[发明专利]一种带有主动控制屏蔽线圈的长电枢直线电机

说明书

一种带有主动控制屏蔽线圈的长电枢直线电机，包括直线电机长定子和直线电机动子。所述直线电机长定子由定子电枢模块排列组成。所述定子电枢模块由电枢线圈和主动控制屏蔽线圈模块组成。所述电枢线圈和主动控制屏蔽线圈模块同心布置，主动控制屏蔽线圈模块与电枢线圈产生的磁场交链。所述主动控制屏蔽线圈包括屏蔽开关和屏蔽线圈，屏蔽开关与所述屏蔽线圈串联。当所述屏蔽开关闭合时，所述的屏蔽线圈与所述电枢线圈产生的磁场交链抵消。本发明长电枢直线电机可有效降低长电枢直线电机定子段的漏感。本发明还可用于其他形式的直线电机中，提升直线电机的功率因数，减少电机驱动变流器的容量，降低电机驱动系统的成本。

技术领域

本发明涉及一种长电枢直线电机。

背景技术

长电枢直线电机具有结构简单、效率高、节能、噪音小、反应速度快、可控性好、推力平稳等优点。变流器驱动的长电枢直线电机作为牵引动力机构，在高速电磁弹射设备和高速磁悬浮列车领域中具有广阔的应用前景。

采用变流器驱动的长电枢直线电机主要分为长电枢直线同步电机和长电枢直线异步电机。长电枢直线同步电机由于推力密度较大、控制简单、调速性能好等优点，在长距离电磁发射和磁悬浮列车中广泛应用。文献《基于场路结合法的电磁弹射用新型永磁直线同步电机的研究》(杜超[J]电机与控制学报,2019,23(09):65-74.)指出采用双边长电枢直线同步电机可为长距离的电磁弹射装置提供较大的牵引力。文献《德国磁悬浮列车的悬浮与驱动系统》) (王江潮[J]德国磁悬浮列车的悬浮与驱动系统,国外铁道车辆,2004(03):1-5.)，指出在德国磁悬浮列车中采用单边长电枢直线同步电机作为牵引机构，并且仅在车辆所在区段的电枢绕组供电。文献《Results of Running Tests and Characteristics ofthe Dynamics of the MLX01 Yamanashi Maglev Test Line Vehicle》(H.Yoshioka[J],Yamanashi:Maglev’s 1998Proceedings, 1998,1:225-230)指出日本高速磁悬浮列车中采用两个单边长电枢直线同步电机提供牵引力，并且直线电机动子磁极采用超导磁体，供电方式采用分段供电。长电枢直线感应电机具有结构简单、加工成直线电机动子质量轻等优势亦被广泛应用于电磁弹射领域。文献《一种考虑电流过零的直线电机分段供电策略》(马伟明[J]海军工程大学学报,2019,31(04):11-16.) 将采用分段供电的双边长电枢直线感应电机应用于电磁弹射系统中。以上应用的共同特点在于：当长电枢直线电机运行在长距离的牵引场合时，直线电机的电枢作为定子布置在地面，直线电机长定子分为按一定次序排列、长度较短的定子模块。为降低驱动系统成本，一台变流器供电的一段直线电机长定子长度大于直线电机动子长度。

因此，当直线电机长定子中通入电流后，未被直线电机动子磁极覆盖的定子产生的磁场无法与直线电机动子磁场形成相互作用，形成漏磁场。这部分漏磁场会在供电系统中形成无功功率，导致长电枢直线电机功率因数降低，逆变器的直流母线电压升高，从而导致驱动系统成本较高。

专利CN 209313557 U《一种小空冷汽轮发电机定子端部漏磁短路环屏蔽降损结构》提出采用短路环屏蔽旋转电机端部漏磁的方法。但是该类方法是针对旋转电机的横向端部，并且目的在于减小电机结构部件的附加损耗。

发明内容

本发明的目的是提供一种带有主动控制屏蔽线圈的长电枢直线电机，以有效降低未被直线电机动子覆盖的定子电枢线圈漏磁场，从而提升分段供电的长电枢直线电机的功率因数，降低供电系统的无功功率，降低供电系统的容量及供电系统的成本。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种带有主动控制屏蔽线圈的长电枢直线电机，包括直线电机长定子和直线电机动子。