[實用新型]一種多相盤式混合勵磁磁通切換電機

有效

• 申請號: 201921874529.0
• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN211830528U
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 曹瑞武;張學;王凱;王支業;王業彬;王秋嶺
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學;徐州大元電機有限公司
• 主分類號: H02K29/03
• 分類號: H02K29/03;H02K1/24;H02K16/00;H02K16/02;H02K16/04;H02K3/02;H02K3/28;H02K1/17;H02K1/14;H02K1/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種盤式混合勵磁磁通切換電機，由定子鐵心、轉子鐵心、電樞繞組、勵磁繞組和永磁體組成。定子與轉子同軸安裝。單個定子鐵心上有4*m*k*n個定子導磁齒，定子上總共設有m*q塊永磁體，均勻地鑲嵌在勵磁槽外側。轉子鐵心有(2*m*k±1)*n個沿圓周均勻分布的導磁齒；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對數，q為正整數(保證4*k*n/q為正整數，并且小于2*k*n)。本電機通過永磁體和勵磁繞組共同提供激勵磁通，不僅具有很強的磁場調節能力，而且電機的軸向尺寸較小，適合應用在嚴格要求薄型安裝，如電動汽車等需要寬調速范圍的場合。

技術領域

本實用新型涉及的是一種盤式混合勵磁磁通切換電機，屬于電機制造技術領域。

背景技術

隨著新能源技術的發展，電機作為軌道交通、新能源汽車等領域的核心部件，得到了廣泛的研究和應用。直流電機由于電樞電流和勵磁電流均可獨立調節，因此無論用于電動機時的調速特性，還是作為發電機運行時的輸出電壓穩定性都是眾多電機中最理想的。然而，由于直流電機結構上存在機械電刷和換向器，具有維護頻繁，可靠性差等缺點，限制了其使用范圍。交流感應電機結構簡單，無需電刷，維護方便，可靠性高，在普通傳動領域得到了廣泛應用，但是該電機的調速性能不佳、功率因數和效率較低。傳統的永磁無刷交流電機由于功率密度大，功率因數高等優勢近年來得到了較快的發展。電機軸向較長，限制了在空間較小的應用場合。

因此，一種新型的盤式永磁磁通切換電機進入了人們的視野。這種電機的軸向較短，電機的永磁體均位于定子側，而轉子僅由鐵芯組成，這不僅極大地降低了電機的復雜度，還有效地增強了永磁體的散熱性，降低了永磁體發生不可逆退磁風險。電機的磁場不可調節，高速運行時需要采用弱磁控制技術來實現高速運行，這無疑增加了系統的復雜性和成本。

近年來，盤式混合勵磁磁通切換電機研究較多永磁體和勵磁都位于定子側，具有一定的調磁能力，適合于高速運行。經過研究表明，傳統盤式混合勵磁磁通切換電機相鄰永磁體對向充磁，與永磁體相同槽內的集中勵磁繞組的磁場方向與永磁磁場方向相同或相反，在一定程度上影響了集中勵磁繞組的勵磁效率。而且永磁體越多，調磁能力越差，當勵磁電流為零時，電機存在定位轉矩。

發明內容

實用新型目的：

針對現有技術上存在的不足，本實用新型目的是在于提供一種調磁能力強、調速性能好、運行可靠、無電刷、集中電樞繞組、集中勵磁繞組和永磁體均置于定子且可以單獨控制、結構簡單和成本低、高效率的盤式混合勵磁磁通切換電機。通過控制直流集中勵磁繞組的電流大小可以控制電機的勵磁磁場，從而保證該電機作為電動機運行時在較寬的轉速范圍內具有較高的效率，作為發電機可以有更寬的調壓范圍；另外，由于永磁體充磁方向沿圓周切線方向，當勵磁電流為零時，永磁磁場僅在定子側形成閉合回路，此時每相繞組的總磁通為零，齒槽轉矩為零。

技術方案：

為了實現以上功能，本實用新型提供了一種改進型盤式混合勵磁磁通切換電機，它由定子、轉子、集中電樞繞組、集中勵磁繞組和永磁體組成；所述定子、轉子均由導磁材料構成且二者之間具有氣隙，所述定子上設有定子導磁齒，定子導磁齒之間有槽，部分槽中設有永磁體，定子導磁齒上設有集中電樞繞組和集中勵磁繞組。

上述定子的導磁齒的個數為Ns＝4*m*k*n；其中，定子導磁齒上依次繞有2*m*k*n個集中電樞繞組，每個集中電樞繞組套著相鄰的兩個定子導磁齒，相鄰的集中電樞繞組共用一個槽，設置集中電樞繞組的槽稱為電樞槽；其余2*m*k*n個槽中依次設置集中勵磁繞組，每個集中勵磁繞組套著相鄰的兩個定子導磁齒，相鄰兩個集中勵磁繞組共用或間隔一個槽，設置集中勵磁繞組的槽稱為勵磁槽；所述定子上設有總共m*q塊永磁體，均勻地鑲嵌在勵磁槽底部；槽中的集中勵磁繞組分布在永磁體的軸向外側；永磁體均勻分布，每兩塊永磁體之間間隔4*k*n/q個定子導磁齒；

所述轉子為齒槽型結構，由導磁材料組成，轉子導磁齒的個數為Nr＝(2*m*k±1)n；