模塊化容錯磁通切換永磁直線電的製造方法
2023-09-17 21:52:25 1
模塊化容錯磁通切換永磁直線電的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了模塊化容錯磁通切換永磁直線電機及其控制方法，其中電機包括初級齒和次級齒，初級和次級齒均採用凸極的結構，初級齒包括永磁體、電樞繞組和容錯式的「Ш」形導磁模塊，「Ш」形導磁模塊包括容錯齒和導磁性鐵心，導磁性鐵心橫向並排放置，導磁性鐵芯內設有容錯齒，永磁體為切向交替充磁，每片永磁體嵌入在兩個相鄰的「Ш」形導磁模塊之間，每相電樞繞組採用集中繞組式，每相電樞繞組置於「Ш」形導磁模塊的槽內並橫穿永磁體，每相電樞繞組繞於初級齒上且每相電樞繞組間設有容錯齒隔開。本實用新型具有結構簡單、功率高、成本低和帶故障運行能力強等特點，可用於城軌交通、礦井等領域。
【專利說明】模塊化容錯磁通切換永磁直線電機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種永磁直線電機，特別是一種模塊化容錯磁通切換永磁直線電機。
【背景技術】
[0002]隨著世界城市化進程的加快，交通問題日益成為城市發展的難題。地鐵、輕軌、有軌電車等城市軌道交通運載工具都獲得了不同程度的應用與發展。其中，牽引電機的研究和發展成為了軌道交通技術問題的關鍵。
[0003]就技術層面而言，早前，軌道交通運載系統是通過旋轉電機驅動，憑藉其結構簡單，技術成熟，承載能力大等優點長期以來被應用於軌道交通，然而其物理黏著性限制了加減速性能，以及存在機械振動噪聲大，車輛結構輕量化和小型化相對困難等缺點，催促著新的技術模式的產生，隨後直線電機運載系統走上了歷史舞臺。隨著永磁材料性能的不斷提高和永磁直線電機設計製造技術的不斷完善，永磁直線電機以其高性能、高穩定性、低噪音和高效率等特點在工業自動化和軌道交通等領域得到廣泛應用。初級永磁型直線電機是一類新型永磁無刷直線電機，其結構特點是永磁體和電樞繞組都安置在初級動子上，次級結構簡單，僅由導磁鐵心組成，集成了直線感應電機結構簡單、成本低與永磁直線同步電機功率密度高的優點，特別適用於長定子應用場合。
[0004]眾所周知，電動機是能量轉換與動能傳遞的直接執行者，起著設備心臟的作用，無論是在工業發達的今天還是將來，其作用亦非常重要，因此電機及驅動系統的可靠性已被諸多專家學者提出和重視。電動機的運行事故是當前發展電力工業方面存在的重要問題之一，給各國的國民經濟發展帶來了巨大的損失。
[0005]目前關於在故障下，增強初級永磁型直線電機可靠性的方法主要集中在對電機本體結構的優化設計上。比如對初級整合模塊化結構，交替磁極繞組，加冗餘繞組等等，但是由於對結構的優化方法通常受到不同類型電機結構的制約，使得本體的容錯性能受到限制，因此要提高系統的可靠性，在對電機本體結構運用冗餘技術的基礎上，研究的重點應集中於電機本體以外的故障源，通過開發高可靠性驅動電路的拓撲結構、智能控制方法等幾個方面。
實用新型內容
[0006]針對現有技術中存在的問題，本實用新型的目的在於提供一種提高電機驅動系統的可靠性，結合初級永磁型直線電機的基本特性，在初級永磁型直線電機的某相繞組或某相功率器件發生故障時，通過控制其他相的電流來保持總的行波磁動勢不變，達到正常運作時推力特性，提高系統帶故障運行能力，總行波磁動勢在故障下保持和正常運作下一致，簡單方便且低成本的模塊化容錯磁通切換永磁直線電機。
[0007]為了達到上述目的，本實用新型採用以下技術方案:模塊化容錯磁通切換永磁直線電機，包括初級齒和次級齒，所述的初級和次級齒均採用凸極的結構，所述的初級齒包括八片永磁體、電樞繞組和七個容錯式的「m」形導磁模塊，所述的「m」形導磁模塊包括容錯齒和導磁性鐵心，所述的導磁性鐵心橫向並排放置，所述的導磁性鐵芯內設有容錯齒，所述的永磁體為切向交替充磁，所述的每片永磁體嵌入在兩個相鄰的「ΠΙ」形導磁模塊之間，所述的每相電樞繞組採用集中繞組式，所述的每相電樞繞組置於「 in 」形導磁模塊的槽內並橫穿永磁體，所述的每相電樞繞組繞於初級齒上且每相電樞繞組間設有容錯齒隔開，所述的次級齒僅由導磁型鋼軌組成，所述的次級齒共有Ii個齒。
[0008]採用上述技術方案後，本實用新型具有以下有益效果:模塊化容錯式磁通切換永磁直線電機具有結構簡單、功率高、成本低和帶故障運行能力強等特點，可用於城軌交通、礦井等領域。
[0009]1.電樞繞組和永磁體被放置初級上，比較容易進行冷卻設計，具有同時移動，高可靠性等特點；
[0010]2.容錯式的m型模塊組合的初級鐵芯加工簡單，易安裝同時增強了電機本身的容錯性；
[0011 ] 3.電樞繞組為集中繞組和容錯式的ΠΙ型模塊初級鐵芯，使其電路和磁路獨立性好。在故障下，非故障相工況不會受影響，具有較高的帶故障運行能力，滿足了容錯電機基本特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型模塊化容錯磁通切換永磁直線電機結構示意圖。
[0013]圖中:1、初級齒 2、次級齒 3、永磁體 4、容錯齒 5、電樞繞組6、「ΠΙ」形導磁模塊。
【具體實施方式】
[0014]下面根據說明書附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的解釋。
[0015]如圖1所示，模塊化容錯磁通切換永磁直線電機，包括初級齒I和次級齒2，所述的初級和次級齒2均採用凸極的結構，所述的初級齒I包括八片永磁體3、電樞繞組5和七個容錯式的「rn」形導磁模塊6，所述的「m」形導磁模塊6包括容錯齒4和導磁性鐵心，所述的導磁性鐵心橫向並排放置，所述的導磁性鐵芯內設有容錯齒4，所述的永磁體3為切向交替充磁，所述的每片永磁體3嵌入在兩個相鄰的「ΠΙ」形導磁模塊6之間，所述的每相電樞繞組5採用集中繞組式，所述的每相電樞繞組5置於「ΠΙ」形導磁模塊6的槽內並橫穿永磁體3，所述的每相電樞繞組5繞於初級齒I上且每相電樞繞組5間設有容錯齒4隔開，每當移動一個次級極距時，磁鏈會有一周期的變化，運用集中繞組和容錯式的ΠΙ型模塊初級鐵芯使其各相磁路獨立性好。所述的次級齒2僅由導磁型鋼軌組成，所述的次級齒2共有11個齒。次級齒2移動時，A相繞組匝鏈的永磁磁鏈最大正向值的位值點定義為d軸，A相繞組匝鏈的永磁磁鏈為零的位值點定義為q軸。
[0016]每相電樞繞組5採用集中繞組式和初級鐵芯設計為容錯式的「III」形導磁模塊6初級鐵芯，每當電機初級移動時，使其各相磁路互不幹擾，獨立性強。
[0017]以下是設計的一臺1.8KW的三相模塊化容錯永磁直線電機的設計參數，永磁體採用稀土釹鐵硼，縱向充磁。[0018]速度為1.5m/s、初級橫向寬度120mm 、初級縱向長度472mm、初級法向高度46mm、初級極距64mm、次級極距35mm、永磁體縱向長度5.6mm、氣隙長度1.5mm、 電樞繞組阻數170、額定電流7.3A。
【權利要求】
1.模塊化容錯磁通切換永磁直線電機，包括初級齒和次級齒，其特徵在於所述的初級和次級齒均採用凸極的結構，所述的初級齒包括八片永磁體、電樞繞組和七個容錯式的「m」形導磁模塊，所述的「m」形導磁模塊包括容錯齒和導磁性鐵心，所述的導磁性鐵心橫向並排放置，所述的導磁性鐵芯內設有容錯齒，所述的永磁體為切向交替充磁，所述的每片永磁體嵌入在兩個相鄰的「m」形導磁模塊之間，所述的每相電樞繞組採用集中繞組式，所述的每相電樞繞組置於「πι」形導磁模塊的槽內並橫穿永磁體，所述的每相電樞繞組繞於初級齒上且每相電樞繞組間設有容錯齒隔開，所述的次級齒僅由導磁型鋼軌組成，所述的次級齒共有Ii個齒。
【文檔編號】H02K41/02GK203434835SQ201320530711
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月29日 優先權日:2013年8月29日
【發明者】趙文祥, 劉虎, 吉敬華, 徐亮, 劉國海 申請人:江蘇大學