[發(fā)明專利]自適應(yīng)無源弱磁永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210162164.5
• 申請日: 2012-05-23
• 公開（公告）號: CN102710044A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李春艷;寇寶泉
• 申請（專利權(quán)）人: 黑龍江大學(xué)
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K1/28
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 張果瑞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種自適應(yīng)無源弱磁永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

永磁同步電機(jī)的勵磁不可調(diào)節(jié)，在基速以上運(yùn)行時，必須進(jìn)行弱磁控制。傳統(tǒng)方法中通過增加負(fù)的直軸去磁電流，利用電樞反應(yīng)的去磁作用使電機(jī)氣隙磁場減弱，來等價于直接減弱勵磁磁場達(dá)到弱磁增速的目的。這種弱磁增速的方法會致使電機(jī)的電流增加，使得系統(tǒng)效率降低，這限制了永磁同步電機(jī)的應(yīng)用范圍。此外，在永磁同步電機(jī)中，去磁效果與直軸電感值有關(guān)，直軸電感越大，電樞反應(yīng)的去磁作用越強(qiáng)，弱磁效果越好。但在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)中，永磁體串聯(lián)在直軸磁路中，永磁體磁導(dǎo)小，直軸電感較小，因此在永磁同步電機(jī)中，采用上述弱磁方法弱磁效果并不理想。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子如圖5所示，其永磁體直接嵌入轉(zhuǎn)子鐵心槽中，永磁體采用徑向充磁，設(shè)置于永磁體之間的隔磁槽能用來防止極間漏磁。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有永磁同步電機(jī)的弱磁調(diào)速技術(shù)中，永磁電機(jī)由于勵磁不可調(diào)節(jié)導(dǎo)致的弱磁調(diào)速存在困難的問題，提供一種自適應(yīng)無源弱磁永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子。

本發(fā)明所述自適應(yīng)無源弱磁永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，它包括轉(zhuǎn)子鐵心，它還包括2n個主永磁體、2n個輔助永磁體和2n個彈簧，n為正整數(shù)，

沿轉(zhuǎn)子鐵心的軸向開有2n個通槽，2n個通槽沿轉(zhuǎn)子鐵心的圓周方向均勻分布，每個通槽中嵌入一個形狀相匹配的主永磁體，

轉(zhuǎn)子鐵心上沿圓周方向每相鄰兩個通槽之間設(shè)置有滑軌槽，每個滑軌槽沿徑向設(shè)置，每個滑軌槽的槽底均固定一個彈簧，彈簧的自由端與一塊輔助永磁體固定連接，所述滑軌槽的槽底為位于轉(zhuǎn)子鐵心外圓周方向的底面，輔助永磁體與彈簧靜止時的長度之和短于滑軌槽的徑向長度，

主永磁體采用徑向充磁，輔助永磁體采用切向充磁。

當(dāng)轉(zhuǎn)子鐵心在基速及基速以下運(yùn)行時，氣隙磁通由主永磁體和輔助永磁體發(fā)出的磁通之和構(gòu)成；當(dāng)轉(zhuǎn)子鐵心在基速以上運(yùn)行時，氣隙磁通由主永磁體發(fā)出的磁通抵消掉輔助永磁體發(fā)出的反向的磁通構(gòu)成。

輔助永磁體在徑向位置的最高點不超過相鄰永磁體時，與相鄰的主永磁體的磁極相同，輔助永磁體在徑向位置的最高點超過相鄰永磁體時，與相鄰的主永磁體的磁極相反。

所述通槽為V字形通槽，該V字形通槽的開口朝向轉(zhuǎn)子鐵心的轉(zhuǎn)軸方向。

所述通槽為瓦片形通槽，該瓦片形通槽的弧度向轉(zhuǎn)子鐵心的轉(zhuǎn)軸方向延伸。

所述通槽為平板形通槽。

所述平板形通槽內(nèi)的主永磁體沿圓周方向均分成多段，相鄰兩段之間設(shè)有磁橋。

所述彈簧為固體彈簧或氣體彈簧。

所述輔助永磁體與彈簧之間通過永磁體殼體或永磁體支架固定。

本發(fā)明的優(yōu)點是：本發(fā)明通過輔助永磁體在兩種電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下，與主永磁體發(fā)出的磁通的方向的相應(yīng)關(guān)系，來調(diào)節(jié)永磁電機(jī)的勵磁，解決了永磁電機(jī)由于勵磁不可調(diào)節(jié)導(dǎo)致的弱磁調(diào)速存在困難的問題。它能提高永磁電機(jī)在低速時的轉(zhuǎn)矩以及高速時的效率，拓寬電機(jī)的調(diào)速范圍。

本發(fā)明所述轉(zhuǎn)子在基速以下運(yùn)行時，氣隙磁通由主永磁體和輔助永磁體發(fā)出的磁通之和構(gòu)成，因此可提高低速的輸出轉(zhuǎn)矩；基速以上運(yùn)行時，氣隙磁通由主永磁體磁通發(fā)出的磁通抵消掉輔助永磁體發(fā)出的反向的磁通構(gòu)成，因此可實現(xiàn)弱磁，提高電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍。這種實現(xiàn)弱磁的方式并非采用增加負(fù)的直軸電流，因此降低了銅損耗，且高速運(yùn)行時電機(jī)低磁密，降低了鐵損耗，故提高了電機(jī)基速以上運(yùn)行時的效率。本發(fā)明氣隙磁場的強(qiáng)弱與輔助永磁體在滑軌槽中的位置有關(guān)。輔助永磁體在滑軌槽中越靠近轉(zhuǎn)子外周，氣隙磁場就越弱，從而可以使電機(jī)跟隨轉(zhuǎn)速實現(xiàn)自動弱磁，獲得了高效率以及寬廣的弱磁調(diào)速范圍。本發(fā)明可用于永磁電動機(jī)，亦可用于永磁發(fā)電機(jī)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施方式二的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施方式三的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施方式四的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施方式五的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：下面結(jié)合圖1至圖4說明本實施方式，本實施方式所述自適應(yīng)無源弱磁永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，它包括轉(zhuǎn)子鐵心1，它還包括2n個主永磁體2、2n個輔助永磁體3和2n個彈簧4，n為正整數(shù)，

沿轉(zhuǎn)子鐵心1的軸向開有2n個通槽，2n個通槽沿轉(zhuǎn)子鐵心1的圓周方向均勻分布，每個通槽中嵌入一個形狀相匹配的主永磁體2，