[發明專利]一種聚磁型永磁容錯游標輪緣推進電機

在審

• 申請號: 202110994449.4
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113644769A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 朱景偉;喬田懷;王志彬;李想;安達
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K1/24;H02K1/14;H02K3/18;H02K3/28;H02K21/16
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉;李馨

本發明公開了一種聚磁型永磁容錯游標輪緣推進電機，具體包括：具體包括轉子、定子和螺旋槳，所述轉子包括凸極轉子、小轉子齒、第一切向勵磁永磁體、第二切向勵磁永磁體和徑向勵磁永磁體，所述第一切向勵磁永磁體和第二切向勵磁永磁體設置在徑向勵磁永磁體的兩側；該裝置采用凸極轉子，小轉子齒，切向勵磁永磁體、徑向勵磁永磁體的結構可以擁有聚磁效應，增強氣隙磁密的基波幅值，同時凸極轉子的軛部為低次諧波提供磁通路徑，增強磁場調制效應，從而在不增加永磁體用量的前提下提升了輸出轉矩，降低了齒槽轉矩與轉矩脈動；同時定子隔離槽的存在切斷了某相繞組磁力線耦合到其余相的路徑，從而降低了相間互感，提高了容錯性能。

技術領域

本發明涉及艦船、無人艇、水下機器人、潛艇和魚雷等水面、水下航行器的電力推進系統領域，尤其涉及一種聚磁型永磁容錯游標輪緣推進電機。

背景技術

目前輪緣推進電機大多采用永磁同步電機，該類電機在低速大轉矩輸出時槽數極數較多，降低了定子鐵心和電樞繞組的利用率。永磁容錯游標電機的優點是低速大轉矩輸出，槽數較少，低速時定子鐵心利用率高，轉矩脈動小，可以將永磁容錯游標電機與輪緣推進器相結合，構成永磁容錯游標輪緣推進電機，實現低速大轉矩輸出和直驅的功能，進一步提高船舶推進系統的可靠性。但是輪輻式轉子的永磁容錯游標輪緣推進電機在氣隙長度較大時輸出轉矩急劇下降，增加永磁體用量雖然會使轉矩提升，但成本也隨之上升，而且，輪輻式轉子會導致相間互感增大，影響容錯性能。

發明內容

根據現有技術存在的問題，本發明公開了一種聚磁型永磁容錯游標輪緣推進電機，具體包括轉子、定子和螺旋槳；

所述轉子包括凸極轉子、小轉子齒、第一切向勵磁永磁體、第二切向勵磁永磁體和徑向勵磁永磁體，

所述第一切向勵磁永磁體和第二切向勵磁永磁體設置在徑向勵磁永磁體的兩側，其中第一切向勵磁永磁體和第二切向勵磁永磁體充磁方向相反且均指向徑向勵磁永磁體；所述小轉子齒設置在第一切向勵磁永磁體和第二切向勵磁永磁體與徑向勵磁永磁體之間的縫隙中；其中徑向勵磁永磁體的勵磁方向均相同且指向定子方向，第一切向勵磁永磁體和第二切向勵磁永磁體設置在轉子的槽中，徑向勵磁永磁體與小轉子齒堆疊設置，所述切向勵磁永磁體與凸極轉子的軛部之間放置不導磁材料；

所述定子包括電樞齒、隔離齒和六相單層集中繞組，所述電樞齒與隔離齒沿圓周方向交替排列，其中每個電樞齒的端部均延伸出兩個第一調制齒，所述隔離齒端部延伸出第二調制齒，第一調制齒和第二調制齒的寬度不相等，每個第二調制齒上均設置隔離槽；所述螺旋槳焊接在轉子的內表面。

所述第一切向勵磁永磁體和第二切向勵磁永磁體的寬度與徑向勵磁永磁體的寬度的比值在0-5之間、厚度的比值在0-5之間。

所述六相單層集中繞組的繞組分別為A相、B相、C相、U相、V相、W相，其中繞組A相、B相、C相、U相、V相、W相所占的槽數為2km，其中第一調制齒和第二調制齒的總數為3km，徑向勵磁永磁體的個數為k(2m±1/2)，切向勵磁永磁體的個數k(4m±1)，其中m為相數，k為大于0的偶數。

所述凸極轉子內徑與定子內徑之比大于0.85，所述凸極轉子外徑與定子外徑之比大于0.65。

所述兩個調制齒的寬度相同、在圓周上不均勻分布設置。

由于采用了上述技術方案，本發明提供的一種聚磁型永磁容錯游標輪緣推進電機，該電機采用凸極轉子，小轉子齒，切向勵磁永磁體、徑向勵磁永磁體的結構可以擁有聚磁效應，增強氣隙磁密的基波幅值，同時凸極轉子的軛部為低次諧波提供磁通路徑，增強磁場調制效應，從而在不增加永磁體用量的前提下提升了輸出轉矩，降低了齒槽轉矩與轉矩脈動；同時定子隔離槽的存在切斷了某相繞組磁力線耦合到其余相的路徑，從而降低了相間互感，提高了容錯性能。

附圖說明