[發明專利]一種低電感低損耗永磁同步電機

無效

• 申請號: 201210268754.6
• 申請日: 2012-07-31
• 公開（公告）號: CN102801268A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 裴宇龍;柴鳳;倪榮剛;梁培鑫;程樹康
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02K21/14
• 分類號: H02K21/14;H02K3/04;H02K3/28;H02K16/02;H02K16/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明一種低電感低損耗永磁同步電機，涉及一種新結構的低電感低損耗永磁同步電機的技術領域。

背景技術

能源問題是21世紀人類所面臨的重大課題之一，在不斷開發新能源的同時，為了更有效地利用現有的能源需要發展先進的節能技術和儲能技術。在儲能技術之中飛輪儲能以能量密度高、功率密度大、能量轉換率高(約90%以上)、使用壽命長、充電時間短、適應各種環境、可重復深度放電，維護簡單，綠色環保等優點具有應用前景廣闊同時也是近年來研究的熱點。其中電動機/發電機是其完成能量轉換的核心部件，也是實現機械能與電能轉換的關鍵。正因為飛輪的上述特點使得飛輪系統對電動/發電機系統要求非常高，需要飛輪電機具有較高的運行速度，較寬的轉速范圍，極低的空載損耗，較高的轉換效率等特點，目前普遍遇到的問題是由于產生電感過高而不利于電機高轉速運行，并因此產生鐵心材料磁飽和從而增大鐵心損耗。

發明內容

為解決現有技術電機由于產生電感過高而不利于電機高轉速運行，并因此產生鐵心材料磁飽和從而增大鐵心損耗，本發明提供一種低電感低損耗永磁同步電機，該電機包括轉軸、永磁轉子、定子、上端蓋、下端蓋、軸承、殼體，其特征在于所述永磁轉子包括轉子鐵心和永磁體，永磁體包括多個N、S極，所述N、S極交錯排列或同極性相向配置，永磁體置于轉子鐵心表面或內置于轉子鐵心之中，所述定子包括定子鐵心，定子鐵心上徑向纏繞單相或多相定子繞組，定子繞組為環向排列，定子繞組中每相繞組包括一對或多對相鄰的兩個線圈，相鄰的兩個線圈相距為一個極距且纏繞方向相反。

參見圖9說明本發明的工作原理：

如圖9所示，在考慮將雙線無感線圈拆分開將永磁體置于線圈下，并且假定永磁體向左方運動。若線圈AB及A1B1閉合，則在線圈AB中產生A到B方向的電流，并在鐵心中產生從左向右的磁通（圖中左虛線箭頭），在線圈A1B1中產生A1到B1方向的電流，并在鐵心中產生從右向左的磁通（圖中右虛線箭頭），若將兩線圈中的B端與B1端相接則在新線圈AA1中電流方向從A到A1，而線圈AA1的總磁通由于互相抵消而大為降低，進而使得線圈AA1電感極低，同時鐵心不會由于線圈AA1中電流增加產生飽和現象，從而降低了鐵心損耗。此時的原理類似于永磁同步電機的發電狀態，因此設計基于此原理上的低電感低鐵耗永磁電機具有可行性。

本發明的有益效果是提出一種低電感低損耗永磁同步電機，通過合理配置繞組及設計磁路結構使得電機電樞中由電流產生的磁通量有效的抵消，一方面可以獲得極低的電感使電機更易于高轉速運行；另一方面可降低鐵心材料磁飽和從而獲得極低的鐵心損耗。本發明提出的方案有助于提高飛輪儲能系統用高轉速，低損耗，高效率電機的性能，對該新結構的低電感低損耗永磁同步電機的研發具有重要的理論價值和現實意義。

附圖說明

圖1是具體實施方式一的電機的軸向剖視結構示意圖；圖2是具體實施方式一的電機的沿圖1中A-A方向的剖視結構示意圖；圖3為具體實施方式一的電機的繞組連接結構示意圖；圖4為具體實施方式二的電機的與圖2同位置的結構示意圖；圖5為具體實施方式三的的電機的結構示意圖；圖6為實施方式三的電機的B-B方向的剖視結構示意圖；圖7為實施方式三的電機的C-C方向的剖視結構示意圖，圖8為具體實施方式四的電機的結構示意圖。圖9是本發明的工作原理示意圖。

具體實施方式

下面結合圖1至圖8具體說明本發明的實施方式。

具體實施方式一：如圖1、圖2所示，一種低電感低損耗永磁同步電機，包括轉軸1、永磁轉子2、定子3、上端蓋4、下端蓋5、軸承6、殼體7，其特征在于所述永磁轉子2包括轉子鐵心21和永磁體22，永磁體22包括多個N、S極，所述N、S極交錯排列或同極性相向配置，永磁體22置于轉子鐵心21表面或內置于轉子鐵心21之中，所述定子3包括定子鐵心31，定子鐵心31上徑向纏繞單相或多相定子繞組32，定子繞組32為環向排列，定子繞組32中每相繞組包括一對或多對相鄰的兩個線圈，相鄰的兩個線圈相距為一個極距且纏繞方向相反。定子鐵心31是由硅鋼片疊制而成，定子鐵心31為同心圓環結構，定子鐵心31可以是開槽結構。