齿槽内；所述次级组件分为多个相同的次级模块，永磁体按照N‑S极相间分布表贴在次级铁心表面；初级组件和次级组件之间为气隙。本发明同时实现了直线电机初级和次级的模块化设计，整个电机结构灵活可调，通过多段初级模块和多段次级模块的组合，既能获得长行程电机，也能获得大推力电机，增大电机的传送容量并提高电机的传输效率，可应用于各种自动化及智能化生产线上。

Description

初次级双模块化永磁同步直线电机

技术领域

本发明属于电机技术领域，具体涉及一种初次级双模块化永磁同步直线电机。

背景技术

直线电机***进行直接传动时摒弃了中间复杂的传动机构，具有结构简单可靠、推力大、效率高等优点，其应用领域正逐渐扩大到生产及生活的各领域。在自动化及智能化生产线应用中，多个负载之间的运动状态需要动态调整。以往工业领域常用的单个动子模块永磁同步直线电机***仅能实现单个负载的往复运动，这种模式严重制约了整个***的生产和传输效率。因此提出了初次级双模块化永磁同步直线电机结构，通过多段初级模块和多段次级模块的组合，使得电机能够实现长行程电机或者大推力电机的灵活调整，增大传送的容量和提高传输效率。同时，模块化结构能够有效抑制直线电机的端部效应，有效抵消各个模块之间的端部力，抑制直线电机***的定位力和推力波动。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种初次级双模块化永磁同步直线电机，解决现有技术中长行程单动子永磁同步直线电机结构单一、推力波动大的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案是：一种初次级双模块化永磁同步直线电机，包括初级组件和次级组件，初级组件和次级组件之间为气隙；

所述初级组件包括多个初级模块，每个初级模块均由初级铁心和电枢绕组构成，初级铁心均包括背轭和齿槽结构，电枢绕组设置在齿槽内；所述次级组件由多个次级模块组成，每个次级模块由永磁体和次级铁心构成，永磁体按照N-S极相间分布表贴在次级铁心。

进一步地，相邻两个初级模块之间的距离为S₁＝(k₁+1/3)τ，k₁为整数，τ为极距，相邻初级模块同相绕组之间的电角度为60°；设置每个初级模块上的绕组排序，第一初级模块上按照A-Z-B-X-C-Y的顺序阵列，第二初级模块上按照C-Y-A-Z-B-X的顺序阵列，第三初级模块上按照B-X-C-Y-A-Z的顺序阵列，以此类推。

进一步地，相邻两个初级模块之间的距离S₁＝(k₁+2/3)τ，τ为极距，k₁为整数，相邻初级模块同相绕组之间的电角度为120°；设置每个初级模块上的绕组排序，第一初级模块上按照A-Z-B-X-C-Y的顺序阵列，第二初级模块上按照B-X-C-Y-A-Z的顺序阵列，第三初级模块上按照C-Y-A-Z-B-X的顺序阵列，以此类推。

进一步地，每个次级模块有2m个永磁体，m为整数；相邻两个次级模块之间的间隔为S₂＝2τ，τ为极距。

进一步地，每段次级铁心长度为l₂，满足l₂＝2mτ，τ为极距。

进一步地，每个初级模块初级铁心的长度为l₁，满足l₁≥l₂+S₂。

本发明的优点具体如下：

(1)通过初级铁心模块化结构及重新设置绕组顺序，能够有效抑制端部效应，消除电感不对称现象，降低电机的推力波动但不影响电机的推力输出；

(2)初级和次级均模块化，通过初级多模块与次级多模块之间的自由组合，使得电机的结构灵活可调，既能够获得长行程电机，也能够获得大推力电机，增大电机的传送容量和提高电机的传输效率。

附图说明

图1为本发明实施例一所述初次级双模块化永磁同步直线电机的结构示意图。

图2为本发明每个初级模块的结构示意图。

图3为本发明每个次级模块的结构示意图。

图4为本发明实施例二所述初次级双模块化永磁同步直线电机的结构示意图。

附图标记说明：1、第一初级模块；1-1、初级铁心；1-2、电枢绕组；2、第二初级模块；3、第三初级模块；4、次级模块；4-1、永磁体；4-2、次级铁心；5、气隙。

具体实施方式

为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施例，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例一：

如图1所示，本实施例所述初次级双模块化永磁同步直线电机包括初级组件和次级组件，初级组件和次级组件之间为气隙5。

所述初级组件包括第一初级模块1、第二初级模块2和第三初级模块3，如图2所示，每个初级模块均由初级铁心1-1和电枢绕组1-2构成，各个模块的初级铁心完全相同，均包括背轭和齿槽结构，采用12槽；所述电枢绕组1-2设置在齿槽内，每个初级模块的电枢绕组根据相邻两个初级模块之间的距离进行不同设置。相邻两个初级模块之间的距离为S₁＝(k₁+1/3)τ，k₁为整数，τ为极距，相邻初级模块同相绕组之间的电角度为60°。重新设置每个初级模块上的绕组排序，第一初级模块1上按照A-Z-B-X-C-Y的顺序阵列，第二初级模块2上按照C-Y-A-Z-B-X的顺序阵列，第三初级模块3上按照B-X-C-Y-A-Z的顺序阵列，三相中每相绕组均含有两个线圈靠近端部齿，因此实现了空间上的对称分布，消除了电感不对称现象。

所述次级组件由多个次级模块4组成，每个次级模块4采用2极结构。如图3所示，每个次级模块4由永磁体4-1和次级铁心4-2构成，每个次级模块4有2m个永磁体4-1，m为整数。永磁体4-1按照N-S极相间分布表贴在次级铁心4-2上；相邻两个次级模块4之间的间隔为S₂＝2τ，τ为极距。

每段次级铁心4-2长度为l₂，满足l₂＝2mτ，τ为极距；每个初级模块初级铁心的长度为l₁，满足l₁≥l₂+S₂。

实施例二：

如图4所示，本实施例与实施例一的区别是：相邻两个初级模块之间的距离S₁＝(k₁+2/3)τ，τ为极距，k₁为整数，相邻初级模块同相绕组之间的电角度为120°，重新设置每个初级模块上的绕组排序，第一初级模块1上按照A-Z-B-X-C-Y的顺序阵列，第二初级模块2上按照B-X-C-Y-A-Z的顺序阵列，第三初级模块3上按照C-Y-A-Z-B-X的顺序阵列。

以上对本申请所提供的一种初次级双模块化永磁同步直线电机进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (6)

1.一种初次级双模块化永磁同步直线电机，其特征在于：包括初级组件和次级组件，初级组件和次级组件之间为气隙(5)；

所述初级组件包括多个初级模块，每个初级模块均由初级铁心(1-1)和电枢绕组(1-2)构成，初级铁心(1-1)均包括背轭和齿槽结构，电枢绕组(1-2)设置在齿槽内；所述次级组件由多个次级模块(4)组成，每个次级模块(4)由永磁体(4-1)和次级铁心(4-2)构成，永磁体(4-1)按照N-S极相间分布表贴在次级铁心(4-2)。

2.如权利要求1所述的初次级双模块化永磁同步直线电机，其特征在于：相邻两个初级模块之间的距离为S₁＝(k₁+1/3)τ，k₁为整数，τ为极距，相邻初级模块同相绕组之间的电角度为60°；设置每个初级模块上的绕组排序，第一初级模块(1)上按照A-Z-B-X-C-Y的顺序阵列，第二初级模块(2)上按照C-Y-A-Z-B-X的顺序阵列，第三初级模块(3)上按照B-X-C-Y-A-Z的顺序阵列，以此类推。

3.如权利要求1所述的初次级双模块化永磁同步直线电机，其特征在于：相邻两个初级模块之间的距离S₁＝(k₁+2/3)τ，τ为极距，k₁为整数，相邻初级模块同相绕组之间的电角度为120°；设置每个初级模块上的绕组排序，第一初级模块(1)上按照A-Z-B-X-C-Y的顺序阵列，第二初级模块(2)上按照B-X-C-Y-A-Z的顺序阵列，第三初级模块(3)上按照C-Y-A-Z-B-X的顺序阵列，以此类推。

4.如权利要求1所述的初次级双模块化永磁同步直线电机，其特征在于：每个次级模块(4)有2m个永磁体(4-1)，m为整数；相邻两个次级模块(4)之间的间隔为S₂＝2τ，τ为极距。

5.如权利要求4所述的初次级双模块化永磁同步直线电机，其特征在于：每段次级铁心(4-2)长度为l₂，满足l₂＝2mτ，τ为极距。

6.如权利要求5所述的初次级双模块化永磁同步直线电机，其特征在于：每个初级模块初级铁心的长度为l₁，满足l₁≥l₂+S₂。

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