[發(fā)明專利]一種定子模塊化雙轉(zhuǎn)子交替極永磁電機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010096091.9
• 申請(qǐng)日: 2020-02-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111277092B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李烽;王凱;劉章麒;孫海陽(yáng);孔金旺;柳霖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H02K16/02
• 分類號(hào): H02K16/02;H02K1/27;H02K1/14;H02K3/28
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

本發(fā)明公開(kāi)了一種定子模塊化雙轉(zhuǎn)子交替極永磁電機(jī)，包括內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子以及位于內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子之間的定子，內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子分別與定子形成獨(dú)立的氣隙；定子包括若干定子模塊，各定子模塊之間通過(guò)鐵芯磁橋連接，每個(gè)定子模塊軛部的外側(cè)和內(nèi)側(cè)分別連接了外定子齒和內(nèi)定子齒；每個(gè)外定子齒和內(nèi)定子齒上均繞有集中式電樞繞組，同一定子模塊的外定子齒和內(nèi)定子齒上電樞繞組的正負(fù)方向相反，內(nèi)、外定子齒上屬于同相的電樞繞組連接構(gòu)成一相繞組；內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子中至少有一個(gè)轉(zhuǎn)子為交替極永磁轉(zhuǎn)子，該交替極永磁轉(zhuǎn)子上的各永磁體的磁化方向一致，內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子的極對(duì)數(shù)相同。本發(fā)明可以消除交替極永磁轉(zhuǎn)子造成的反電勢(shì)不平衡，提高了電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電機(jī)領(lǐng)域，特別涉及了一種定子模塊化雙轉(zhuǎn)子交替極永磁電機(jī)。

背景技術(shù)

由于高磁能永磁體的使用使得永磁電機(jī)具備了高轉(zhuǎn)矩密度、高功率密度、良好的弱磁性能以及高效率的優(yōu)點(diǎn)，適合全速范圍內(nèi)運(yùn)行。因此永磁電機(jī)在風(fēng)里發(fā)電，電動(dòng)車等應(yīng)用領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。為了提高永磁電機(jī)永磁體利用率、降低電機(jī)成本，交替極永磁電機(jī)得到了廣大科研人員和企業(yè)界的關(guān)注。然而，交替極永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)也導(dǎo)致了一些亟待解決的問(wèn)題，比如以3槽4極為單元電機(jī)的永磁電機(jī)采用交替極永磁結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致氣隙磁密不對(duì)稱，電機(jī)空載運(yùn)行時(shí)會(huì)在電樞繞組中感應(yīng)出偶次反電勢(shì)諧波；而偶次反電勢(shì)諧波與基波電流相互作用會(huì)產(chǎn)生較大的奇次轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，增加電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，影響電機(jī)的輸出電磁轉(zhuǎn)矩性能。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述背景技術(shù)提到的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種定子模塊化雙轉(zhuǎn)子交替極永磁電機(jī)，消除交替極永磁轉(zhuǎn)子造成的反電勢(shì)不平衡，改善電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩性能。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種定子模塊化雙轉(zhuǎn)子交替極永磁電機(jī)，包括內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子以及位于內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子之間的定子，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子分別與定子形成獨(dú)立的氣隙；所述定子包括若干定子模塊，各定子模塊之間通過(guò)鐵芯磁橋連接，每個(gè)定子模塊軛部的外側(cè)和內(nèi)側(cè)分別連接了n個(gè)外定子齒和n個(gè)內(nèi)定子齒，n≥1；每個(gè)外定子齒和內(nèi)定子齒上均繞有集中式電樞繞組，同一定子模塊的外定子齒和內(nèi)定子齒上電樞繞組的正負(fù)方向相反，內(nèi)、外定子齒上屬于同相的電樞繞組連接構(gòu)成一相繞組；所述內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子中至少有一個(gè)轉(zhuǎn)子為交替極永磁轉(zhuǎn)子，該交替極永磁轉(zhuǎn)子上的各永磁體的磁化方向一致。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，相鄰定子模塊軛部的外側(cè)之間形成外側(cè)大槽，相鄰定子模塊軛部之間形成內(nèi)側(cè)大槽，各外側(cè)大槽和內(nèi)側(cè)大槽內(nèi)放置有輔助繞組。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，放置在外側(cè)大槽內(nèi)的輔助繞組為跨于定子模塊的各外定子齒上的分布式繞組，放置在內(nèi)側(cè)大槽內(nèi)的輔助繞組為跨于定子模塊的各內(nèi)定子齒上的分布式繞組；放置在外側(cè)大槽內(nèi)的輔助繞組與同相的外定子齒上的電樞繞組連接，并且二者正負(fù)方向相同；放置在內(nèi)側(cè)大槽內(nèi)的輔助繞組與同相的內(nèi)定子齒上的電樞繞組連接，并且二者正負(fù)方向相同；在此輔助繞組的連接方式下，內(nèi)、外轉(zhuǎn)子分別由不同的電樞繞組控制，能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的同步運(yùn)行和異步運(yùn)行。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述輔助繞組為繞在外側(cè)大槽與內(nèi)側(cè)大槽之間軛部上的環(huán)形繞組，該環(huán)形繞組與同相的電樞繞組連接。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，將繞在外定子齒和內(nèi)定子齒上的集中式電樞繞組替換為繞在該外定子齒與內(nèi)定子齒之間軛部的環(huán)形電樞繞組，在此輔助繞組的連接方式下，內(nèi)、外定子齒共用一套電樞繞組對(duì)內(nèi)、外轉(zhuǎn)子進(jìn)行控制，能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)、外轉(zhuǎn)子的同步運(yùn)行。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子均為交替極永磁電機(jī)，內(nèi)轉(zhuǎn)子與外轉(zhuǎn)子上永磁體的磁化方向一致或相反；或者內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子中一個(gè)為交替極永磁轉(zhuǎn)子，另一個(gè)為雙極永磁轉(zhuǎn)子。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述鐵芯磁橋的寬度為τ/3，τ為極距。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子能夠?qū)崿F(xiàn)同步同軸輸出或者異步雙機(jī)械端口輸出。