[發明專利]一種混合永磁轉子自漏磁型可變磁通記憶電機

有效

• 申請號: 202111333812.4
• 申請日: 2021-11-11
• 公開（公告）號: CN113964981B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 林鶴云;曾現現;李亞;劉威;趙西方
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02K1/276
• 分類號: H02K1/276;H02K1/16
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 童楊益

本發明涉及一種混合永磁轉子自漏磁型可變磁通記憶電機。轉子上分布高矯頑力永磁體和低矯頑力永磁體。所述低矯頑力永磁體周向“一”字型排列。所述高矯頑力永磁體徑向分布以及位于低矯頑力永磁體的兩端。所述徑向高矯頑力永磁體的端部與周向永磁體之間的磁橋為漏磁提供路徑。本發明在增磁狀態下額定負載運行時，高矯頑力永磁體的磁力線受電樞磁場影響通過周向低矯頑力永磁體和周向高矯頑力永磁體，磁橋處幾乎沒有漏磁，可實現高轉矩輸出；在去磁狀態下額定負載運行時，低矯頑力永磁體被周向高矯頑力永磁體短路，電樞磁場對徑向高矯頑力永磁體的影響較小，磁橋處發生自漏磁，電機在該狀態下可實現高速運行。故電機同時擁有高轉矩密度和寬擴速比。

技術領域

本發明涉及一種混合永磁轉子自漏磁型可變磁通記憶電機，屬于電機技術領域。

背景技術

隨著稀土永磁材料的發展，以釹鐵硼永磁體為主的永磁電機由于具有高效率、高功率密、高可靠性等顯著特點，且結構設計多種多樣，在國民經濟的各個領域中的應用越來越廣泛。然而，相對恒定的磁場難以調節，電機弱磁調速能力較差。傳統永磁電機一般通過施加負的直軸電流分量實現弱磁，這會增大永磁體不可逆退磁風險，且弱磁范圍受永磁體高磁阻特點限制。

采用了高矯頑力恒定磁通永磁體和低矯頑力可變磁通永磁體的混合永磁記憶電機，既繼承了永磁電機的高轉矩密度和高功率密度的優點，又具有磁場易調節的優點。僅需要施加瞬時充去磁電流脈沖就可以實現氣隙磁場的有效調節。因此，混合永磁記憶電機在需要寬調速范圍運行的場合具有很大的應用潛力。

然而，普通混合永磁記憶電機由于永磁體存在不同工作模式(增磁或去磁)，在實際設計中，往往存在高矯頑力永磁體和低矯頑力永磁體用量的平衡、高轉矩密度和寬調速范圍的取舍。即高轉矩密度和寬擴速調磁范圍往往不能同時兼得，影響電機全域高效運行。

發明內容

技術問題：本發明的目的是針對上述現有技術的不足，提供一種混合永磁轉子自漏磁型可變磁通記憶電機，該電機在處于充磁和去磁不同狀態時漏磁情況不同，既可保證電機在充磁狀態下的轉矩輸出能力，又能顯著降低電機在去磁狀態下的氣隙磁密，從而拓寬電機的調磁擴速范圍，即同時實現高轉矩密度和寬調磁能力，提高電機的工作性能。

技術方案：為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種混合永磁轉子自漏磁型可變磁通記憶電機，包括：定子、轉子、繞組、低矯頑力永磁體、徑向高矯頑力永磁體、周向高矯頑力永磁體、磁障和磁橋，所述定子和轉子同軸套設，且兩者之間具有均勻氣隙；轉子每極上分布徑向高矯頑力永磁體、周向高矯頑力永磁體和低矯頑力永磁體；

所述低矯頑力永磁體圓周向“一”字型布置，且低矯頑力永磁體位于轉子外圓處，徑向高矯頑力永磁體徑向輪輻狀分布于相鄰低矯頑力永磁體之間，周向高矯頑力永磁體位于低矯頑力永磁體的兩端，周向高矯頑力永磁體的另一端布置有磁障，磁障靠近周向高矯頑力永磁體的端面與周向高矯頑力永磁體齊平，磁障另一側靠近氣隙；徑向高矯頑力永磁體的端部與周向高矯頑力永磁體之間存在為漏磁提供路徑的磁橋。

進一步地，圓周向“一”字型分布的低矯頑力永磁體的橫截面為矩形，低矯頑力永磁體充磁方向與其短邊長度方向平行，低矯頑力永磁體徑向對稱軸與轉子極中心線重合，相鄰低矯頑力永磁體的磁化方向始終保持相反。

進一步地，徑向高矯頑力永磁體的橫截面為矩形，徑向高矯頑力永磁體充磁方向與其短邊長度方向平行，且徑向高矯頑力永磁體的磁動勢與相鄰圓周向“一”字型分布的低矯頑力永磁體的磁動勢形成串聯，徑向高矯頑力永磁體位于相鄰周向低矯頑力永磁體的對稱軸上，相鄰徑向高矯頑力永磁體的充磁方向相反；周向高矯頑力永磁體位于低矯頑力永磁體兩端，橫截面為矩形，周向高矯頑力永磁體的充磁方向與其長邊長度方向平行，周向高矯頑力永磁體與增磁狀態下相鄰低矯頑力永磁體的磁化方向一致，兩者的磁動勢為并聯關系，周向高矯頑力永磁體與徑向輪輻狀分布的徑向高矯頑力永磁體為串聯關系。