盲专网 - 一种容错式永磁直线电机

专利申请流程有哪些步骤？

申请

申请号：指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。

申请日：提出专利申请之日。

2010-03-10

申请公布

申请公布指发明专利申请经初步审查合格后，自申请日（或优先权日）起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。

申请公布号：专利申请过程中，在尚未取得专利授权之前，国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。

申请公布日：申请公开的日期，即在专利公报上予以公开的日期。

2010-09-22

授权

授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由，授予发明专利权；或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由，授予实用新型专利权或外观设计专利权。

2012-06-20

预估到期

发明专利权的期限为二十年，实用新型专利权期限为十年，外观设计专利权期限为十五年，均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。

2030-03-10

基本信息

有效性	有效专利	专利类型	发明专利
申请号	CN201010120847.5	申请日	2010-03-10
公开/公告号	CN101789676B	公开/公告日	2012-06-20
授权日	2012-06-20	预估到期日	2030-03-10
申请年	2010年	公开/公告年	2012年
缴费截止日
分类号	H02K41/03	主分类号	H02K41/03
是否联合申请	独立申请	文献类型号	B
独权数量	1	从权数量	0
权利要求数量	1	非专利引证数量	1
引用专利数量	5	被引证专利数量	0
非专利引证	1、吉敬华.新型定子永磁式容错电机的工作原理和性能分析.《中国电机工程学报》.2008,第28卷(第21期),96-101.;
引用专利	CN201360210Y、CN101562384A、CN200973056Y、CN101610007A、CN1937356A	被引证专利
专利权维持	8	专利申请国编码	CN
专利事件		事务标签	公开、实质审查、授权

申请人信息

申请人	江苏大学	第一申请人	江苏大学
专利权人	江苏大学	当前专利权人	江苏大学
发明人	吉敬华、赵文祥、孙玉坤、刘国海	第一发明人	吉敬华
地址	江苏省镇江市学府路301号	邮编
申请人数量	1	发明人数量	4
申请人所在省	江苏省	申请人所在市	江苏省镇江市

代理人信息

代理机构

专利代理机构是经省专利管理局审核，国家知识产权局批准设立，可以接受委托人的委托，在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。

南京知识律师事务所

代理人

专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务，取得一定资格的人。

汪旭东

摘要

本发明公开了一种应用于高可靠、高效率直线驱动领域的容错式永磁直线电机，包括定子、动子和电枢绕组，动子的长度小于定子的长度，定子上间隔均布多个电枢齿，电枢绕组绕于电枢齿上，每个所述电枢齿的齿槽中设置一套电枢绕组，每相邻两个所述电枢齿之间设置一个隔离齿；永磁体贴装于电枢齿端部，隔离齿的高度大于贴装有永磁体的电枢齿的高度；动子为由动子铁芯和多个动子齿组成的凸极形状。本发明结构简单、功率密度高、可靠性高，有利于降低电机的齿槽力，电机相与相之间具有物理隔离、热隔离以及磁路解耦，永磁体宜于散热，带故障运行和容错性能强。

摘要附图
说明书附图：图1

法律状态

序号	法律状态公告日	法律状态	法律状态信息
1	2012-06-20	授权	授权
2	2010-09-22	实质审查的生效	IPC(主分类): H02K 41/03 专利申请号: 201010120847.5 申请日: 2010.03.10
3	2010-07-28	公布	公布

权利要求

权利要求书是申请文件最核心的部分，是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。

1.一种容错式永磁直线电机，包括定子(1)、动子(2)和电枢绕组(4)，定子(1)上间隔均布多个电枢齿(6)，电枢绕组(4)绕于电枢齿(6)上，每个所述电枢齿(6)的齿槽中设置一套电枢绕组(4)，每相邻两个所述电枢齿(6)之间设置一个隔离齿(5)，动子(2)为由动子铁芯(7)和多个动子齿(8)组成的凸极形状，其特征是：
动子(2)的长度小于定子(1)的长度，永磁体(3)贴装于电枢齿(6)端部，隔离齿(5)的高度大于贴装有永磁体(3)的电枢齿(6)的高度；所述电枢绕组(4)具有多组供电区域且每组独立供电，动子(2)上的动子齿(8)的齿数至少使动子(2)在运行时横跨二组所述供电区域。

说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电工、电机技术领域的永磁直线电机，应用于人工心脏、电磁炮等高可靠、高效率的直线驱动领域。

背景技术

[0002] 直线电机是一种可实现直接传动、无需将旋转运动转为直线运动的附加装置，能消除中间环节所带来的各种定位误差，提高整个系统的定位精度，简化系统的结构，减少系统的重量和体积。

[0003] 目前，常用的直线电机有两类：一类是以直线感应电机为主的电励磁电机，其缺陷是：功率因数、功率密度和效率均不高；另一类是以永磁直线同步电机为主的永磁电机，与直线感应电机相比，其力能指标高、体积小、重量轻，且具有发电制动功能，兼具永磁电机和直线电机的双重优点，但其缺陷是：容错性能差，无法满足高可靠性和连续运行较高要求的场合，例如人工心脏、电磁炮等。

[0004] 双凸极结构的旋转式定子永磁型电机结构简单、可靠性高，具有双凸极永磁电机、磁通切换永磁电机以及磁通反向电机三种结构，这三种结构是：永磁体分别置于电机的定子轭部、定子齿间以及采用定子凸极表面贴装。其中，双凸极永磁电机由于其永磁体置于电机的定子轭部，因此，其永磁磁链具有单极性，电机的功率密度低于磁通切换永磁电机和磁通反向电机。磁通切换永磁电机由于永磁体被电机绕组所包围，当电机发生绕组短路故障时，短路电流带来的温升会导致永磁体产生永久退磁，这便限制了该种电机的容错性能。具有双极性永磁磁链的磁通反向电机在具有高功率密度的同时，兼具高可靠性的优点。

[0005] 双凸极结构的初级永磁型直线电机是近年来出现的一种新型永磁直线电机，该类电机集中了旋转式定子永磁型电机以及直线电机的诸多优点，结构简单、制造成本低、效率高；但另一方面，初级永磁型直线电机采用的是每槽2套绕组的传统结构，会发生相间绕组短路故障，并且其磁通路径经由相邻相构成回路，造成相间互感较大，当其中一相发生故障时，会影响电机其它非故障相的正常工作。

发明内容

[0006] 本发明的目的是为克服现有技术的不足，基于目前旋转式定子永磁型电机和初级永磁型直线电机的结构，提出了一种可靠性高、电机相与相之间磁路独立、具有容错性能的永磁直线电机。

[0007] 本发明采用的技术方案是：包括定子、动子和电枢绕组，动子的长度小于定子的长度，定子上间隔均布多个电枢齿，电枢绕组绕于电枢齿上，每个所述电枢齿的齿槽中设置一套电枢绕组，每相邻两个所述电枢齿之间设置一个隔离齿；永磁体贴装于电枢齿端部，隔离齿的高度大于贴装有永磁体的电枢齿的高度；动子为由动子铁芯和多个动子齿组成的凸极形状。

[0008] 本发明的有益效果是：

[0009] 1、本发明为双凸极多齿结构且带隔离齿，结构简单、功率密度高、可靠性高；有利于降低电机的齿槽力，进而降低电机的推力波动。

[0010] 2、电机定子上的电枢绕组为集中式绕组，制作嵌线方便，绕组端部短，电阻和铜耗较小。

[0011] 3、绕组采用每槽只有一套绕组的形式，没有绕组的定子齿作为隔离齿，起到电机相与相之间物理隔离、热隔离以及磁路解耦的作用。

[0012] 4、动子采用简单的凸极结构，无绕组、无电刷、无永磁，易于维护。

[0013] 5、永磁体采用定子齿表面贴装的形式，使电机功率密度高、永磁体宜于散热等优点，双极性永磁磁链可根据实际需要设计电机的反电动势为正弦波和梯形波。

[0014] 6、电机采用分段式独立驱动，具有带故障运行能力强、节能的优点。

实施方案

[0018] 如图1所示，本发明由定子1、动子2以及固定于定子1上的永磁体3、电枢绕组4、隔离齿5、电枢齿6和动子2上的铁芯7所组成。动子2的长度小于定子1的长度。在定子1上间隔均布多个电枢齿6，电枢齿6用足够的冲片叠压成，每相邻两个电枢齿6之间设置一个隔离齿5，极性相对的二块永磁体3采用表面贴装形式固定在电枢齿6的端部，使得电枢齿6端的等效气隙长度增加。隔离齿5的高度大于贴装有永磁体3的电枢齿6的高度。
电枢绕组4绕在电枢齿6上，也即定子1没有绕组的是隔离齿5，电枢绕组4采用集中绕组的方式，每个电枢齿6的齿槽中只设置一套电枢绕组4，定子1上所有的电枢绕组4采用分组独立供电的方式，如电枢绕组4的绕组A1、B1、C1为第一组，绕组A2、B2、C2为第二组，依此类推，形成了本发明的多组供电区域。

[0019] 动子2是由导磁材料制成的凸极形状，动子2上既没有绕组也没有永磁体，由动子铁芯7和多个动子齿8组成，做直线运行。动子铁芯7用足够的冲片叠压成，动子铁芯7的导磁部分采用常用的D23材料冲片压叠而成。动子2上的动子齿8的齿数至少使动子2在运行区间内横跨二组供电区域的电枢齿6，以保证当某一组供电区域发生故障时，电机可以带故障运行。

[0020] 本发明电枢绕组4的磁通路径大部分经由隔离齿5构成回路，实现电枢绕组4的空间物理间隔，使得电机的各相绕组相互独立，各相之间磁路独立得到了增强，从根本上避免了相间短路故障的发生，实现了热隔离，同时也使得电机各相互感近似为零。隔离齿5的高度大于贴装有永磁体3的电枢齿6的高度可以确保隔离齿5作为电枢磁通路径的回路，起到提高相间独立性，提升电机容错性能的作用。

附图说明

[0015] 以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

[0016] 图1是本发明结构示意图。

[0017] 图中：1.定子；2.动子；3.永磁体；4.电枢绕组；5.隔离齿；6.电枢齿；7.动子铁芯；8.动子齿。

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实施方案

附图说明