[發明專利]一種新型定子永磁型電機及其定子結構

無效

• 申請號: 201210577711.6
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103066786A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 周智慶;何嘉穎;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 周智慶
• 主分類號: H02K21/14
• 分類號: H02K21/14;H02K21/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種電機，尤其涉及一種新型定子永磁型磁通切換電機及其定子結構，屬于電力驅動設備領域。

?

背景技術

由于能源危機，通過永磁體勵磁代替電勵磁實現節能已是大勢所趨，世界共識，目前一般的永磁電機，由于永磁體處于轉子上，使得其氣隙磁場難以調節，這導致了其固有矛盾的產生，即最大轉矩和恒功率區的最高轉速之間的矛盾，這亦限制其被推廣應用。

磁通切換電機是近幾年出現的新型電驅動電動機，可交流和帶斬波交流運行，是一種新型調速電機，具有調速范圍寬，功率密度高等優異特點，且相比較轉子永磁型電機更容易散熱，使永磁體降低受溫度的影響，而且，轉子上沒有永磁體和線圈繞組，為雙凸極結構，因此它的結構簡單堅固，系統可靠性高，由于永磁體置于定子，因此氣隙磁場易于調節，使得其非常適合于調速和高速運行。

為調節氣隙磁場，目前出現的磁通切換型電機采用永磁勵磁和電勵磁以及混合勵磁的技術方案，永磁勵磁，具有磁通不可調節，且端部漏磁大等缺陷，電勵磁具有較大的電流流通損耗，目前的混合勵磁技術方案，為實現勵磁調節，皆以增加主磁路飽和為代價，從而增加損耗，且目前的技術方案中，置于U型定子段之間的永磁體帶有較大的渦流損耗，除此，永磁體磁通一直經過氣隙閉合，造成很大的靜態扭矩，此亦是扭矩波動的主要源泉之一；亦由于電樞繞組交流工作，置于定子段槽中的線圈繞組不易散熱，相互影響，亦限制其負載能力，除此，目前的永磁勵磁和混合勵磁以及電勵磁的技術方案中，端部漏磁較大。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種新型定子內置永磁型電機及其定子結構，其可提供多種工作模式、提高容錯運行、弱磁能力和負載能力、增加功率密度和降低振動。

為解決上述問題，本發明采用如下技術方案：

一種新型定子內置永磁型電機（0），包括：

定子（1）；

所述的定子為凸極結構，由定子鐵芯、電樞繞組和勵磁繞組以及內置永磁體（M）組成，所述的定子鐵芯，由E型定子段（S1～S12）或雙E型定子段（E11-?E12-?E13?-E14?-E15?-E16）和飽和鐵芯磁橋（10）組成，由E型定子段或雙E型定子段沿圓周以一定的間隙隔開均布以及飽和鐵芯磁橋位于E型定子段之間的間隙中而形成，飽和鐵芯磁橋處于相鄰兩個E型定子段之間的間隙中或于定子鐵芯中相鄰E型定子段之間的間隙中交替布置，且固定相鄰兩個E型定子段為一體以致形成雙E型定子段（E11?E12?E13?E14?E15?E16），位置為靠近氣隙處、中間或者遠離氣隙處，從而由相鄰的E型定子段的外側齒以一定的間隙形成定子凸極（SP2?SP4?SP6?SP8?SP10?SP12?SP1?SP3?SP5?SP7?SP9?SP11）；所述的內置永磁體（M），為分段永磁體(M11?M22?M33?M44?M55，M66?M77?M88)，以降低交變的電樞繞組磁場在永磁體中產生的渦流損耗，以極性相同排列內置于定子鐵芯中的E型定子段之間的間隙中，以致形成了帶有內置永磁體的永磁勵磁定子凸極（SP2?SP4?SP6?SP8?SP10?SP12），內置永磁體的充磁方向為與電樞繞組在于軸垂直的方向上空間相互垂直，且在內置永磁體上纏繞有冗余勵磁繞組（PC1～PC5，PC11～PC13），所述的冗余勵磁繞組依賴交變的電樞繞組磁場產生感應電流，因而達致勵磁功能，維持永磁體中的磁通穩定。

所述的飽和鐵芯磁橋（10）處于飽和或高飽和狀態，在飽和狀態時，調節氣隙磁通，高飽和狀態時，由于其磁導率和空氣幾乎相同，其功能和內置永磁體勵磁一樣；

所述的勵磁繞組（FC）纏繞于定子鐵芯中的飽和鐵芯磁橋（10）上，以致形成了勵磁可調的混合勵磁定子凸極（SP1?SP3?SP5?SP7?SP9?SP11）；

所述的電樞繞組（C2?C4?C6?C8?C10?C12?C1?C3?C5?C7?C9?C11）中，電樞繞組（C2?C4?C6?C8?C10?C12）纏繞于永磁勵磁定子凸極（SP2?SP4?SP6?SP8?SP10?SP12）上，電樞繞組（C1?C3?C5?C7?C9?C11）纏繞于勵磁可調的混合勵磁定子凸極（SP1?SP3?SP5?SP7?SP9?SP11）上，嵌入于相鄰的E型定子段相鄰的兩個槽中；

其中，所述的E型定子段之間可布置多個飽和鐵芯磁橋，以增強勵磁調節性能；

其中所述的飽和鐵芯磁橋為“H”型（H）；

其中，所述的E型定子段中的中間齒（9）沒有纏繞線圈，齒端形狀可采用任何形式，以輔助電樞繞組散熱以及優化氣隙磁場以降低振動；