[實用新型]一種混合勵磁同步電機

有效

• 申請號: 201822071130.0
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN209419455U
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 崔曉龍
• 申請（專利權）人: 陜西法士特齒輪有限責任公司
• 主分類號: H02K21/04
• 分類號: H02K21/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本實用新型公開了一種混合勵磁同步電機，包括定子鐵芯和轉子鐵芯；定子鐵芯和轉子鐵芯之間設置氣隙；定子鐵芯上設置若干定子繞組和定子輔助繞組；轉子鐵芯上設置轉子勵磁繞組、整流二極管和若干永磁體，轉子勵磁繞組與整流二極管連接，永磁體均勻分布在轉子勵磁繞組兩側。當直流電通入定子輔助繞組時會產生兩極恒定磁場，隨著轉子鐵芯的旋轉，轉子勵磁繞組切割磁感線產生交變感應電動勢，經整流二極管整流后產生勵磁電流，轉子勵磁繞組產生的磁鏈和永磁體產生的磁鏈穿過氣隙。通過調節定子輔助繞組的電流大小，實現氣隙磁場的調節，從而使電機更適合于電動汽車寬調速范圍、高弱磁比的工況，解決了傳統永磁電機勵磁方式的不足。

技術領域

本實用新型屬于同步電機領域，涉及一種混合勵磁同步電機。

背景技術

隨著環境污染以及能源供需矛盾問題日益突出，電動汽車因其節能、高效、無污染等優點，在國際上受到了極大的重視，并得到各國政府不同程度的扶持。在國內，電動汽車被批準為國家重點實施的12個重大科研專項之一，確定了三橫三縱的發展布局。目前，國際上電動汽車主要采用交流異步電機、永磁同步電機、開關磁阻電機等交流驅動電機作為整車的動力來源。其中，交流電機結構簡單、效率高、轉矩脈動小、噪聲小、易維護，同時控制技術成熟；但其高效區有限，同時存在電刷結構，降低了其作為電動汽車驅動電機的可靠性。永磁同步電機具有功率密度高、體積小、結構簡單等優點；但永磁電機轉子磁場無法調節，必須調節定子電流，增加定子電流的去磁分量來削弱磁場，使得定子電流增大，銅耗增加；同時這種方法會降低系統運行效率及功率因數，增加控制器成本，還存在深度弱磁控制時穩定性差和高速失控時的電壓安全問題。開關磁阻電機具有電機結構簡單可靠、魯棒性好，系統成本低等優點，但其運行噪音較大，同時轉矩密度不高。

20世紀80年代末，美國學者利用“混合勵磁”思想提出了一種混合勵磁同步電機，該電機中存在兩個磁勢源：永磁體和直流勵磁磁勢。永磁體產生主磁通，直流勵磁產生輔助磁通，通過助磁與弱磁調節永磁體產生的磁通。混合勵磁同步電機相比永磁同步電機具有較小的電樞反應，并且電壓調整率低，勵磁損耗小，可以實現電機氣隙磁場的平滑可調，高效運行。隨著對混合勵磁同步電機研究的深入，各種拓撲結構的混合勵磁同步電機被設計。根據混合勵磁同步電機中永磁磁勢和電勵磁磁勢在磁路上的相互關系，可將混合勵磁同步電機分為串聯勵磁式和并聯勵磁式。由于串聯勵磁式混合勵磁同步電機永磁體退磁的缺陷，國內外學者將研究重點集中在并聯勵磁式。并聯勵磁式混合勵磁同步電機勵磁繞組產生的磁通并不直接穿過永磁體，所以不存在退磁問題。

目前研究較多的是旁路式混合勵磁電機，該電機轉子表面磁極由鐵芯極和永磁極交錯排列組成，所有永磁極極性相同。電機左右端蓋及機殼均由導磁材料制成。通過增加軸向磁路來調節氣隙磁密以實現助磁、弱磁控制。但是由于增加了附加氣隙，磁路磁阻較大，影響電勵磁效率，同時結構較為復雜，電機端蓋、雙向凸緣等部分的設計難度較大。另一種常見混合勵磁電機為組合轉子結構混合勵磁電機，電機采用普通交流電機定子，轉子則由電勵磁轉子和永磁轉子組合而成，在這種結構中，永磁磁通和弱磁磁通各自具有不同的物理磁路，“弱磁”表現為一種合成效果，在低速運行時，磁阻部分基本不產生轉矩，降低了電機的轉矩密度。而高速運行時，永磁段磁通基本不變，磁阻段的磁通則隨著“弱磁”程度的增大而增大，從而導致鐵磁損耗隨轉速呈幾何級數增大。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種混合勵磁同步電機。

為達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案予以實現：

一種混合勵磁同步電機，包括定子鐵芯和轉子鐵芯；定子鐵芯和轉子鐵芯之間設置氣隙；定子鐵芯上設置若干定子槽，定子槽內部設置定子繞組和定子輔助繞組；轉子鐵芯上設置轉子勵磁繞組、整流二極管和若干永磁體，轉子勵磁繞組與整流二極管連接，永磁體均勻分布在轉子勵磁繞組兩側。

本實用新型進一步的改進在于：

永磁體與相鄰的永磁體極性相對。