[發(fā)明專利]一種軸向調磁雙定子永磁同步電機及其調磁控制方法

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• 申請日: 2022-12-20
• 公開（公告）號: CN116247894A
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設計）人: 王道涵;李軍辰;彭晨
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H02K16/00
• 分類號: H02K16/00;H02K1/278;H02K1/2795;H02K1/16;H02K3/28;H02K3/24;H02P21/22
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

1.一種軸向調磁雙定子永磁同步電機，其特征是，包括徑向定子、軸向定子和轉子，所述軸向定子放置于徑向定子的一側，且軸向定子和徑向定子均安裝有電樞繞組；

所述軸向定子與所述轉子端部連接，所述轉子套設于所述徑向定子內，且轉子的長度大于所述徑向定子的長度，轉子的兩個端部均延伸至所述徑向定子外；

所述轉子包括并排布設的第一段轉子和第二段轉子，第一轉子和第二轉子為環(huán)狀結構，所述環(huán)狀結構上圓周分布有若干永磁體，相鄰永磁體之間設置有對應轉子的肋部結構，且所述肋部結構上連接有導磁輻條，第一轉子的導磁輻條和第二轉子的導磁輻條磁極性相反，所有導磁輻條均設置在環(huán)狀結構的內側，且沿徑向定子布置的方向設置，至少有一部分導磁輻條貫穿設置于第一轉子和第二轉子之間；

所述永磁體通過串并聯(lián)組合，在轉子上的徑向方向與軸向方向產生磁極，徑、軸向磁極產生的徑軸向主磁通與對應的電樞繞組產生的磁場相互作用產生轉矩，通過對所述電樞繞組施加電流的控制，動態(tài)調節(jié)轉矩，動態(tài)控制電機運行狀態(tài)。

2.如權利要求1所述的一種軸向調磁雙定子永磁同步電機，其特征是，第一轉子和第二轉子的肋部結構數量相同，數量均為電機的極對數，肋部結構與對應轉子的軛部相連，第一轉子的肋部結構和第二轉子的肋部結構之間錯開180/電機的極對數大小的角度。

3.如權利要求2所述的一種軸向調磁雙定子永磁同步電機，其特征是，電機的極對數大于等于一。

4.如權利要求1所述的一種軸向調磁雙定子永磁同步電機，其特征是，第一轉子的導磁輻條的長度大于第二轉子的導磁輻條的長度，且均延伸至設置于第二轉子側的軸向定子處。

5.如權利要求4所述的一種軸向調磁雙定子永磁同步電機，其特征是，所述導磁輻條為扇形，與轉子內沿相匹配。

6.如權利要求1所述的一種軸向調磁雙定子永磁同步電機，其特征是，所述電樞繞組為單層繞組，或雙層繞組，其中，電機相數大于等于三。

7.如權利要求1所述的一種軸向調磁雙定子永磁同步電機，其特征是，所述徑向磁極與徑向定子之間為徑氣隙，軸向磁極與軸向定子之間為軸氣隙。

8.如權利要求1所述的一種軸向調磁雙定子永磁同步電機，其特征是，徑向的磁路和軸向磁路為并聯(lián)磁路，通過調節(jié)所述徑向定子、軸向定子對應的電樞繞組的電流角度，以調節(jié)調節(jié)所述并聯(lián)磁路，并改變電機的磁場分布狀態(tài)。

9.如權利要求8所述的一種軸向調磁雙定子永磁同步電機，其特征是，通過調節(jié)所述徑向定子、軸向定子對應的電樞繞組的電流角度，改變對應電樞繞組的d軸去磁電流分量的占比，當電機徑向定子電樞繞組施加d軸去磁電流時，轉子永磁體所產生的磁通更多的進入軸向定子，電機恒功率運行速域拓寬，且具有一定轉矩輸出能力；當電機軸向定子電樞繞組施加d軸去磁電流時，轉子永磁體所產生的磁通更多的進入徑向定子，電機轉矩輸出能力增加。

10.一種調磁控制方法，其特征是，通過對所述電樞繞組施加電流的控制，動態(tài)調節(jié)轉矩，動態(tài)控制電機的運行狀態(tài)；

通過調節(jié)所述徑向定子、軸向定子對應的電樞繞組的電流角度，改變對應電樞繞組的d軸去磁電流分量的占比，改變電機的磁場分布狀態(tài)。