一種凸極開槽永磁陣列及直線電機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于直線電機驅動領域，具體涉及一種凸極開槽永磁陣列及直線電機。
【背景技術】
[0002]永磁直線電機已經廣泛應用于各行各業。如直線電機磁懸浮列車、直驅電梯、直線電機自動化流水線等很多應用領域和場合。永磁直線電動機有多種類型。按結構可分為平面型、圓筒型(管型)、弧型四種。按動子永磁體的布置方式可分為隱極型、凸極型、混合型等，按初級的布置方式還可分為雙邊型和單邊型以及復合型三種。現有的隱極型永磁直線電機結構中，次級軛部由導磁的鐵軛材料構成，永磁體的磁化方向與氣隙磁通軸線一致，極間漏滋小，工藝簡單，但永磁體本身不僅要承受推力，還要承受比推力大4?9倍的法向力，而且，永磁體可等效為通電的空芯線圈，故永磁體對于勵磁磁路來說，可看做空氣隙，會產生很大的磁阻和磁壓降，使得勵磁磁勢有相當大一部分消耗到永磁體等效空氣隙中了，導致電機功率密度、出力和效率降低。對于現有的凸極型結構，次級軛部由非磁性材料構成，永磁體磁化方向與氣隙磁通軸線垂直，電機產生的推力和很大的法向力主要由凸鐵極承受，故永磁體本身基本不受力，機械強度比隱極機要好，但次級軛部漏磁明顯增大，永磁體利用率低。導致上述隱極型和凸極型永磁直線電機的功率密度、推力/自重比較低，造成電機體積大，制造和使用成本高。已成為制約直線電機工程應用的瓶頸問題。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型要解決的技術問題是現有直線電機輸出功率低、推力/自重比小、力能指標低、體積過大、成本過高的工程應用瓶頸問題，為解決上述問題，采用一種凸極開槽永磁陣列及直線電機。
[0004]為達到上述目的，采用以下技術方案:
[0005]—種凸極開槽永磁陣列，包括交替貼裝的導磁凸鐵極和縱向磁體，相鄰縱向磁體的充磁方向相對或背離，在導磁凸鐵極靠近氣隙的表面上開有槽，槽內設置有法向磁體，法向磁體的表面極性與凸鐵極表面極性一致。
[0006]法向磁體的形狀為矩形、等腰梯形、三角形、“凸”字形或半圓形，槽形與法向磁體配合設置。
[0007]導磁凸鐵極或縱向磁體的截面形狀為矩形、等腰梯形、三角形、“凸”字形“中”字形、“工”字形或半圓形。
[0008]應用一種凸極開槽永磁陣列的單邊直線電機，包括單邊初級和單邊次級，單邊初級和單邊次級之間具有氣隙，其特征在于:單邊次級為凸極開槽永磁陣列。
[0009 ]在凸極開槽永磁陣列遠離單邊初級的一側連接有非磁性軛部。
[0010]應用一種凸極開槽永磁陣列的雙邊直線電機，雙邊初級和設置在雙邊初級之間的雙邊次級，其特征在于:所述的雙邊次級包括兩個背靠背設置的凸極開槽永磁陣列。[0011 ]兩個凸極開槽永磁陣列中間連接一個共用的非磁性軛部。
[0012]兩個凸極開槽永磁陣列對應凸鐵極之間采用導磁連接橋連接，各連接橋互不相交，任意相鄰兩個連接橋之間設置有至少一列磁體。
[0013]在凸鐵極表面設置一層連接薄片，將各凸鐵極連成一個整體;連接薄片為導磁薄片、導電薄片或導磁導電復合薄片，或為帶若干槽的導磁齒槽薄片，槽內嵌導電體，各導電體橫向端部通過導電短路環連成一體。
[0014]所述的雙邊次級每邊的凸鐵極和/或導磁連接橋的橫向端部通過相應的連接板彼此連接成一體構成統一的雙邊次級。
[0015]所述的磁體、法向磁體和縱向磁體為永磁體、超導磁體或者電勵磁體。
[0016]本實用新型由于在雙邊次級設置了內嵌法向磁體的導磁鐵和縱向磁體，使漏磁大幅降低甚至完全消除，相同體積和制造成本下，可大幅增加電機功率和出力。從而提供了一種體積和成本可大幅減小、輸出功率可大幅增加、結構簡單、性價比極高，特別適用于大氣隙、長行程、大功率和大推力應用場合的凸極開槽大推力永磁直線電機。
【附圖說明】
[0017]圖1為單邊直線電機結構示意圖一；
[0018]圖2為單邊直線電機結構示意圖二；
[0019]圖3為雙邊直線電機結構不意圖一；
[0020]圖4為雙邊直線電機結構示意圖二；
[0021]圖5為雙邊直線電機結構示意圖三；
[0022]圖6為雙邊直線電機結構示意圖四；
[0023]圖7為雙邊直線電機結構示意圖五；
[0024]圖8為雙邊直線電機結構示意圖六；
[0025]圖9為雙邊直線電機結構示意圖七；
[0026]圖10為雙邊直線電機結構示意圖八；
[0027]圖11為雙邊直線電機結構示意圖九；
[0028]圖12為雙邊凸極開槽永磁陣列結構示意圖；
[0029]圖13為連接板結構示意圖一；
[0030]圖14為設有連接板的雙邊凸極永磁直線電機示意圖一；
[0031]圖15為連接板結構示意圖二；
[0032]圖16為設有連接板的雙邊凸極永磁直線電機示意圖二。
[0033]其中:1.初級鐵芯;2.初級繞組;3.凸鐵極;4.連接橋;5.縱向磁體;6.磁體;7.非磁性軛部;8.法向磁體。
【具體實施方式】
[0034]如圖1-圖16所示，一種單邊直線電機，包括單邊次級，與單邊次級對應的單邊初級，初級和次級之間具有氣隙，所述的單邊次級由帶非磁性軛部7或不帶非磁性軛部的開槽凸極磁體陣列組成，所述的開槽凸極磁體陣列由m個表面開設至少一個開口槽的導磁凸鐵極3、111個嵌放在凸鐵極開口槽中的法向磁體8、η個沿運動方向充磁的縱向磁體5交替貼裝組成，相鄰兩凸鐵極3中心線之間的距離為次級極距Ts，m為電機的極數，η為縱向磁體5的個數，縱向為凸鐵極表面切向方向或次級運動方向，法向為凸鐵極3中心線方向或氣隙方向，橫向為垂直于縱向、法向的方向，相鄰縱向磁體5的充磁方向相反，在相鄰凸鐵極3上形成N、S極性交替的磁極，嵌放在凸鐵極3開口槽中的法向磁體8表面極性與凸鐵極3表面極性相同，單邊次級與對應的單邊初級配合構成一種單邊直線電機。其中，所述的法向磁體8形狀為矩形或梯形或三角形或“凸”形或閉口弧形，開口槽槽形與法向磁體8配合設置。
[0035]圖3中，兩個不帶非磁性軛部7的單邊次級背靠背設置，兩者中間連接一個共用的非磁性軛部7—起構成雙邊次級，所述的雙邊次級兩側對應凸鐵極3表面形成的磁極相同或相反，雙邊次級與對應的雙邊初級配合構成了一種雙邊直線電機。
[0036]圖4、圖5、圖6所示為本實用新型的凸極開槽永磁雙邊直線電機結構示意圖三，所述的兩個不帶非磁性軛部7的單邊次級背靠背設置，凸極磁體陣列由表面開設一個開口槽的導磁凸鐵極3、在凸鐵極3開口槽中嵌放一個法向磁體8，兩側對應凸鐵極3之間采用導磁連接橋4相連，各連接橋4互不相交，任意相鄰兩個連接橋4之間設置至少一組縱