[发明专利]一种基于定子弧形与内阶梯型混合结构的永磁直线电机

摘要

本发明公开了一种基于定子弧形与内阶梯型混合结构的永磁直线电机，包括定子电枢一次侧和Halbach永磁动子二次侧，定子电枢一次侧位于永磁动子二次侧外侧，定子电枢一次侧由定子铁心和电枢绕组构成，定子铁心两侧端部齿采用内阶梯型结构，定子铁心内部齿采用弧形结构；永磁动子二次侧由动子铁心和贴于铁心表面的永磁体构成，该永磁体采用Halbach阵列结构。本发明的永磁直线电机可以获得比常规磁体更大的气隙磁通，而且具有很好的磁屏蔽作用，可减小动子导磁轭厚度。本发明给出弧形齿结构解析模型，通过该解析模型可推导出磁导大小及磁导随位置变化曲线。本发明的电机最优结构采用田口优化算法获得。

主权项

1.一种基于定子弧形与内阶梯型混合结构的永磁直线电机，其特征在于，该电机包括相对设置的定子电枢一次侧(1)、气隙层(2)、永磁动子二次侧(3)，位于所述定子电枢一次侧(1)和永磁动子二次侧(3)之间的气隙层(2)，所述定子电枢一次侧(1)包括定子铁心(11)、设置在所述定子铁心(11)内侧的定子齿(13)、安装在两相邻定子齿(13)之间的开槽中的电枢绕组(12)，定子铁心(11)的两端设置有内阶梯形结构的定子端部齿(14)，所述定子齿(13)采用弧形结构；所述永磁动子二次侧(3)包括永磁动子铁心(32)、设置于所述永磁动子铁心(32)表面、采用Halbach不规则永磁阵列的永磁体(31)，所述定子齿(13)的弧形高度h，定子端部齿(14)的水平宽度和垂直高度按照如下方式，确定：1)根据弧形齿的解析模型确定弧形高度h的初始数值，根据二分法确定定子端部齿(14)的水平距离和垂直距离的初始数值；2)根据田口优化方法，对所述弧形高度h的初始数值、定子端部齿(14)的水平宽度和垂直高度的初始数值进行优化设计，得到电机定子齿(13)的弧形高度，定子端部齿(14)的水平宽度和垂直高度的最优尺寸。