[發明專利]一種多相混合勵磁同步電機

有效

• 申請號: 201711478938.4
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108233563B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: 曹瑞武;袁昕宜;陸鳴航
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02K1/14
• 分類號: H02K1/14;H02K1/17;H02K1/24;H02K3/28;H02K1/02;H02K3/02;H02K21/26
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔;徐曉鷺

1.一種多相混合勵磁同步電機，該電機包括轉子（10）、定子（11）、集中電樞繞組（111）、集中勵磁繞組（112）和永磁體（113）；所述定子（11）和轉子（10）均由導磁材料構成且二者之間具有氣隙，所述定子（11）上設有定子導磁齒（110），定子導磁齒（110）之間有槽，部分槽中設有永磁體（113），定子導磁齒（110）上設有集中電樞繞組（111）和集中勵磁繞組（112）；其特征在于，

在所述定子導磁齒（110）之間設有塊永磁體（113），所述永磁體（113）之間相隔的導磁齒（110）數量相等；根據定子（11）、轉子（10）的相對位置關系，在設有永磁體（113）的勵磁槽外側或內側軛部被移除；

所述定子導磁齒（110）的個數為Ns=4*m*k*n，每個集中電樞繞組（111）套著相鄰的兩個定子導磁齒（110），相鄰的集中電樞繞組（111）共用一個槽，設置集中電樞繞組（111）的槽稱為電樞槽；其余槽中依次設置集中勵磁繞組（112），每個集中勵磁繞組（112）套著相鄰的兩個定子導磁齒（110），相鄰兩個集中勵磁繞組（112）共用或間隔一個槽，設置集中勵磁繞組（112）的槽稱為勵磁槽；所述定子（11）上設有總共n*m*k/2*q塊永磁體（113），均勻地鑲嵌在勵磁槽底部；轉子導磁齒的個數為Nr=(2*m*k±1)n；

其中，m為電機的相數，?n為電機單元數，k為每個電機單元中任意一相電樞繞組串聯的集中電樞繞組（111）對數，m、n、k、q均為正整數，其中q取1或2，當m*n*k為奇數時q只能取2。

2.根據權利要求1所述的一種多相混合勵磁同步電機，其特征在于，在內轉子（10）結構中，所述集中電樞繞組（111）和集中勵磁繞組（112）自定子徑向方向由內向外設置，在設有永磁體（113）的勵磁槽外側軛部被移除。

3.根據權利要求1所述的一種多相混合勵磁同步電機，其特征在于，在外轉子（10）結構中，所述集中電樞繞組（111）和集中勵磁繞組（112）自定子徑向方向由外向內置，在設有永磁體（113）的勵磁槽內側軛部被移除。

4.根據權利要求1所述的一種多相混合勵磁同步電機，其特征在于，每個電機單元中任意一相電樞繞組由k對集中電樞繞組（111）串聯組成，從任意一相的第一個集中電樞繞組（111）起，將k個連續放置的集中電樞繞組（111）設置為同一相，其后依次設置屬于相鄰相的k個集中電樞繞組（111），按上述排列方式依次排列，直至電機單元全部排列完成；屬于同相的2k個集中電樞繞組（111）形成k對互補集中電樞繞組，其中任意一對集中電樞繞組中的兩個集中電樞繞組（111）與轉子（10）的相對位置相差半個轉子極距τ_s，對應為180度電角度，n個電機單元依次設置，不同電機單元中屬于同相的集中電樞繞組（111）串聯或并聯聯接。

5.根據權利要求1所述的一種多相混合勵磁同步電機，其特征在于，當每兩個集中勵磁繞組（112）間隔一個槽時，集中勵磁繞組（112）產生的磁場方向相同；當每兩個集中勵磁繞組（112）共用一個槽時，相鄰兩集中勵磁繞組（112）產生的磁場方向相反；每個電機單元中的集中勵磁繞組（112）串聯成勵磁繞組單元，n個電機單元中的勵磁繞組單元串聯或并聯聯接。

6.根據權利要求1所述的一種多相混合勵磁同步電機，其特征在于，所有永磁體（113）的充磁方向沿同一圓周切線方向；每塊永磁體（113）的充磁方向和位于它徑向外側或內側的集中勵磁繞組（112）的磁場方向相反；當集中勵磁繞組（112）中通入的勵磁電流為零時，電機中只存在永磁磁場，且永磁磁場只在定子（11）部分形成環形閉合磁路，集中電樞繞組（111）中匝鏈的總磁通為零。

7.根據權利要求1或2或3或6所述的一種多相混合勵磁同步電機，其特征在于，所述集中勵磁繞組（112）和集中電樞繞組（111）為銅或超導材料。

8.根據權利要求1或2或3或6所述的一種多相混合勵磁同步電機，其特征在于，所述永磁體（113）為鐵氧體或鐵鈷鎳材料。

9.根據權利要求1或2或3或6所述的一種多相混合勵磁同步電機，其特征在于，所述混合勵磁同步電機是電動機或發電機。