一種直線電機次級和直線電的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種直線電機次級和直線電機，該直線電機次級包括在表面設有凹槽的導磁體和安裝在凹槽中導電條。相比于現有直線電機次級，本是實用新型能夠有效減小直線電機的電磁氣隙，不僅有助于提高直線電機的功率因數和效率，還有助于提高直線電機輸出的推力。本實用新型還將現有將現有直線電機次級的導電板由整塊式改為條狀結構，條狀結構能夠有效降小導電條中出現的渦流，從而降低了導電條中的渦流損耗。
【專利說明】一種直線電機次級和直線電機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及軌道交通【技術領域】，具體地說，涉及一種直線電機次級和直線電機。
【背景技術】
[0002]直線電機是直線電機輪軌交通系統的核心部件，直線電機輸出性能的高低很大程度上決定著直線電機輪軌車輛的技術指標。
[0003]直線電機包括初級、次級兩部分。初級固定在車體下，隨車輛一起運動。次級，即感應板，鋪設在軌道的中心。當車輛經過時，次級與懸掛在車輛轉向架下的直線電機初級共同構成功能完整的電機，來驅動車輛運行。
[0004]為滿足直線電機的推力輸出要求，直線電機的次級結構一般為復合次級結構，即通過在II型鋼支架的導磁基板上覆以銅板或鋁板而形成。導磁基板起到磁通路的作用，相當于旋轉電機的次級鐵心，在鋼支架導磁基板上覆蓋的鋁板或銅板起導電作用。當有列車經過時，導磁基板會感應出電勢并產生電流，銅板或鋁板相當于旋轉電機的電樞繞組，即次級繞組或次級導條。
[0005]在車輛進站、出站及爬坡過程中，直線電機通常要求電機具有加大的推力或制動力輸出。但現有的次級結構導致電機性能偏低或者說輸出所需推力需要較大的電流輸入，導致牽弓I系統容量大而利用率低。
[0006]如I示出了現有的復合次級結構圖。
[0007]如圖1所示，在現有直線電機中，復合次級感應板由II型鋼支架的導磁基板101上覆以銅板或鋁板制成的導電基板102而成。該復合次級感應板一般寬360_ (各個廠家不一致)，導電基板102厚4mm (銅板)或5mm (招板)，導磁基板101厚25mm。
[0008]圖2示出了現有的復合次級的主磁通分布路徑圖。
[0009]如圖2所示，現有直線電機次級結構的電磁氣隙包括兩部分:機械氣隙201和導電基板102。為保證車輛的行車安全，直線電機的初級與次級之間需要保持1mm左右的機械氣隙。再加上次級導電基板102的厚度(4mm或5mm)，這樣在現有直線電機中，電機的電磁氣隙將達到14mm或15mm。
[0010]如此之大的氣隙長度，為保證產生所需的主磁通所需的無功電流相當之大，這也是現有直線電機性能較低的關鍵原因。同時，為次級感應板組裝的簡便考慮，通常在導磁基板上覆蓋整層的導電基板。導電基板相當于異步電機的實心轉子結構，其在直線電機運行過程中會感應產生較大的渦流，從而導致直線電機的渦流損耗較大，使得電機的推力輸出降低。
[0011]基于上述情況，亟需一種具有較小機械氣隙的直線電機次級。
實用新型內容
[0012]為解決上述問題，本實用新型提供了一種直線電機次級，包括在表面設有凹槽的導磁體和安裝在所述凹槽中的導電條。
[0013]根據本實用新型的一個實施例，所述凹槽相互平行。
[0014]根據本實用新型的一個實施例，所述導磁體由若干導磁板拼接而成，在每個導磁板上設置有若干凹槽。
[0015]根據本實用新型的一個實施例，在每個凹槽內均設置有一個導電條，多個導電條在其端部彼此電連接。
[0016]根據本實用新型的一個實施例，所述導電條之間通過端環連接。
[0017]根據本實用新型的一個實施例，所述導磁板由若干導磁條拼接而成，所述凹槽由設置在每個導磁條的表面的凹陷順次連通而形成。
[0018]根據本實用新型的一個實施例，所述凹槽為矩形槽、梯形槽和圓形槽中的一種。
[0019]根據本實用新型的一個實施例，所述導電條的橫截面形狀與所述凹槽的橫截面形狀相同。
[0020]根據本實用新型的一個實施例，所述凹槽的頂部開口的寬度小于所述導電條的寬度。
[0021]本實用新型還提供了一種直線電機，其次級采用如上所述的直線電機次級。
[0022]從上述描述中可以看出，本實施例在導磁體上設置凹槽，并將導電條設置在該凹槽中。相比于現有直線電機次級，這種結構能夠有效減小直線電機的電磁氣隙。
[0023]本實用新型將現有將現有直線電機次級的導電板由整塊式改為條狀結構，條狀結構能夠有效降小導電條中出現的渦流，從而降低了導電條中的渦流損耗。
[0024]與現有直線電機相比，本實用新型所提供的直線電機，在維持同樣的主磁通的前提下，勵磁電流可以降低20%，電機的功率因數及效率均大幅調高。在維持同樣的無功電流的前提下，氣隙主磁場幅值可以增加20%,電機的推力輸出能夠增加20%左右。由此可以看出，本實用新型提供的直線電機次級能夠有效提高直線電機的性能，對于直線電機的廣泛應用有著十分重要的意義。
[0025]本實用新型的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。本實用新型的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要的附圖做簡單的介紹:
[0027]圖1是現有直線電機的復合次級結構圖；
[0028]圖2是現有直線電機的復合次級的主磁通分布路徑圖；
[0029]圖3是根據本實用新型一個實施例的直線電機次級的俯視圖；
[0030]圖4是直線電機次級沿A-A方向的剖視圖；
[0031]圖5是根據本實用新型另一個實施例的直線電機次級的剖視圖。
【具體實施方式】
[0032]以下將結合附圖及實施例來詳細說明本實用新型的實施方式，借此對本實用新型如何應用技術手段來解決技術問題，并達成技術效果的實現過程能充分理解并據以實施。需要說明的是，只要不構成沖突，本實用新型中的各個實施例以及各實施例中的各個特征可以相互結合，所形成的技術方案均在本實用新型的保護范圍之內。
[0033]為了減小直線電機的電磁氣隙，本實施例提供了一種新的直線電機次級結構。圖3和圖4分別示出了本實施例中直線電機次級的俯視圖和沿A-A方向的剖視圖。
[0034]如圖3所示，本實施例中，直線電機的次級包括導磁體和導電條303。其中，本實施例中，導磁體由4個導磁板301拼接而成，每個導磁板301上設置有若干相互平行的凹槽302。
[0035]為了更清楚地闡述本實用新型的目的、原理以及優點，如圖3所示，本實施例中，每個導磁板301設有一個凹槽302。但本實用新型不限于此，在本實用新型的其他實施例中，根據實際需要，每個導磁板還可以設有多個凹槽。
[0036]在使用時，在每個凹槽302中均設置有一個導電條303。多個導電條303在其端部彼此電連接，本實施例中，位于凹槽302同一側的相鄰的導電條303的端部之間采用端環304進行焊接。其中，導電條303和端環304的材料采用黃銅，從而使得導電條和端環具有良好的導電性能。
[0037]需要說明的是，在本實用新型的其他實施例中，導電條和端環的材料還可以采用其他具有良好導電性能的材料，例如紫銅等，本實用新型不限于此。
[0038]本實施例中，通過將現有直線電機次級結構中的導電板改為導電條，能夠有效減小導電條出現的渦流，從而降低導電條的渦流損耗。
[0039]如圖4所示，本實施例中，凹槽302為梯形槽，導電條303的橫截面形狀與凹槽302的橫截面形狀相同。其中，凹槽302的頂部開口(即與機械氣隙接觸的開口)小于導電條303的寬度。因為直線電機在運行的過程中，導電條303將受到向上的力的作用。通過將導電條303的寬度設計為大于凹槽的頂部開口，可以將導電條303固定在凹槽302中，而不會出現導電條303因為受力而脫離凹槽的情況。
[0040]需要說明的是，在本實用新型的其他實施例中，凹槽還可以為其他合理形狀，例如矩形槽或圓形槽等，本實用新型不限于此。
[0041]本實施例用，將現有將現有直線電機次級的導電板由整塊式改為條狀結構，而條狀結構能夠有效降小導電條中出現的渦流，這樣就降低了導電條中的渦流損耗。同時，本實施例在導磁體上設置凹槽，并將導電條設置在該凹槽中。相比于現有的直線電機次級，這種結構能夠有效減小直線電機的電磁氣隙。
[0042]實施例二:
[0043]本實施例在實施例一提供的直線電機次級的基礎上進行了進一步地改進。本實施例中，通過若干個導磁條拼接構成導磁板。
[0044]圖5示出了本實施例中直線電機次級的剖視圖。
[0045]如圖5所示，本實施例中，導磁板301由12個導磁條501拼接而成，導磁板301中的凹槽由各個導磁條501表面的凹陷順次連通而形成。需要說明的是，在根據本實用新型的其他實施例中，構成導磁板的導磁條的數量可以根據次級寬度需求的不同進行調整，在實際使用過程中，導磁條的數量通常為9?18之間，但本實用新型不限于此。
[0046]由圖5還可以看出，本實施例中，直線電機次級還包括支撐架502，其能夠將導磁體固定在軌道的中心。
[0047]本實施例中，通過將導磁板由整塊式改為疊塊式，能夠有效減小導磁板中產生的渦流，并降低渦流造成的渦流損耗。這樣能夠使得直線電機的推力增加10%左右。
[0048]本實用新型還提供了一種直線電機，其次級采用實施例一或實施例二提供的直線次級。
[0049]相較于現有的直線電機次級，本實用新型所提供的次級結構將直線電機工作時的電磁氣隙由原來的14mm或15mm降低到10mm。在維持同樣的主磁通的前提下,勵磁電流可以降低20%，直線電機的功率因數及效率均得到大幅提高。在維持同樣無功電流的前提下，氣隙主磁場的幅值能夠增加20%，直線電機的推力輸出增加20%左右。所以說本實施例提供的直線電機次級能夠有效提高了直線電機的性能指標，這有助于直線電機的廣泛應用。
[0050]雖然本實用新型所揭露的實施方式如上，但所述的內容只是為了便于理解本實用新型而采用的實施方式，并非用以限定本實用新型。任何本實用新型所屬【技術領域】內的技術人員，在不脫離本實用新型所揭露的精神和范圍的前提下，可以在實施的形式上及細節上作任何的修改與變化，但本實用新型的專利保護范圍，仍須以所附的權利要求書所界定的范圍為準。
【權利要求】
1.一種直線電機次級，其特征在于，包括在表面設有凹槽的導磁體和安裝在所述凹槽中的導電條。
2.如權利要求1所述的直線電機次級，其特征在于，所述凹槽相互平行。
3.如權利要求2所述的直線電機次級，其特征在于，所述導磁體由若干導磁板拼接而成，在每個導磁板上設置有若干凹槽。
4.如權利要求3所述的直線電機次級，其特征在于，在每個凹槽內均設置有一個導電條，多個導電條在其端部彼此電連接。
5.如權利要求4所述的直線電機次級，其特征在于，所述導電條之間通過端環連接。
6.如權利要求3或4或5所述的直線電機次級，其特征在于，所述導磁板由若干導磁條拼接而成，所述凹槽由設置在每個導磁條的表面的凹陷順次連通而形成。
7.如權利要求3所述的直線電機次級，其特征在于，所述凹槽為矩形槽、梯形槽和圓形槽中的一種。
8.如權利要求7所述的直線電機次級，其特征在于，所述導電條的橫截面形狀與所述凹槽的橫截面形狀相同。
9.如權利要求7或8所述的直線電機次級，其特征在于，所述凹槽的頂部開口的寬度小于所述導電條的寬度。
10.一種直線電機，其次級采用如權利要求1?9中任一項所述的直線電機次級。
【文檔編號】H02K41/02GK203859667SQ201420143661
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年3月27日 優先權日:2014年3月27日
【發明者】劉可安, 尚敬, 辛本雨, 李益豐, 何思源, 許義景, 梅文慶, 張毓福, 史文波, 王健 申請人:株洲南車時代電氣股份有限公司