[發(fā)明專利]繞組磁路互補(bǔ)的定子表面貼裝式雙凸極永磁電機(jī)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110364701.X
• 申請日: 2011-11-17
• 公開（公告）號(hào): CN102403857A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 花為;張義蓮;程明;王寶安;馬炳榮
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H02K21/44
• 分類號(hào): H02K21/44;H02K3/28
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固，具有較強(qiáng)轉(zhuǎn)矩輸出能力、較高功率密度與較大單位磁鋼出力的電機(jī)，涉及電機(jī)制造的技術(shù)領(lǐng)域，且特別是一種有關(guān)于繞組及磁路結(jié)構(gòu)互補(bǔ)對(duì)稱的定子表面貼裝式雙凸極永磁電機(jī)。

背景技術(shù)

我國作為世界上稀土材料儲(chǔ)藏量最大的國家，大力研究和推廣應(yīng)用以稀土永磁電機(jī)為代表的各種新型永磁電機(jī)，具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。過去十多年來研究熱點(diǎn)一直集中于以表面貼裝式、插入式和內(nèi)嵌式為代表的轉(zhuǎn)子永磁型電機(jī)。然而，將永磁體放置于轉(zhuǎn)子的電機(jī)類型在設(shè)計(jì)和運(yùn)行過程中都會(huì)產(chǎn)生一系列問題，比如對(duì)永磁體粘貼在轉(zhuǎn)子表面或插入轉(zhuǎn)子凸極之間的結(jié)構(gòu)，為了克服高速運(yùn)行所產(chǎn)生的離心力影響，通常需要輔助的永磁體固定裝置，增加了工藝與材料成本；對(duì)永磁體埋入轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)部的內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)，則會(huì)影響轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度，并且需要輔助磁橋，同樣會(huì)增加材料與制作工藝成本。此外，永磁體置于轉(zhuǎn)子，不利于散熱冷卻，限制了電機(jī)的功率密度等。

基于上述原因，研究出能夠克服上述缺點(diǎn)的新型結(jié)構(gòu)永磁電機(jī)便成為電機(jī)工作者義不容辭的一個(gè)關(guān)鍵任務(wù)。目前，國際上已經(jīng)出現(xiàn)了三種定子永磁型結(jié)構(gòu)的電機(jī)，即單極性的雙凸極永磁電機(jī)、雙極性的磁通切換永磁電機(jī)和雙極性的磁通反向永磁電機(jī)。其中，磁通反向電機(jī)的結(jié)構(gòu)原理是在每個(gè)凸極定子齒上并排安裝兩塊極性相反的永磁體。其目的是為了獲得雙極性的永磁磁鏈，但該結(jié)構(gòu)直接導(dǎo)致兩塊磁鋼和定子齒形成短路，漏磁嚴(yán)重，降低了單位磁鋼的利用率。本發(fā)明的目的就是針對(duì)該類型磁通反向永磁電機(jī)的缺點(diǎn)，提出了一種新型結(jié)構(gòu)的定子表面貼裝式雙凸極永磁電機(jī)，且繞組磁路結(jié)構(gòu)互補(bǔ)對(duì)稱，可以抵消一部分集中式線圈固有的高次諧波感應(yīng)電勢，提高了每相繞組感應(yīng)電勢的正弦性。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提供了一種繞組磁路互補(bǔ)的定子表面貼裝式雙凸極永磁電機(jī)，使得該電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固，具有高度正弦波的空載感應(yīng)電勢、較強(qiáng)的轉(zhuǎn)矩輸出能力和較大的功率密度，更為突出的是該類型電機(jī)的單位磁鋼轉(zhuǎn)矩出力較大，特別適合于作為交流調(diào)速系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)元件。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種繞組磁路互補(bǔ)的定子表面貼裝式雙凸極永磁電機(jī)，其包括定子和轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子位于定子的內(nèi)部或外部，

定子為凸極結(jié)構(gòu)，設(shè)有突出于軛部以外的定子齒，定子齒之間形成電樞繞組槽，定子齒與電樞繞組槽交替分布，

在定子上設(shè)置有集中電樞繞組和永磁體；其中，

永磁體設(shè)置在定子齒上，且位于定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙處，集中電樞繞組設(shè)置在定子的定子齒上；組成集中電樞繞組的每個(gè)線圈的兩個(gè)圈邊分別位于定子的一個(gè)定子齒左邊的電樞繞組槽和右邊的電樞繞組槽中。

優(yōu)選的，集中電樞繞組為三相集中繞組，分別為A相集中繞組、B相集中繞組和C相集中繞組，且該三相集中繞組依次相鄰設(shè)置在定子上，該三相集中繞組結(jié)構(gòu)相同；

A相集中繞組包括四個(gè)繞組線圈，且該四個(gè)A相繞組線圈分別設(shè)置在定子上，該四個(gè)繞組線圈之間空間上相差90度，且該四個(gè)A相繞組線圈串聯(lián)、并聯(lián)或串并混聯(lián)組成A相集中繞組；

B相集中繞組包括四個(gè)繞組線圈，且該四個(gè)B相繞組線圈分別設(shè)置在定子上，該四個(gè)B相繞組線圈空間上相差90度，且該四個(gè)繞組線圈串聯(lián)、并聯(lián)或串并混聯(lián)組成B相集中繞組；B相集中繞組的四個(gè)B相繞組線圈分別與A相集中繞組的四個(gè)A相繞組線圈相鄰且空間上相差30度；

C相集中繞組包括四個(gè)繞組線圈，且該四個(gè)C相繞組線圈分別設(shè)置在定子上，該四個(gè)繞組線圈空間上相差90度，且該四個(gè)C相繞組線圈串聯(lián)、并聯(lián)或串并混聯(lián)組成C相集中繞組；C相集中繞組的四個(gè)C相繞組線圈分別與B相集中繞組的四個(gè)B相繞組線圈相鄰且空間上相差30度。

優(yōu)選的，每相定子極數(shù)N_s與轉(zhuǎn)子齒數(shù)P_r之間相差正負(fù)2，且每相定子電樞繞組最少由兩個(gè)空間互相垂直的線圈串聯(lián)組成，且每相電樞繞組由4mk個(gè)線圈組成，N_s=4mk，每相定子極數(shù)N_s，m為電機(jī)相數(shù)，k為正整數(shù)。

優(yōu)選的，定子和轉(zhuǎn)子都為雙凸極結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，定子為導(dǎo)磁鐵心壓疊而成為一個(gè)整體，轉(zhuǎn)子為凸極結(jié)構(gòu)，由導(dǎo)磁鐵心壓疊而成為一個(gè)整體。

優(yōu)選的，永磁體貼裝在定子齒面向定子齒與轉(zhuǎn)子齒之間氣隙的外表面，每個(gè)定子齒上貼裝有一塊徑向充磁的永磁鐵，且相鄰定子齒上所貼永磁體充磁方向相反。