[發(fā)明專利]一種復合勵磁非晶合金軸向磁阻電機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811157237.5
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN109274234B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 佟文明;吳勝男;王帥
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽工業(yè)大學
• 主分類號: H02K16/02
• 分類號: H02K16/02;H02K1/14;H02K1/17;H02K1/27;H02K15/02;H02K15/03
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

本發(fā)明涉及一種復合勵磁非晶合金軸向磁阻電機，定子鐵心是由6*n個模塊組合成的環(huán)形狀的模塊化非晶合金定子鐵心，n為正整數(shù)，每個模塊是由定子軛部、定子齒部和定子軛部圓周方向一側(cè)的永磁體組成的，相鄰永磁體的極性相反；所述的定子鐵心側(cè)面有6*n個定子齒，有6*n個開口槽，永磁體極數(shù)為6*n，轉(zhuǎn)子位于定子齒側(cè)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軛部靠近定子側(cè)有5*n個鐵磁極，繞組纏繞于定子齒部上；定子和轉(zhuǎn)子位于機殼內(nèi)部，定子固定在機殼上，轉(zhuǎn)子通過轉(zhuǎn)子支架固定在電機轉(zhuǎn)軸上。本發(fā)明所述的復合勵磁非晶合金軸向磁阻電機，具有制造簡單、損耗小、功率密度高、弱磁擴速范圍廣的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軸向磁通電機領(lǐng)域，主要涉及一種復合勵磁非晶合金軸向磁阻電機。

背景技術(shù)

非晶合金帶材作為一種新型的軟磁材料，具有優(yōu)異的磁性、耐蝕性、耐磨性、高強度、高硬度與高電阻率等特性，厚度僅有0.025mm。與傳統(tǒng)硅鋼片相比，非晶合金尤其是在高頻段具有非常小的鐵心損耗，因此非晶合金帶材非常適用于高速高頻電機。傳統(tǒng)的非晶合金軸向磁通永磁同步電機采用的都是雙轉(zhuǎn)子單定子的永磁結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的電機轉(zhuǎn)子表面貼有永磁體，定子兩邊套有電樞繞組，具有功率密度高、轉(zhuǎn)矩密度大和效率高等優(yōu)點。但是由于永磁材料的固有特性，非晶合金軸向磁通永磁同步電機內(nèi)氣隙磁場基本保持恒定，且傳統(tǒng)的永磁結(jié)構(gòu)的軸向磁通電機一般多采用表貼式磁極結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的氣隙大、電感小、凸極率基本為1，使得存在著勵磁調(diào)節(jié)困難、弱磁調(diào)速范圍比較窄、永磁體容易退磁等居多問題，已經(jīng)成為了制約該電機發(fā)展的一個瓶頸。使得非晶合金軸向磁通永磁同步電機的應用受到了很大的約束。

為了追求電機的高功率轉(zhuǎn)矩密度、高效率和磁場可以控制的效果，許多研究人員提出了采用混合勵磁形式的不同種類拓撲結(jié)構(gòu)來解決傳統(tǒng)永磁同步電機磁場難以調(diào)節(jié)、不利于弱磁擴速等問題，但均仍舊存在不同程度的缺陷：

（1）中國專利CN201310301385.0提出了一種雙定子盤式混合勵磁電機包括兩個定子、永磁體、三相集中電樞繞組、單相集中勵磁繞組和轉(zhuǎn)子。定子與轉(zhuǎn)子同軸安裝，轉(zhuǎn)子放于兩個定子之間。永磁體、電樞繞組和電勵磁繞組都位于定子，轉(zhuǎn)子上既無永磁體又無繞組，結(jié)構(gòu)簡單。氣隙磁場由電勵磁繞組產(chǎn)生的電勵磁磁場和永磁體產(chǎn)生的永磁磁場共同構(gòu)成，通過改變電勵磁電流實現(xiàn)氣隙磁場的調(diào)節(jié)。結(jié)構(gòu)上保留了盤式磁通切換永磁電機緊湊、簡單、適于高速運行的特點，無需額外增加電機體積就可以實現(xiàn)混合勵磁功能，保證了該結(jié)構(gòu)電機具有較強的轉(zhuǎn)矩輸出能力和較高的功率密度。但是其永磁體位于定子，拼裝式定子鐵心增加了工藝和裝配的難度，且電勵磁磁路經(jīng)永磁體，增大了勵磁繞組的銅耗。

（2）中國專利CN201610317337.4提出了一種混合勵磁軸向磁通調(diào)制式復合結(jié)構(gòu)電機，目的是為了解決現(xiàn)有的混合勵磁電機輸出轉(zhuǎn)矩小的問題。所述轉(zhuǎn)軸依次穿過永磁外定子、一號調(diào)磁環(huán)、內(nèi)定子、二號調(diào)磁環(huán)和電勵磁外定子，且永磁外定子、內(nèi)定子和電勵磁外定子均通過軸承與轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接，調(diào)磁環(huán)轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸固定連接，永磁外定子與一號調(diào)磁環(huán)之間、一號調(diào)磁環(huán)與內(nèi)定子之間、內(nèi)定子與二號調(diào)磁環(huán)之間、以及二號調(diào)磁環(huán)和電勵磁外定子之間均留有間隙；永磁體采用Halbach結(jié)構(gòu)90°充磁方式進行充磁；一號調(diào)磁環(huán)和二號調(diào)磁環(huán)均由調(diào)磁鐵塊和環(huán)氧樹脂非導磁材料沿圓周方向間隔排列組成。但其結(jié)構(gòu)較為復雜，且Halbach結(jié)構(gòu)增加了制作工藝上的難度。

（3）中國專利CN200310109497.2提出了一種可控磁場永磁盤式電機，定子組件主要由內(nèi)定子鐵心、外定子鐵心、左電樞線圈、右電樞線圈和直流勵磁線圈組成，其中，左、右電樞線圈分別嵌置在內(nèi)、外定子鐵心的左、右兩側(cè)，直流勵磁線圈置于內(nèi)定子鐵心及外定子鐵心之間；轉(zhuǎn)子組件具有左、右兩個轉(zhuǎn)子組件，左(右)轉(zhuǎn)子組件上相對于外定子鐵心的位置間隔一個極距嵌入永磁體N極(S極)，同時，相對于內(nèi)定子鐵心的位置間隔一個極距嵌入永磁體S極(N極)，永磁體N極和S極錯開一個極距。但是該電機直流勵磁磁路部分經(jīng)過永磁體，增加了勵磁磁路的磁阻，勵磁銅耗較大。