[發明專利]一種勵磁補償型混合磁源磁場調制電機

有效

• 申請號: 202010598512.8
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111786527B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 王海濤;丁樹業;馮春梅;邱鑫;施建平;李娜
• 申請（專利權）人: 南京師范大學
• 主分類號: H02K29/03
• 分類號: H02K29/03;H02K21/02;H02K19/12
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 陸志斌

1.一種勵磁補償型混合磁源磁場調制電機，其特征在于，包括：轉子(1)和定子(2)，其中，所述轉子(1)由軸(101)、轉子鐵心(102)和高磁性能勵磁源(103)構成，所述定子(2)由低磁性能勵磁源(201)、定子齒(202)、勵磁輔助齒(203)、定子軛部(204)、電樞繞組(205)和直流勵磁源(206)構成；

通過多個非同種勵磁源構成的混合磁源對所述電機進行勵磁，所述多個非同種勵磁源至少包括三個非同種勵磁源，所述多個非同種勵磁源包括高磁性能勵磁源(103)、低磁性能勵磁源(201)和直流勵磁源(206)；

所述高磁性能勵磁源(103)用于施加于轉子(1)上，建立所述電機內旋轉的主永磁磁場，產生轉矩；所述低磁性能勵磁源(201)用于施加于定子(2)上，建立所述電機內非旋轉的輔助永磁磁場，調節氣隙磁場分布；所述直流勵磁源(206)用于施加于定子齒(202)與勵磁輔助齒(203)兩側，調節所述定子軛部(204)磁密；所述低磁性能勵磁源(201)和直流勵磁源(206)還用于對電機進行補償勵磁；

所述低磁性能勵磁源(201)由多個低剩磁永磁體與定子齒(202)交替排列構成，各個所述低剩磁永磁體徑向充磁且極性相同，建立所述電機內輔助永磁磁場，用于對電機進行補償勵磁；

構成所述低磁性能勵磁源(201)的低剩磁永磁體的底部與勵磁輔助齒(203)頂部相連接；

當所述電機空載時，所述低剩磁永磁體與定子齒(202)形成交替極永磁結構，對所述電機進行補償勵磁，調節所述氣隙磁場分布，降低所述氣隙磁場內因調制和弱磁引起的諧波畸變；

當所述電機負載時，所述低剩磁永磁體通過勵磁輔助齒(203)對電機主磁路進行并聯增磁；

當所述電機運行在弱磁狀態下，所述低磁性能勵磁源(201)用于降低氣隙磁場的諧波畸變，使得所述電機在弱磁狀態下的齒槽轉矩和轉矩脈動低于額定狀態下的齒槽轉矩和轉矩脈動。

2.根據權利要求1所述的一種勵磁補償型混合磁源磁場調制電機，其特征在于，所述高磁性能勵磁源(103)由徑向充磁且極性相反的高剩磁永磁體間隔排列構成；

或者，所述高磁性能勵磁源(103)由徑向充磁且極性相同高剩磁永磁體與鐵心極交替排列構成，用于建立所述電機內主永磁磁場，所述主永磁磁場經定子齒(202)調制后，與由通電的電樞繞組(205)產生的電樞磁場耦合，產生大輸出轉矩。

3.根據權利要求1所述的一種勵磁補償型混合磁源磁場調制電機，其特征在于，所述高磁性能勵磁源(103)與低磁性能勵磁源(201)分布在氣隙兩側。

4.根據權利要求1所述的一種勵磁補償型混合磁源磁場調制電機，其特征在于，各直流勵磁繞組通同向直流電構成所述直流勵磁源(206)，在所述定子軛部(204)產生非時變磁場，用于對所述電機進行補償勵磁。

5.根據權利要求4所述的一種勵磁補償型混合磁源磁場調制電機，其特征在于，所述直流勵磁源(206)由通電的直流勵磁繞組構成，所述直流勵磁繞組分布在定子齒(202)和勵磁輔助齒(203)的兩側，各所述直流勵磁繞組在同軸向端部相連接，對各所述直流勵磁繞組通方向相同的直流電流，且所述直流勵磁源(206)在定子軛部(204)調節磁密，對電機進行弱磁增速控制；

當所述電機運行在弱磁狀態下，所述定子軛部(204)磁密升高，所述主永磁磁場與電樞磁場耦合程度降低，所述定子軛部(204)與電機的機殼相接觸。

6.根據權利要求1所述的一種勵磁補償型混合磁源磁場調制電機，其特征在于，所述勵磁補償型混合磁源磁場調制電機的電樞繞組(205)采用分數槽集中繞組，所述分數槽集中繞組纏繞在定子齒上。

7.根據權利要求1所述的一種勵磁補償型混合磁源磁場調制電機，其特征在于，所述電機中高剩磁永磁體與低剩磁永磁體的厚度相同。

8.根據權利要求1所述的一種勵磁補償型混合磁源磁場調制電機，其特征在于，所述電機中高剩磁永磁體與低剩磁永磁體的厚度小于或等于電機半徑的1/14。