分数槽集中绕组记忆电机制造技术

本发明专利技术公开了一种分数槽集中绕组记忆电机，该分数槽集中绕组记忆电机包括：定子，定子的外轮廓形成为圆形，定子内设有多个沿其周向间隔开布置的定子齿，相邻两个定子齿之间限定出定子槽，相邻两个定子齿的内端相连形成为定子轭部；转子，转子套设在定子的外周，转子上设有转子飞轮和多个磁极，定子槽与磁极的个数比为3:4；转轴，转轴插设在定子内圈；绕组，绕组绕设在定子上。根据本发明专利技术实施例的分数槽集中绕组记忆电机，通过将转子设在定子的外周并将槽极比设定为3:4，使得分数槽集中绕组记忆电机具有较优的磁通密度，且便于利用脉冲电流在线调磁，改善了航空重油活塞发动机的起动性能和发电性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空
，尤其涉及一种分数槽集中绕组记忆电机。
技术介绍
在航空领域，尤其是在无人机与通航领域，航空重油活塞发动机有着广阔的前景。由于航空重油活塞发动机低温起动性能差，运行过程中振动噪音大，功重比提高困难等原因，制约了航空重油活塞发动机性能的进一步提升。考虑到起动机和发电机在工作时间上的非重叠性，以及航空重油活塞发动机的飞轮体积大、质量重，严重制约了其功重比的提高，因此可以将起动机、发电机和惯性飞轮整合成一个电机(ISG飞轮电机)。由于航空重油活塞发动机的固有特点，要求在起动过程中(0—800rpm)，电机能提供较大的扭矩；当发动机达到稳定状态以后，电机切换成发电机状态，在宽转速范围(800—4000rpm)对飞行器上的电气设备恒压供电。虽然很多学者做出了很多研究，但传统的ISG电机还是存在持续电流增磁/弱磁效率低下，发电机故障灭磁困难，以及难以综合兼顾大扭矩、小起动电流、轻电源等问题。后来德国电机学者奥斯托维奇(Ostovic)教授在2001年提出的记忆电机的概念，国内外很多学者在此方面做了研究，大多是针对双凸极记忆电机，研究了记忆电机的各种特性，这具有很好的借鉴意义。基于以上
技术介绍
，本专利技术结合了ISG飞轮电机和记忆电机的优点，很好地改善了航空重油活塞发动机的起动性能和发电性能。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种分数槽集中绕组记忆电机，该分数槽集中绕组记忆电机具有较优的磁通密度，且便于在线调磁，改善了航空重油活塞发动机的起动性能和发电性能。根据本专利技术实施例的分数槽集中绕组记忆电机包括：定子，所述定子的外轮廓形成为圆形，所述定子内设有多个沿其周向间隔开布置的定子齿，相邻两个所述定子齿之间限定出定子槽，相邻两个所述定子齿的内端相连形成为定子轭部；转子，所述转子套设在所述定子的外周，所述转子包括转子飞轮和多个磁极，所述定子槽与所述磁极的个数比为3:4；转轴，所述转轴插设在所述定子内圈；绕组，所述绕组绕设在所述定子上。根据本专利技术实施例的分数槽集中绕组记忆电机，通过将转子设在定子的外周并将槽极比设定为3:4，使得分数槽集中绕组记忆电机具有较优的磁通密度，且便于利用脉冲电流进行在线调磁，改善了航空重油活塞发动机的起动性能和发电性能。根据本专利技术实施例的分数槽集中绕组记忆电机，还具有如下附加技术特征：根据本专利技术的一个实施例，所述磁极包括第一永磁极和第二永磁极，所述第一永磁极和所述第二永磁极沿所述转子飞轮的周向交替分布地设在所述转子飞轮的内周壁上。根据本专利技术的一个实施例，相邻的所述第一永磁极和所述第二永磁极之间设有不导磁介质。根据本专利技术的一个实施例，相邻的所述第一永磁极和所述第二永磁极之间设有弧形空槽，所述弧形空槽内填充有所述不导磁介质。根据本专利技术的一个实施例，所述不导磁介质为空气。根据本专利技术的一个实施例，所述转子还包括：隔磁桥，所述隔磁桥设在所述弧形空槽与所述定子之间。根据本专利技术的一个实施例，所述第一永磁极为铝镍钴永磁极，所述第二永磁极为钕铁硼永磁极。根据本专利技术的一个实施例，所述定子槽为3n个，所述第一永磁极和所述第二永磁极分别为2n个，其中n为正整数。根据本专利技术的一个实施例，所述绕组为三相电枢绕组。根据本专利技术的一个实施例，所述分数槽集中绕组记忆电机在线调磁过程中输入两次脉冲电流。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的分数槽集中绕组记忆电机的结构示意图；图2a是根据本专利技术一个实施例的铝镍钴永磁极第一次输入脉冲电流进行在线调磁的示意图，不妨假设，初始状态铝镍钴永磁极的剩磁密度为零；图2b是根据本专利技术一个实施例的铝镍钴永磁极第一次脉冲电流调磁后的示意图；图2c是根据本专利技术一个实施例的铝镍钴永磁极第二次输入脉冲电流进行在线调磁的示意图；图2d是根据本专利技术一个实施例的铝镍钴永磁极两次脉冲电流调磁后的调磁效果示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的分数槽集中绕组记忆电机增磁运行时脉冲电流和磁通路径的示意图；图4是根据本专利技术一个实施例的铝镍钴永磁极一阶磁滞回线与气隙相关线性图；图5是根据本专利技术一个实施例的分数槽集中绕组记忆电机弱磁运行时脉冲电流和磁通路径的示意图；图6a是根据本专利技术一个实施例的分数槽集中绕组记忆电机在发电机运行模式下遇到意外情况，故障灭磁运行，利用脉冲电流对铝镍钴磁铁反向完全去磁时，脉冲电流和脉冲电流形成的磁通路径示意图；图6b是根据本专利技术一个实施例的分数槽集中绕组记忆电机利用脉冲电流对铝镍钴磁铁反向完全去磁，抵消掉钕铁硼磁动势，使得气隙磁通为零时的永磁磁通路径示意图；图7是根据本专利技术一个实施例的分数槽集中绕组记忆电机与气缸的安装示意图。附图标记：分数槽集中绕组记忆电机100；定子10；定子齿11；定子槽12；定子轭部13；转子20；磁极21；转子飞轮22；第一永磁极23；第二永磁极24；隔磁桥25；转轴30；不导磁介质50；弧形空槽60；绕组70；脉冲电流80；磁通路径90；气隙d；气缸200。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面结合附图具体描述根据本专利技术实施例的分数槽集中绕组记忆电机100。如图1所示，分数槽集中绕组记忆电机100大体可以包括：定子10、转子20、转轴30和绕组70。具体地，定子10的外轮廓形成为圆形，定子10内设有多个沿其周向间隔开布置的定子齿11。相邻两个定子齿11之间限定出定子槽12。相邻两个定子齿11的内端相连形成为定子轭部13。转子20套设在定子10的外周，转子20上包括转子飞轮22和多个磁极21，定子槽12与磁极21的个数比为3:4，以下简称为槽极比。转轴30插设在在定子10内圈。绕组70绕设在定子10上。专利技术人研究发现，槽极比太大，则每个磁极21分配到的定子齿11截面积太大，降低了气隙d的磁通密度；槽极比太小，则完成所有磁极21的在线均匀调磁需要更多的循环。综合考虑磁通密度与在线调磁的便利性，槽极比为3/4是较优的选择。由此，根据本专利技术实施例的分数槽集中绕组记忆电机100，通过将转子20设在定子10的外周并将槽极比设定为3:4，使得分数槽集中绕组记忆电机100具有较优的磁通密度，且便于利用脉冲电流在线调磁，改善了航空重油活塞发动机的起动性能和发电性能。在本专利技术的一些实施例中，转子20可以包括：第一永磁极23和第二永磁极24。具体地，如图1所示，转子飞轮22设在定子10的外周。第一永磁极23和第二永磁极24沿转子飞轮22的周向交替分布地设在转子飞轮22的内周壁上。由于转子飞轮22惯量/质量比大，可以取代航空重油活塞发动机的飞轮22部件，减少航空重油活塞发动机的质量，提高航本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分数槽集中绕组记忆电机，其特征在于，包括:定子，所述定子的外轮廓形成为圆形，所述定子内设有多个沿其周向间隔开布置的定子齿，相邻两个所述定子齿之间限定出定子槽，相邻两个所述定子齿的内端相连形成为定子轭部；转子，所述转子套设在所述定子的外周，所述转子包括转子飞轮和多个磁极，所述转子飞轮设在所述转子的轭部，所述定子槽与所述磁极的个数比为3:4；转轴，所述转轴插设在在所述定子内圈；绕组，所述绕组绕设在所述定子上。

【技术特征摘要】
1.一种分数槽集中绕组记忆电机，其特征在于，包括:
定子，所述定子的外轮廓形成为圆形，所述定子内设有多个沿其周向间隔开布置的定
子齿，相邻两个所述定子齿之间限定出定子槽，相邻两个所述定子齿的内端相连形成为定
子轭部；
转子，所述转子套设在所述定子的外周，所述转子包括转子飞轮和多个磁极，所述转
子飞轮设在所述转子的轭部，所述定子槽与所述磁极的个数比为3:4；
转轴，所述转轴插设在在所述定子内圈；
绕组，所述绕组绕设在所述定子上。
2.根据权利要求1所述的分数槽集中绕组记忆电机，其特征在于，所述磁极包括：
第一永磁极和第二永磁极，所述第一永磁极和所述第二永磁极沿所述转子飞轮的周向
交替分布地设在所述转子飞轮的内周壁上。
3.根据权利要求2所述的分数槽集中绕组记忆电机，其特征在于，相邻的所述第一永
磁极和所述第二永磁极之间设有不导磁介质。
4.根据权利要求3所述的分数槽集中绕组记忆电机，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕凯雄，周明，卜建国，兰旭东，黄旭东，董戈，徐全勇，裘钧，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11