[發明專利]分瓣轉子并列式混合勵磁磁通切換雙凸極電機

無效

• 申請號: 201310012999.7
• 申請日: 2013-01-15
• 公開（公告）號: CN103929034A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 張文昌;劉海鵬;王勝平;于功山;張瑞英;張軍剛;談學超;王懷杰;陳愛偉
• 申請（專利權）人: 濟南吉美樂電源技術有限公司
• 主分類號: H02K21/04
• 分類號: H02K21/04;H02K1/17;H02K1/14;H02K3/28
• 代理公司: 濟南魯科專利代理有限公司 37214
• 代理人: 周長義;崔民海

技術領域

?本發明涉及一種分瓣轉子并列式混合勵磁磁通切換雙凸極電機，適用于變速橫頻發電領域。

背景技術

隨著對永磁材料性能的不斷提高和發展，永磁電機的發展日新月異，大大提高了電機的功率密度，主要分為轉子永磁型和定子永磁型電機。分瓣轉子永磁磁通切換雙凸極電機屬于定子永磁型電機，與轉子永磁型電機相比，永磁體安裝簡單，散熱方便，轉動慣量小，適于高速運行，工作安全系數高。除此之外，分瓣轉子永磁磁通切換雙凸極電機還具有雙極性正弦磁鏈、繞組端部小、銅耗小等優點。因此，分瓣轉子永磁磁通切換雙凸極電機得到了飛速的發展。然而除具備上述優點外，分瓣轉子永磁磁通切換雙凸極電機還具有一般永磁電機共有的缺點：1)定位力矩大。定位力矩是由于齒槽效應造成的能量波動而引起的，為高頻周期性脈動波。對于永磁電機定位力矩大的問題，目前已提出了眾多解決方案，如極對數匹配、基本參數優化(改變極弧系數、槽開口寬度、氣隙長度)、斜槽、磁極形狀優化、磁極移位、齒配對、輔助齒/槽、過渡圓角、電流諧波補償法等措施，均取得了一定效果。2)磁場調節困難。分瓣轉子永磁磁通切換雙凸極電機通過調節電樞繞組電流以達到調節磁場的目的，調節范圍有限。為了在保留分瓣轉子永磁磁通切換雙凸極電機各項優勢的前提下盡可能拓寬其調磁范圍，以滿足調速、發電等場合的要求，深入研究了分瓣轉子并列式混合勵磁磁通切換雙凸極電機。

發明內容

為解決分瓣轉子永磁磁通切換雙凸極電機磁場調節困難的問題，本發明提出一種分瓣轉子并列式混合勵磁磁通切換雙凸極電機。該分瓣轉子并列式混合勵磁磁通切換雙凸極電機，包括勵磁繞組、永磁體、電樞繞組、電勵磁部分定子軛、永磁部分定子軛、分瓣轉子、隔磁襯套和電機隔磁殼體，其特征在于：電勵磁部分定子軛上交錯設置6個電勵磁部分電樞齒和6個電勵磁部分勵磁齒，電勵磁部分電樞齒與電勵磁部分勵磁齒分別兩兩相對設置，電勵磁部分電樞齒上匝繞電樞繞組，電勵磁部分勵磁齒上匝繞勵磁繞組，永磁部分定子軛上交錯設置6個永磁部分電樞齒和6個永磁部分勵磁齒，永磁部分電樞齒與永磁部分勵磁齒分別兩兩相對設置，永磁部分電樞齒上匝繞電樞繞組，永磁部分勵磁齒上表貼永磁體，隔磁襯套與電機軸相連，分瓣轉子通過燕尾槽卡在隔磁襯套中，電勵磁部分定子軛和永磁部分定子軛嵌套在電機隔磁殼體內。永磁體沿徑向充磁，相鄰放置的永磁體充磁方向相反。勵磁繞組相串聯匝繞在電勵磁部分勵磁齒上，采用集中繞組；遵照右手定則，每個勵磁繞組中的通電方向均應與其對應永磁部分勵磁齒上的永磁體的充磁方向相同或相反。電樞繞組匝繞在電勵磁部分與永磁部分對應的電勵磁部分電樞齒和永磁部分電樞齒上分為三相，相對兩個電樞齒上匝繞的電樞繞組反向串聯組成一相。定轉子極數可以拓展為:12/5、12/7、12/8、12/10、12/11、24/10、24/14、24/16、24/20、24/22，其中斜杠前面為定子極數，斜杠后面為分瓣轉子數。

分瓣轉子并列式混合勵磁磁通切換雙凸極電機的調磁方法，永磁體表貼于永磁部分的6個勵磁齒上，與轉子相對，沿徑向充磁，相鄰放置的永磁體充磁方向相反；永磁磁場依次經永磁體、定子軛、氣隙、分瓣轉子后閉合，電勵磁磁場經定子軛、氣隙、分瓣轉子后閉合，通過調節勵磁繞組電流即可實現寬范圍調磁。

本發明通過改變電勵磁部分的勵磁線圈中直流電流大小，即可對電機進行寬范圍的磁場調節，以適應變速恒頻發電的要求。由于采用分瓣轉子這一特殊結構，且電樞繞組隔齒繞制，因而隨著轉子旋轉，電樞繞組中匝鏈的磁鏈進行雙極性變化，且具有短磁路特征，有效減小了電機鐵損；同時該結構對磁路具有一定的約束作用，降低了繞組之間的相互作用，可使相繞組互感自感比降至5%以下，從而使電機本身具有較優的容錯性能，提高了電機的可靠性。

綜上所述，本發明提出的分瓣轉子并列式混合勵磁磁通切換雙凸極電機在保有分瓣轉子永磁磁通切換雙凸極電機優勢的前提下，具有較寬的調磁范圍和較好的容錯性能，適用于變速恒頻發電系統。

附圖說明

圖1是本發明的結構綜向截面示意圖；

圖2是本發明的電勵磁部分結構截面示意圖；

圖3是本發明的永磁部分結構截面示意圖；