[發明專利]一種機械調磁式永磁同步電機組件

在審

• 申請號: 201810831596.8
• 申請日: 2018-07-26
• 公開（公告）號: CN109004806A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 劉成成;馬金光;汪友華
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: H02K16/04
• 分類號: H02K16/04;H02K1/14;H02K1/27;H02K3/28;H02K21/22
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 張國榮

本發明公開一種機械調磁式永磁同步電機組件，包括環形轉子鐵芯、外氣隙、磁化方向沿徑向向外的永磁體、磁化方向沿徑向向內的永磁體、外定子鐵芯、集中式電樞繞組、內氣隙和內定子鐵芯；所述磁化方向沿徑向向外的永磁體和磁化方向沿徑向向內的永磁體相互交替且不連接地鑲在環形轉子鐵芯內表面上；外定子鐵芯位于環形轉子鐵芯的內部，內定子鐵芯位于外定子鐵芯的內部；所述內定子鐵芯可以沿軸向轉動；所述集中式電樞繞組周向纏繞在外定子鐵芯的齒上。本發明采用外轉子鐵芯結構，在相同作用力下外轉子結構的力臂較長，進而使得該結構的轉矩較大；調磁系統為內定子鐵芯結構，調磁系統結構簡單，魯棒性好，可以廣泛用于調磁系統中。

技術領域

本發明涉及永磁電機技術領域，特別是涉及一種機械調磁式永磁同步電機組件。

背景技術

永磁電機與直流電機相比，省去了換向機構和電刷，簡化了結構，增加了運行的可靠性。與感應電機相比，永磁電機省去了勵磁電流，提高了效率。與開關阻尼電機相比，永磁電機減小了機械振動，降低了噪聲。因此永磁電機在電動汽車驅動系統中得到了廣泛的應用。新能源動力汽車上的永磁電機在低速時需要保持大轉矩輸出，在高速時又需要恒功率輸出并且要滿足較高車速的需要，因此弱磁擴速顯得尤其重要。

傳統永磁電機進行弱磁擴速是加入較大的直軸去磁電流以達到減小氣隙磁場的目的，但是這種弱磁方法一方面不能滿足電機大轉速運行范圍，另一方面會使繞組銅損增加，降低電機的效率。

文獻CN104935111A為一種機械調磁式旋轉電機，該電機通過機械電磁閥調磁裝置來控制可移動導磁軛的位置，從而實現調磁的目的，然而由于可移動導磁軛結構復雜，使得該電機的加工困難，成本較高，機械電磁閥調磁裝置放置在電機中，減小了電機的空間利用率。文獻CN104659996A一種漏磁式機械變磁通永磁同步電機，該電機通過不同轉速下產生不同的離心力，從而利用離心力來壓縮彈簧進而調節調磁塊的位置，來達到弱磁的目的，但是該電機對彈簧要求較高，在經常調速的系統中，彈簧經過多次壓縮和擴張很容易老化，進而使得精度降低。

發明內容

為解決新能源動力汽車在高速時弱磁困難，并且轉速達不到所需大轉速運行范圍的問題，本發明提供一種機械調磁式永磁同步電機組件。本發明電機組件由于采用雙定子結構，使得調磁系統簡單，魯棒性好，并且調磁范圍廣，可以廣泛用于各種調磁場合。其涉及有磁化方向為徑向的永久磁鐵，轉子鐵芯，轉軸，在靠近轉軸處擁有雙定子，內定子可以旋轉，外定子固定，在外定子上繞有三相繞組。本發明通過在基速下和基速上控制內定子的旋轉角度，從而實現永磁磁通路徑磁阻的大小，進而間接控制了電機氣隙的有效磁通，使得電機具有很大的調磁能力，實現了機械調磁的目的，從而可以滿足電機在大轉速下的運行要求，避免了傳統的永磁電機在進行弱磁調速時需要加入很大的直軸去磁電流，因而使電機的損耗大大減小，功率因數得到提高。

本發明解決所述技術問題的技術方案是，設計一種機械調磁式永磁同步電機組件，其特征在于，包括環形轉子鐵芯、外氣隙、磁化方向沿徑向向外的永磁體、磁化方向沿徑向向內的永磁體、外定子鐵芯、集中式電樞繞組、內氣隙和內定子鐵芯；所述磁化方向沿徑向向外的永磁體和磁化方向沿徑向向內的永磁體相互交替且不連接地鑲在環形轉子鐵芯內表面上；外定子鐵芯位于環形轉子鐵芯的內部，內定子鐵芯位于外定子鐵芯的內部；所述內定子鐵芯可以沿軸向轉動；

所述集中式電樞繞組周向纏繞在外定子鐵芯的齒上；外定子鐵芯與磁化方向沿徑向向外的永磁體、磁化方向沿徑向向內的永磁體之間的縫隙構成外氣隙；外定子鐵芯的內表面與內定子鐵芯的外端面的縫隙構成內氣隙；

所述外定子鐵芯為兩端的外端面上周向設置有相互間隔的“T”型齒的結構，中部為可纏繞集中式電樞繞組的結構。