[實用新型]一種雙速繞組定子表面貼裝式雙凸極永磁電機

有效

• 申請號: 201320268364.9
• 申請日: 2013-05-15
• 公開（公告）號: CN203289296U
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 花為;張淦;施銘;程明
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02K21/38
• 分類號: H02K21/38;H02K21/44;H02K1/14;H02K1/24;H02K1/17;H02K3/28
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 齊旺

技術領域

本實用新型涉及電機制造的技術領域，尤其涉及一種雙速繞組和模塊化轉子的定子表面貼裝式雙凸極永磁電機。?

背景技術

隨著能源危機的不斷加劇，研究開發和推廣應用新型結構的高效能稀土永磁電機以節省能源，具有重要的理論意義和實用價值。特別是目前廣泛研究的混合動力汽車，要求其中的電機驅動系統體積小、重量輕、效率高、轉矩出力大、調速范圍寬等。定子表面貼裝式雙凸極永磁電機作為一種典型的定子永磁型雙凸極無刷電機，其轉子上既無永磁體也無繞組，永磁體和集中電樞繞組均位于定子上，依據“磁通反向”原理工作，具有接近方波或正弦波的空載感應電勢、轉子結構簡單堅固、適合高速運行、功率密度高等優點，在工業驅動、電氣調速、攪拌系統、電動汽車、家用電器、紡織機械等領域中已顯示出強大的競爭力與廣闊的應用前景。?

以電動汽車驅動系統為代表的應用場合要求電機系統能夠實現恒轉矩區的大轉矩輸出與恒功率區的寬調速運行。然而，對常規的電機驅動系統而言，這兩個要求很難同時滿足。其原因在于低速區的大轉矩輸出與高速區的恒功率弱磁運行是一對無法調和的矛盾，在設計電機與控制器時通常只能兼顧兩個區域的性能需求，而無法充分發揮各自區域的最大能力。具體而言，傳統的定子表面貼裝式雙凸極（雙凸極指定子和轉子均為凸極結構）永磁電機定子上若干個齒均勻分布，齒形完全相同，繞組采用均勻繞法，即每個定子齒上都套有匝數相同且線徑相同的集中式線圈，將一個定子槽分為兩半，分屬于不同相的兩個線圈的圈邊并列排布在同一個定子槽中。多相對稱繞組線圈沿定子圓周均勻分布，若干個線圈根據性能需求串聯、并聯或者混聯組成一相繞組，且電機某相工作時組成該相的所有線圈均通電。采用上述傳統繞組結構的定子表面貼裝式雙凸極永磁電機只能在低速區或者高速區中的某一個運行區域內呈現出較好的性能，很難同時滿足整個運行范圍內的高性能要求，限制了其在電動汽車等要求短時低速大轉矩輸出能力強、高速恒功率區范圍寬的應用場合的進一步推廣和發展。因此，需要一種新的技術方案以解決上述問題。?

發明內容

本實用新型的目的是針對現有技術存在的不足，提供一種可以同時實現恒轉矩區的大轉矩輸出與恒功率區的寬調速運行的定子表面貼裝式雙凸極永磁電機。?

本實用新型的采用模塊化轉子的雙速繞組定子表面貼裝式雙凸極永磁電機包括：該電機由定子鐵芯、高速集中式電樞繞組（也稱高速繞組）、低速集中式電樞繞組（也稱低速繞組）、永磁體、U型轉子導磁鐵芯和隔磁機構；其特征在于：所述定子鐵芯和轉子鐵芯均為凸極結構；所述定子齒分為兩組，分別是在定子齒面向氣隙的表面貼有永磁體的定子永磁齒和在定子齒面向氣隙的表面無永磁體的定子鐵芯齒；所述定子永磁齒和定子鐵芯齒沿圓周交替分布成環狀，所述高速集中式電樞繞組的各線圈分別橫跨在各定子鐵芯齒上，所述的低速集中式電樞繞組的各線圈分別橫跨在一個定子永磁齒上；所述徑向充磁的永磁體分別貼裝于一個定低速定子齒面向轉子的表面，且相鄰兩塊永磁體的充磁方向相反；所述轉子由U型轉子導磁鐵芯和隔磁機構組成，且各U型轉子導磁鐵芯的下端分別嵌于隔磁機構中；所述轉子U形導磁單元之間可以通過連接橋連接在一起，連接橋內部磁場高度飽和，磁阻較大，可以有效的防止漏磁。?

所述定子鐵芯和轉子導磁鐵芯均為凸極結構；所述永磁體、高速集中電樞繞組和低速集中電樞繞組均位于定子側；所述轉子包括U型轉子導磁鐵芯和隔磁機構。?

所述高速集中式電樞繞組線圈或所述低速集中式電樞繞組線圈可根據需要連接成三相或多相結構。?

所述徑向充磁的永磁體分別貼裝于一個定低速定子齒面向轉子的表面，且相鄰兩塊永磁體的充磁方向相反，相鄰兩塊永磁體之間間隔有一個定子鐵芯齒，所述永磁體的材料是鐵氧體或者釹鐵硼的永磁材料。?

電機兩套繞組相互獨立，且每套繞組各相之間的互感都較小。?

所述轉子U型轉子導磁鐵芯通過連接橋連接成為一個整體，所述的連接橋內部磁場高度飽和，無導磁效果，只起到將各U轉子導磁鐵芯連接成一個整體的作用。?

轉子U型導磁鐵芯和隔磁機構可以位于定子的外部，變成外轉子結構。?

所述定子鐵芯、轉子鐵芯和連接橋的材料均為硅鋼片等導磁材料。?

所述的永磁體可以是電勵磁機構，或者由電勵磁和永磁勵磁組成的混合勵磁機構。?

所述隔磁機構的材料是銅、鋁或其他不導磁材料。?

所述電機可作為發電機或電動機運行。?