[发明专利]一种线圈互感耦合的直线开关磁阻电机

说明书

技术领域

本发明属于直线电机领域的开关磁阻直线电机，具体涉及一种线圈互感耦合的直线开关磁阻电机。 

背景技术

传统的直线开关磁阻电机其初级绕组为集中绕组，其工作时任何时刻只有一相励磁，从而其绕组利用率底，电机功率密度低，绕组之间互感独立。 

发明内容

为了解决现有开关磁阻电机绕组利用率低、电机功率密度低的问题，本发明提供了一种能够充分利用材料且功率密度高的线圈互感耦合的直线开关磁阻电机。 

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括初级和次极，所说的初极由分布在其上的三相电枢绕组和初级叠片叠制而成的铁芯组成，三相电枢绕组为分布绕组，三相绕组之间互感互相耦合，工作时任何时刻总有两相励磁，磁次级由硅刚片叠制而成，且初级和次级均为凸极结构，初级和次级上分别设置有初级齿和次级齿。 

本发明的初级齿和次级齿的极数为4/6、8/12的形式；初级为单边、双边或圆筒型结构；次级为动圈式或动铁芯式。 

本发明通过采用分布式绕组结构，三相绕组之间互感互相耦合，工作时任何时刻总有两相励磁，不仅材料充分利用、而且功率密度高。 

附图说明

图1为本发明单边直线开关磁阻电机的结构示意图； 

图2是本发明双边直线开关磁阻电机的结构示意图； 

图3是本发明圆筒型直线开关磁阻电机的结构示意图； 

图4是传统直线开关磁阻电机和本发明的比较，其中(a)为本发明开关磁阻电机的自感和互感，(b)为传统直线开关磁阻电机的电感。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。 

实施例1，参见图1，本发明由初级1和次级4组成，初级1由分布的三相电枢绕组2和由采用硅刚片的初级叠片3叠制而成的铁芯组成；次级4由硅刚片叠制而成但又没有绕组；初、次极为凸极结构，初级1和次级4上分别设置有初级齿5和次级齿6；初、次极上的极数同旋转型开关磁阻电机，可以做成4/6、8/12极等形式；本发明的三相电枢绕组为分布绕组，三相绕组之间互感互相耦合，工作时任何时刻总有两相励磁。 

本实施列采用单边平面型直线开关磁阻电机结构，直线开关磁阻电机为单边型结构，包括互感耦合的初极三相电枢绕组、初极、次级。 

实施例2，参见图2，本发明可采用双边平面型直线开关磁阻电机，包括互感耦合的初极三相电枢绕组、初极、次极，其它结构同实施例1，互感耦合的双边型开关磁阻直线电机可以更大程度上提高电机的输出力，从而进一步提高电机的功率密度，同时消除单边磁拉力造成的影响。 

实施例3，参见图3，本发明可采用圆筒型直线开关磁阻电机，包括初级、初级三相电枢绕组、次极，其它结构同实施例1。 

本发明可以做成动次极，也可以做成动初极，基于不同的需求，可以是动圈式，也可以是动铁芯式；可以作为是发电机运行，也可以作为电动机运行。 

互感耦合的直线开关磁阻电机的工作原理 

结合图1、图2、图3、图4，互感耦合的直线开关磁阻电机提高绕组利用率和电机功率密度的原理如下所述。 

本发明提出的新型直线开关磁组电机绕组为分布绕组，如图1所示的绕组布置方式，三相绕组之间互感互相耦合，工作时任何时刻总有两相励磁，其结构形式可以为单边或双边，可以是动圈式或动铁芯式。具体工作原理如下：互感耦合的直线开关磁阻电机在线性、忽略端部效应的情况下电磁力可以表示为式(1)。式(1)中，M_ab、M_bc、M_ca为三相分布式绕组的互感，i是相电流，L是相绕组电感，x是动子位移。由式(1)可见，相电感的耦合将对电机的出力产生贡献，从而提高发电机的功率密度。