[發明專利]定子軛永磁型雙調制電機

在審

• 申請號: 202210315551.1
• 申請日: 2022-03-28
• 公開（公告）號: CN114552931A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 李亞;金岱晨;丁石川;杭俊;李偉
• 申請（專利權）人: 安徽大學;安徽理工大學
• 主分類號: H02K21/14
• 分類號: H02K21/14;H02K1/17;H02K1/276
• 代理公司: 合肥正則元起專利代理事務所(普通合伙) 34160
• 代理人: 楊凱

本發明公開了定子軛永磁型雙調制電機，包括定子、定子永磁體、轉子永磁體、轉子和轉軸；定子的內圈設置有轉子，轉子內設置有與轉軸相適配的安裝孔；定子的定子軛中設置充磁方向相反的定子永磁體，轉子永磁體均勻表嵌在轉子中，且充磁方向相同，定子軛和定子齒之間形成空腔，用于設置三相電樞繞組，定子軛和定子齒之間形成空腔，用于設置三相電樞繞組；本電機將傳統定子軛永磁電機和轉子交替極永磁電機相結合，在繼承和融合各自原有電機優點的基礎上，形成一種定子軛永磁型雙調制電機，實現氣隙磁場調制效應，可進一步提升電機轉矩輸出能力。

技術領域

本發明涉及電機技術領域，具體涉及定子軛永磁型雙調制電機。

背景技術

1957年，美國通用電氣公司G.Kronacher首次提出一種定轉子多齒結構的磁阻電機，并命名為游標電機，其顯著特點為：轉子小幅度運動時氣隙磁導軸線位置顯著變化，進而引起磁場分布的大幅變化。游標電機以其結構簡單、轉矩脈動較低等優點，在點鈔機、傳真機等小功率場合得到了應用。但由于該電機轉矩密度和功率因數相對較低，阻礙了其進一步工業應用，因此這種基于磁場調制原理的磁阻電機的相關研究陷入停滯。1999年，美國威斯康辛-麥迪遜大學T.A.Lipo教授提出一種表貼式永磁游標(SPM Vernier,SPMV)電機，采用磁動勢-磁導法推導出轉矩方程，理論上確認了該電機調制諧波使其轉矩方程中存在“轉矩放大因子”，因此具有較高的轉矩密度。因此，這種基于磁場調制效應的永磁電機具有高轉矩密度，較為適合低速高轉矩應用場合。

根據永磁體設置位置，磁場調制永磁電機可簡單分為轉子永磁型和定子永磁型。目前，轉子和定子永磁型磁場調制電機研究主要集中在不同永磁體結構(如表貼式和內置式)及繞組結構(集中繞組和分布式)設計上，即通過調整勵磁磁動勢(永磁體和電樞繞組)分布及氣隙磁導來豐富氣隙磁場諧波，從而實現電機轉矩性能的提升。但傳統的轉子和定子永磁型磁場調制電機均存在永磁體漏磁較多，轉矩能力提升受限等問題，使其轉矩能力未能充分發掘。

發明內容

本發明的目的就在于解決上述背景技術的問題，而提出定子軛永磁型雙調制電機，以較好的融合繼承轉子和定子永磁型磁場調制電機各自優點，實現雙邊永磁勵磁、雙磁場調制效應，從而進一步提升電機轉矩輸出能力。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

定子軛永磁型雙調制電機，包括定子、定子永磁體、轉子永磁體、轉子和轉軸；定子的內圈設置有轉子，轉子內設置有與轉軸相適配的安裝孔；

定子的定子軛中設置充磁方向相反的定子永磁體，轉子永磁體均勻表嵌在轉子中，且充磁方向相同。

作為本發明進一步的方案：定子包括定子軛和定子齒，定子軛的內圈環形陣列設置有多個定子齒。

作為本發明進一步的方案：定子永磁體極對數NsPM與定子齒Ns之間的關系為：

作為本發明進一步的方案：定子軛和定子齒之間形成空腔，用于設置三相電樞繞組。

作為本發明進一步的方案：轉子包括轉子軛和轉子齒，在轉子軛的外圈上環形陣列設置有多個轉子齒。

作為本發明進一步的方案：轉子永磁體與轉子調制齒交替排列，使得轉子外圈部分形成類凸極結構。

作為本發明進一步的方案：轉子永磁體極對數NrPM與轉子齒Nr之間的關系為：N_rPM＝N_r。

本發明的有益效果：

本電機將傳統定子軛永磁電機和轉子交替極永磁電機相結合，在繼承和融合各自原有電機優點的基礎上，形成一種定子軛永磁型雙調制電機，實現氣隙磁場調制效應，可進一步提升電機轉矩輸出能力；