双定子永磁游标直线电机及增加磁场调制效应的设计方法

摘要

本发明公开了一种双定子永磁游标直线电机及增加磁场调制效应的设计方法，包括电机初级、第一次级和第二次级，第一次级和第二次级分列初级两侧，中间以气隙相隔；电机次级包含调制齿；电机初级为双边对称结构，永磁体内嵌于初级铁心单元轭部。本发明解决了传统永磁游标电机中固有的永磁体端部漏磁问题，提高永磁体利用率，从而提高电机推力密度；此外，两个电机次级都是由硅钢片叠压而成，对于物流输送线和轨道交通等直线长行程应用，可以节约永磁材料从而大大降低成本。本发明的电机设计方法可以通过调整永磁体结构参数，利用有限元计算方法反复计算得到永磁电机反电动势幅值最大时所对应的永磁电机的永磁体结构参数。

主权项

一种双定子永磁游标直线电机，包括初级(1)、第一次级(6)和第二次级(7)，所述第一次级(6)和第二次级(7)分别排列在初级(1)两侧，所述第一次级(6)、第二次级(7)和初级(1)之间以气隙(9)相隔；所述初级(1)包括初级铁心、永磁体(3)、电枢绕组(4)；所述初级铁心由多个初级铁心单元(2)组成；所述初级铁心单元(2)的双边端部均为电枢齿(5)，所述初级铁心单元(2)的中部为轭部，所述电枢绕组(4)绕在电枢齿(5)上；其特征在于：所述初级(1)为双边对称结构；所述初级铁心单元(2)为十字形结构，每个初级铁心单元(2)可以单独构成初级铁心单元组，或者N个初级铁心单元(2)通过串联构成初级铁心单元组(2≤N≤3)，每两个初级铁心单元组相邻的轭部之间以永磁体(3)相连，且永磁体(3)在竖直方向上的厚度等于初级铁心单元轭部厚度，相邻的两块永磁体(3)励磁方向相反且所有永磁体励磁的水平方向分量不能为零，进而产生双极性的永磁磁场；当一个初级铁心单元(2)单独构成初级铁心单元组时，任意相邻两个初级铁心单元(2)之间，由相邻的电枢齿(5)、永磁体(3)以及轭部围成面积相同的齿槽C；当2≤N≤3时，每个初级铁心单元组的内部由相邻的电枢齿和轭部形成N‑1个齿槽A(10)，相邻的两个初级铁心单元组之间由电枢齿、永磁体(3)以及轭部围成一个齿槽B(11)，且齿槽A(10)与齿槽B(11)形成的面积相等；所述第一次级(6)和第二次级(7)均为等齿宽的凸极结构，凸极部分作为调制齿(8)，第一次级(6)和第二次级(7)不完全对称，第一次级(6)调制齿(8)的中心线与第二次级(7)槽的中心线重合，形成齿槽相对的结构，能够使两边磁路实现串联。