The parallel magnetic circuit hybrid excitation reluctance motor system relates to the field of motor. The invention is to solve the problems that the rotor core is made of silicon steel sheets, which is not suitable for high-speed rotation; the rotor core has high iron consumption and large no-load loss; the magnetic circuit of the series magnetic circuit mixed excitation has small magnetic conductivity, large excitation current and narrow magnetic field regulation range; the stator core is divided along the circumference, and the structural strength of the stator is poor. The invention can generate a strong air gap density by setting a cylindrical permanent magnet excitation unit or a cylindrical permanent magnet excitation unit, the air gap magnetic field is evenly distributed along the axial direction, and the stator core loss is small; the air gap magnetic field can be adjusted by setting a ring-shaped excitation coil unit, and the air gap magnetic field adjustment is simple and the adjustment range is large; the parallel magnetic circuit hybrid excitation reluctance motor of the application can not only As a motor, it can also be used as a generator, as a motor operation, with the advantages of large starting torque and wide range of constant power speed regulation.
【技术实现步骤摘要】
并联磁路混合励磁磁阻电机系统
本专利技术涉及一种并联磁路混合励磁磁阻电机系统，属于电机领域。
技术介绍
混合励磁电机的气隙磁密由永磁体和电励磁绕组共同产生，而转速(或电压)调节所需的磁场变化部分靠辅助的电励磁绕组来实现。当电励磁磁场方向与永磁磁场方向相同时，气隙磁场增强；当电励磁磁场与永磁磁场方向相反，气隙磁场减弱。所以，通过调节电励磁绕组电流的大小和方向，不仅能实现电机磁场弱磁控制，还可以进行增磁控制。混合励磁电机不仅继承了永磁电机效率高、转矩/质量比大等诸多特点，而且电机气隙磁场平滑可调，电动运行时，具有起动转矩大、调速范围广的优点；发电运行时，具有较宽的电压调节能力或宽范围变速恒压输出能力。混合励磁电机的磁场调节手段简单、直接，实现了对电机气隙磁场独立调节与控制。这种混合励磁的磁阻电机可以应用到飞轮发电机上。飞轮脉冲发电机是利用轴系的大惯量存储能量、同轴电动/发电机实现机电能量转换的一种飞轮储能装置。目前投入应用或正在开发的飞轮储能装置有两种类型：第一种是储能与释能功率等级相当，可用一台电机交替实现电动和发电功能，中小容量的磁悬浮飞轮储能系统为这一类型，具有结构紧凑、效率高等特点，一般用作飞轮电池；第二种是储能功率比释能功率小一个数量级以上，由两台电机分别实现电动和发电功能，大容量交流脉冲发电机组为这一类型，以小功率、长时间存储能量，大功率、短时间释放能量，一般用作大容量脉冲电源，可应用于受控核聚变试验、核爆炸模拟、强流粒子束加速器、高功率脉冲激光器、高功率微波、等离子体和电磁发射技术等领域。常用飞轮脉...
【技术保护点】
1.并联磁路混合励磁磁阻电机系统，所述系统包括直流励磁电源、并联磁路混合励磁磁阻电机和功率变换器，/n直流励磁电源的输出端与并联磁路混合励磁磁阻电机的圆环形励磁线圈单元(4)引出线相连；并联磁路混合励磁磁阻电机的电枢绕组引出线与功率变换器的交流端相连；其特征在于，并联磁路混合励磁磁阻电机包括定子和转子，/n定子套接在转子的外圆周上、且定子和转子之间存在气隙；/n定子包括k段定子单元和电枢绕组，k为正整数，每段定子单元均包括电枢铁心单元、2个圆筒形永磁体励磁单元(2)、1个圆环形励磁线圈单元(4)和导磁轭筒，/n电枢铁心单元包括2个长电枢铁心(3)和2个短电枢铁心(1)，/n导磁轭筒包括1段长导磁轭筒(5-1)和2段短导磁轭筒(5-2)，/n每段定子单元的结构为：/n短电枢铁心(1)、圆筒形永磁体励磁单元(2)、长电枢铁心(3)、圆环形励磁线圈单元(4)、长电枢铁心(3)、圆筒形永磁体励磁单元(2)和短电枢铁心(1)沿轴向依次同轴设置；2个短电枢铁心(1)、2个长电枢铁心(3)和1个圆环形励磁线圈单元(4)的外径相同，长导磁轭筒(5-1)套装在圆环形励磁线圈单元(4)和2个长电枢铁心(3...
【技术特征摘要】
1.并联磁路混合励磁磁阻电机系统，所述系统包括直流励磁电源、并联磁路混合励磁磁阻电机和功率变换器，
直流励磁电源的输出端与并联磁路混合励磁磁阻电机的圆环形励磁线圈单元(4)引出线相连；并联磁路混合励磁磁阻电机的电枢绕组引出线与功率变换器的交流端相连；其特征在于，并联磁路混合励磁磁阻电机包括定子和转子，
定子套接在转子的外圆周上、且定子和转子之间存在气隙；
定子包括k段定子单元和电枢绕组，k为正整数，每段定子单元均包括电枢铁心单元、2个圆筒形永磁体励磁单元(2)、1个圆环形励磁线圈单元(4)和导磁轭筒，
电枢铁心单元包括2个长电枢铁心(3)和2个短电枢铁心(1)，
导磁轭筒包括1段长导磁轭筒(5-1)和2段短导磁轭筒(5-2)，
每段定子单元的结构为：
短电枢铁心(1)、圆筒形永磁体励磁单元(2)、长电枢铁心(3)、圆环形励磁线圈单元(4)、长电枢铁心(3)、圆筒形永磁体励磁单元(2)和短电枢铁心(1)沿轴向依次同轴设置；2个短电枢铁心(1)、2个长电枢铁心(3)和1个圆环形励磁线圈单元(4)的外径相同，长导磁轭筒(5-1)套装在圆环形励磁线圈单元(4)和2个长电枢铁心(3)的外圆周面；2段短导磁轭筒(5-2)分别套装在2个短电枢铁心(1)的外圆周面；圆筒形永磁体励磁单元(2)、短导磁轭筒(5-2)和长导磁轭筒(5-1)的外径相同，
电枢绕组为多相对称绕组，嵌放在电枢铁心单元的槽中，或粘贴在电枢铁心单元的内表面；
转子包括k段转子铁心单元，每段转子铁心单元均包括转子铁心和转轴(8)，转子铁心包括2个长转子铁心(7)和2个短转子铁心(6)，
2个长转子铁心(7)和2个短转子铁心(6)同轴套接在转轴(8)上，每个长转子铁心(7)和每个短转子铁心(6)均沿轴向开有多个槽，相邻的两个槽之间为极；每个长转子铁心(7)位于每个长电枢铁心(3)的内侧，每个短转子铁心(6)位于每个短电枢铁心(1)的内侧；相邻两个转子铁心的极与槽相对。
2.并联磁路混合励磁磁阻电机系统，所述系统包括直流励磁电源、并联磁路混合励磁磁阻电机和功率变换器，
直流励磁电源的输出端与并联磁路混合励磁磁阻电机的圆环形励磁线圈单元(4)引出线相连；并联磁路混合励磁磁阻电机的电枢绕组引出线与功率变换器的交流端相连；其特征在于，并联磁路混合励磁磁阻电机包括定子和转子，
定子套接在转子的外圆周上、且定子和转子之间存在气隙；
定子包括k段定子单元和电枢绕组，k为正整数，每段定子单元均包括电枢铁心单元、1个圆筒形永磁体励磁单元(2)、2个圆环形励磁线圈单元(4)和2段长导磁轭筒(5)，
电枢铁心单元包括2个长电枢铁心(3)和2个短电枢铁心(1)，
每段定子单元的结构为：
短电枢铁心单元(1)、圆环形励磁线圈单元(4)、长电枢铁心单元(3)、圆筒形永磁体励磁单元(2)、长电枢铁心单元(3)、圆环形励磁线圈单元(4)和短电枢铁心单元(1)沿轴向依次同轴设置；2个短电枢铁心(1)、2个长电枢铁心(3)和2个圆环形励磁线圈单元(4)的外径相同，每段长导磁轭筒(5)套装在1个圆环形励磁线圈单元(4)和该圆环形励磁线圈单元(4)两侧相邻的电枢铁心单元的外圆周面；1个圆筒形永磁体励磁单元(2)和2段长导磁轭筒(5)的外径相同，圆筒形永磁体励磁单元(2)的两侧与2段长导磁轭筒(5)同轴紧密相邻；
电枢绕组为多相对称绕组，嵌放在电枢铁心单元槽中，或粘贴在电枢铁心单元的内表面；
转子包括k段转子铁心单元，每段转子铁心单元均包括转子铁心和转轴(8)，转子铁心包括2个长转子铁心(7)和2个短转子铁心(6)，
2个长转子铁心(7)和2个短转子铁心(6)同轴套接在转轴(8)上，每个长转子铁心(7)和每个短转子铁心(6)均沿轴向开有多个槽，相邻的两个槽之间为极；每个长转子铁心(7)位于每个长电枢铁心(3)的内侧，每个短转子铁心(6)位于每个短电枢铁心(1)的内侧；相邻两个转子铁心的极与槽相对。
3.根据权利要求1或2所述的并联磁路混合励磁磁阻电机系统，其特征在于，圆筒形永磁体励磁单元(2)包括两个环形磁性部件(2-1)和一个环形永磁体(2-2)，
环形永磁体(2-2)夹在两个环形磁性部件(2-1)之间，环形永磁体(2-2)轴向充磁。
4.根据权利要求3所述的并联磁路混合励磁磁阻电机系统，其特征在于，每个环形永磁体(2-2)均包括若干块扇形或梯形永磁体，
若干块扇形或梯形永磁体沿圆周方向排列拼接成环形永磁体。
5.并联磁路混合励磁磁阻电机系统，所述系统包括直流励磁电源、并联磁路混合励磁磁阻电机和功率变换器，
直流励磁电源的输出端与并联磁路混合励磁磁阻电机的圆环形励磁线圈单元(4)引出线相连；并联磁路混合励磁磁阻电机的电枢绕组引出线与功率变换器的交流端相连；其特征在于，并联磁路混合励磁磁阻电机包括定子和转子，
定子套接在转子的外圆周上、且定子和转子之间存在气隙；
定子包括k段定子单元和电枢绕组，k为正整数，每段定子单元均包括电枢铁心单元、4个圆筒形永磁体励磁单元(2)、1个圆环形励磁线圈单元(4)和3段导磁轭筒(5)，
电枢铁心单元包括2个长电枢铁心(3)和2个短电枢铁心(1)，
每段定子单元的结构为：
短电枢铁心(1)、长电枢铁心(3)、圆环形励磁线圈单元(4)、长电枢铁心(3)和短电枢铁心(1)沿轴向依次同轴设置；每个长电枢铁心单元(3)和每个短电枢铁心单元(1)的外圆周面上各套装有一个圆筒形永磁体励磁单元(2)，相邻的1个长电枢铁心单元(3)和1个短电枢铁心(1)外圆周面上的两个圆筒形永磁体励磁单元(2)同轴并列，且该两个圆筒形永磁体励磁单元(2)外圆周套装有1段导磁轭筒(5)；每个圆环形励磁线圈单元(4)与该圆环形励磁线圈单元(4)两侧相邻的两个长电枢铁心(3)外径相同，且每个圆环形励磁线圈单元(4)外圆周和该圆环形励磁线圈单元(4)两侧相邻的两个长电枢铁心(3)的外圆周套装有1段导磁轭筒(5)；k段定子单元相邻的两个圆筒形永磁体励磁单元(2)永磁体充磁方向相反；
电枢绕组为多相对称绕组，嵌放在电枢铁心单元槽中，或粘贴在电枢铁心单元的内表面；
转子包括k段转子铁心单元，每段转子铁心单元均包括转子铁心和转轴(8)，转子铁心包括2个长转子铁心(7)和2个短转子铁心(6)，
2个长转子铁心(7)和2个短转子铁心(6)同轴套接在转轴(8)上，每个长转子铁心(7)和每个短转子铁心(6)均沿轴向开有多个槽，相邻的两个槽之间为极，每个长转子铁心(7)位于每个长电枢铁心(3)的内侧，每个短转子铁心(6)位于每个短电枢铁心(1)的内侧；相邻两个转子铁心的极与槽相对。
6.并联磁路混合励磁磁阻电机系统，所述系统包括直流励磁电源、并联磁路混合励磁磁阻电机和功率变换器，
直流励磁电源的输出端与并联磁路混合励磁磁阻电机的圆环形励磁线圈单元(4)引出线相连；并联磁路混合励磁磁阻电机的电枢绕组引出线与功率变换器的交流端相连；其特征在于，并联磁路混合励磁磁阻电机包括定子和转子，
定子套接在转子的外圆周上、且定子和转子之间存在气隙；
定子包括k段定子单元和电枢绕组，k为正整数，每段定子单元均包括电枢铁心单元、2个圆筒形永磁体励磁单元(2)、2个圆环形励磁线圈单元(4)和3段导磁轭筒(5)，
电枢铁心单元包括2个长电枢铁心(3)和2个短电枢铁心(1)，
每段定子单元的结构为：
短电枢铁心(1)、圆环形励磁线圈单元(4)、长电枢铁心(3)、长电枢铁心(3)、圆环形励磁线圈单元(4)和短电枢铁心(1)沿轴向依次同轴设置；每个圆环形励磁线圈单元(4)与该圆环形励磁线圈单元(4)两侧相邻的1短电枢铁心(1)和1长电枢铁心(3)外径相同，每个圆环形励磁线圈单元(4)的外圆周与该圆环形励磁线圈单元(4)两侧相邻的1短电枢铁心(1)和1长电枢铁心(3)的外圆周套装有1段导磁轭筒(5)；
每个圆筒形永磁体励磁单元(2)套装在1个长电枢铁心(3)的外圆周面上，相邻的两个圆筒形永磁体励磁单元(2)同轴并列，相邻的两个圆筒形永磁体励磁单元(2)外圆周套装有1段导磁轭筒(5)，相邻的两个圆筒形永磁体励磁单元(2)的永磁体充磁方向相反；
电枢绕组为多相对称绕组，嵌放在电枢铁心单元槽中，或粘贴在电枢铁心单元的内表面；
转子包括k段转子铁心单元，每段转子铁心单元均包括转子铁心和转轴(8)，转子铁心包括2个长转子铁心(7)和2个短转子铁心(6)，
2个长转子铁心(7)和2个短转子铁心(6)同轴套接在转轴(8)上，每个长转子铁心(7)和每个短转子铁心(6)均沿轴向开有多个槽，相邻的两个槽之间为极；每个长转子铁心(7)位于每个长电枢铁心(3)的内侧，每个短转子铁心(6)位于每个短电枢铁心(1)的内侧；相邻两个转子铁心的极与槽相对。
7.并联磁路混合励磁磁阻电机系统，所述系统包括直流励磁电源、并联磁路混合励磁磁阻电机和功率变换器，
直流励磁电源的输出端与并联磁路混合励磁磁阻电机的圆环形励磁...
【专利技术属性】
技术研发人员：寇宝泉，赵元胜，张浩泉，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23
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