[发明专利]一种高推力密度圆筒型横向磁通永磁直线电机

权利要求书

1.一种高推力密度圆筒型横向磁通永磁直线电机，其特征在于，包括次级和初级（2），所述次级包括内侧次级（1）和外侧次级（3），所述初级（2）位于所述内侧次级（1）与外侧次级（3）形成的圆环状空间内，所述初级（2）的运动方向与直线电机的轴线方向平行，所述内侧次级（1）与初级（2）之间、所述外侧次级（3）与初级（2）之间均形成电机的气隙，所述初级（2）为三相初级，直线电机的三相绕组均设置在所述初级（2）上，所述初级（2）的轴向长度大于所述次级的轴向长度，所述初级（2）沿圆周方向均分为电机的三相，所述初级（2）包括铁芯组件一，多个所述铁芯组件一沿着直线电机的轴向紧密排布，相邻两个所述铁芯组件一之间设置有初级间隔板一（14），所述铁芯组件一包括初级铁芯单元三（15）和初级铁芯单元四（16），所述初级铁芯单元三（15）与初级铁芯单元四（16）之间贴合设置有所述初级间隔板一（14），所述初级（2）上套有绕组一（17），所述绕组一（17）为跑道形集中式；

所述内侧次级（1）设置有多个，多个所述内侧次级（1）沿着所述初级（2）的轴向紧密排列，所述内侧次级（1）包括三个单列次级单元（18），三个所述单列次级单元（18）沿初级（2）的圆周方向紧密排列成圆环形，所述单列次级单元（18）包括沿所述初级（2）轴向排列的扇形内次级铁芯（19）和扇形内次级永磁体（20），任意相邻两个所述单列次级单元（18）内的扇形内次级永磁体（20）之间相互错开2/3的永磁体极距，所述外侧次级（3）设置有多个，多个所述外侧次级（3）沿着所述初级（2）的轴向紧密排列，所述外侧次级（3）包括三个单列次级（21），三个所述单列次级（21）沿初级（2）的圆周方向紧密排列成圆环形，所述单列次级（21）包括沿所述初级（2）轴向排列的扇形外次级铁芯（22）和扇形外次级永磁体（23），任意相邻两个所述单列次级（21）内的扇形外次级永磁体（23）之间相互错开2/3的永磁体极距，其中，所述扇形内次级永磁体（20）的极距与扇形外次级永磁体（23）的极距相同，沿直线电机的轴线方向内，所述扇形内次级永磁体（20）的对称中心线与扇形外次级永磁体（23）的对称中心线对齐，且沿任一垂直于电机轴的平面内，所述扇形内次级永磁体（20）与相对应的所述扇形外次级永磁体（23）的充磁方向相反。

2.一种高推力密度圆筒型横向磁通永磁直线电机，其特征在于，包括次级和初级（2），所述次级包括内侧次级（1）和外侧次级（3），所述初级（2）位于所述内侧次级（1）与外侧次级（3）形成的圆环状空间内，所述初级（2）的运动方向与直线电机的轴线方向平行，所述内侧次级（1）与初级（2）之间、所述外侧次级（3）与初级（2）之间均形成电机的气隙，所述初级（2）包括三个单相初级，三个所述单相初级分别形成直线电机的U相、V相和W相，所述初级（2）的轴向长度小于所述次级的轴向长度；

所述单相初级包括多个铁芯组件，多个所述铁芯组件沿着直线电机的轴向紧密排布，相邻两个所述铁芯组件之间设置有初级间隔板（6），所述铁芯组件包括初级铁芯单元一（4）和初级铁芯单元二（5），所述初级铁芯单元二（5）与初级铁芯单元一（4）之间贴合设置有所述初级间隔板（6），所述初级（2）上套有绕组（7），所述绕组（7）为跑道形集中式；所述初级铁芯单元一（4）和初级铁芯单元二（5）均为圆环形状，所述初级铁芯单元一（4）内外侧和初级铁芯单元二（5）的内外侧均沿自身圆周方向均匀开设有多个齿槽（8），所述初级铁芯单元一（4）内侧的齿槽（8）与外侧的齿槽（8）沿圆周方向交错排布，所述初级铁芯单元二（5）内侧的齿槽（8）与外侧的齿槽（8）沿圆周方向交错排布，所述初级铁芯单元一（4）的内侧齿中心线与相邻所述初级铁芯单元二（5）内侧的槽中心线对齐，所述初级铁芯单元一（4）的外侧齿中心线与相邻所述初级铁芯单元二（5）外侧的槽中心线对齐，所述初级铁芯单元一（4）与相邻所述初级铁芯单元二（5）的间距与所述次级的极距相同；

所述绕组（7）置于所述初级铁芯单元一（4）与初级铁芯单元二（5）内外侧齿槽围绕而成的内外侧导体槽之中，同一相内的所述绕组依次首尾串联形成单相初级绕组；

所述内侧次级（1）为圆环形状，所述内侧次级（1）套装在电机轴（12），所述内侧次级（1）包括多个内次级铁芯（9），任意两个相邻的所述内次级铁芯（9）之间均设置有内次级永磁体（10），所述内次级铁芯（9）与内次级永磁体（10）紧密排布，所述内次级永磁体（10）的充磁方向平行于自身轴线方向，任意相邻两个所述内次级永磁体（10）的充磁方向相反，多个所述内次级永磁体（10）全部沿直线电机的运动方向依次对齐；

所述外侧次级（3）为圆环形状，所述外侧次级（3）包括多个外次级铁芯（11），任意两个相邻的所述外次级铁芯（11）之间均设置有外次级永磁体（13），多个所述外次级永磁体（13）全部沿直线电机的运动方向依次对齐，且沿所述电机轴（12）半径方向同一截面的外次级永磁体（13）充磁方向与内次级永磁体（10）充磁方向相反，所述外次级铁芯（11）与外次级永磁体（13）紧密排布，任意相邻两个所述外次级永磁体（13）的充磁方向相反；相邻两个所述外次级永磁体（13）之间的极距等于相邻两个所述内次级永磁体（10）之间的极距，相邻两个所述外次级永磁体（13）之间的极距等于所述初级铁芯单元一（4）与相邻的所述初级铁芯单元二（5）之间的极距。