一种机械调磁永磁同性极式感应子电机制造技术

本发明专利技术涉及一种机械调磁的永磁同性极式感应子电机，包括：两段圆环状的定子铁芯，所述两段定子铁芯内环中嵌套有电枢绕组，所述定子铁芯和电枢绕组的内部包覆有转子；设置在所述定子铁芯的外表面且依次连接的圆环状的第一段导磁外壳、永磁体、第二段导磁外壳；第一段导磁外壳、永磁体、第二段导磁外壳组成导磁外壳组件；所述导磁外壳组件的外表面设置有可滑动的圆环状调磁环。

A kind of permanent magnet homopolar induction motor with mechanical magnetic adjustment

【技术实现步骤摘要】
一种机械调磁永磁同性极式感应子电机
本专利技术涉及电机
尤其涉及一种机械调磁永磁同性极式感应子电机。
技术介绍
同性极式感应子电机采用实心转子结构，结构简单，机械强度高，具有高转速和高储能密度等特点，在飞轮储能系统领域有着广泛的应用前景。在飞轮储能系统中，同性极式感应子电机通常采用电励磁形式，以便通过调节励磁电流的大小来调节气隙磁场。同时，当感应子电机处于待机运行状态时，断开励磁电流，有助于消除由于励磁磁场而导致的电机空载电磁损耗，有效降低电机的自损耗率。但是，当同性极式感应子电机在充电和放电运行状态时，需要在励磁绕组中通入励磁电流产生励磁磁场，导致该电机会产生较大的励磁铜耗，从而降低了电机的运行效率。为了抑制励磁铜耗，可采用永磁励磁来替代电励磁。但是由于永磁磁场的存在，会使感应子电机在待机运行时具有较大的空载电磁损耗，导致电机的自放电率高。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为了解决现有技术的上述问题，本专利技术提供一种机械调磁永磁同性极式感应子电机。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术提供一种机械调磁永磁同性极式感应子电机，包括：两段圆环状的定子铁芯(2)，所述两段定子铁芯(2)内环中嵌套有电枢绕组(6)，所述定子铁芯(2)和电枢绕组(6)的内部包覆有转子(1)；设置在所述定子铁芯(2)的外表面且依次连接的圆环状的第一段导磁外壳(3)、永磁体(4)、第二段导磁外壳(3a)；第一段导磁外壳(3)、永磁体(4)、第二段导磁外壳(3a)组成导磁外壳组件；所述导磁外壳组件的外表面设置有可滑动的圆环状调磁环(5)。优选的，所述调磁环(5)的轴向长度大于所述永磁体(4)的轴向长度。优选的，所述转子(1)的外表面两端相应的设置有多对具有预设长度的凸极；优选的，所述转子(1)外表面第一端的凸极与第二端的对应的凸极之间的轴线相差0或π电角度。优选的，所述两段定子铁芯(2)的长度均与所述凸极的长度相同，且所述两段定子铁芯(2)在轴向上与所述转子(1)两端的凸极分别对齐。优选的，所述永磁体(4)的充磁形式为轴向充磁。优选的，所述调磁环(5)的材料为导磁材料。优选的，所述转子(1)、定子铁芯(2)、第一段导磁外壳(3)、第二段导磁外壳(3a)、永磁体(4)和调磁环(5)均同轴设置。(三)有益效果本专利技术的有益效果是：本专利技术在定子侧加上了环形永磁体和调磁环，定子侧结构简单。本专利技术采用了永磁励磁形式，相比于电励磁同性极感应子电机，能够消除充电/放电运行时励磁铜耗，从而提高电机的运行效率。本专利技术采用了调磁环的设置，与传统的永磁电机相比，在待机运行时可通过调磁环将励磁磁路短路，使励磁磁场几乎不通过气隙，因此降低电机空载电磁损耗，从而大幅度降低自放电损耗。此外，采用调磁环结构，可方便调节气隙磁场。附图说明图1为本专利技术的实施例中的机械调磁的永磁同性极式感应子电机的三维结构示意图；图2为本专利技术的实施例中的机械调磁的永磁同性极式感应子电机的二分之一剖视图；图3为本专利技术的实施例中的机械调磁的永磁同性极式感应子电机在调磁环未短接励磁回路的磁路示意图；图4为本专利技术的实施例中的机械调磁的永磁同性极式感应子电机在调磁环短接励磁回路的磁路示意图。【附图标记说明】1：转子；2：定子铁芯；3：第一段导磁外壳；3a：第二段导磁外壳；4：永磁体；5：调磁环；6：电枢绕组；7：励磁磁路a；8：励磁磁路b。具体实施方式为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本专利技术作详细描述。本实施例中，参见附图1，一种机械调磁的永磁同性极式感应子电机，其特征在于，包括：两段圆环状的定子铁芯2，所述两段定子铁芯2内环中嵌套有电枢绕组6，所述定子铁芯2和电枢绕组6的内部包覆有转子1。设置在所述定子铁芯2的外表面且依次连接的圆环状的第一段导磁外壳3、永磁体4、第二段导磁外壳3a；第一段导磁外壳3、永磁体4、第二段导磁外壳3a组成导磁外壳组件。本实施例中导磁外壳组件的外表面滑动设置有圆环状的调磁环5。本实施例中调磁环5的轴向长度大于所述永磁体4的轴向长度。本实施例中转子1的外表面两端头相应的设置有多对具有预设长度的凸极；本实施例中转子1外表面第一端的凸极与第二端的对应的凸极之间的轴线相差0或π电角度。本实施例中两段定子铁芯2的长度均与所述凸极的长度相同，且所述两段定子铁芯2在轴向上与所述转子1两端的凸极分别对齐。本实施例中电枢绕组6与所述转子1之间具有预设间隔距离。本实施例中永磁体4的充磁形式为轴向充磁。本实施例中调磁环5的材料为导磁材料。本实施例中转子1、定子铁芯2、第一段导磁外壳3、第二段导磁外壳3a、永磁体4和调磁环5均同轴设置。本实施例中，可通过调节调磁环5与永磁体4之间的相对位置，来调节气隙磁场。实现了飞轮储能系统中感应子电机在储能/释能工作状态下的高效率以及在待机状态下几乎无待机电磁损耗运行，从而提高了整个电机系统的运行效率。本实施例中，当调磁环与导磁外壳相贴时，如附图3所示，永磁体4产生磁场的励磁磁路如曲线7。定子铁芯2左右两段对应的气隙磁密为相反的单极性磁场。形成的气隙磁场通过傅里叶分解成一个直流分量、基波分量以及一系列的谐波分量。气隙中基波分量的极对数p与对应转子齿数Z相等。在本实施例中，转子左右段凸极数为4，则在对应的气隙中形成了极对数为4的基波磁场。本实施例中，当调磁环5的轴向中间位置与永磁体4的轴向中间位置重合时，永磁体4产生磁场的励磁磁路曲线为7和8。由于永磁磁场被调磁块短路，通过气隙的磁场几乎为0，这样可以大量消除永磁励磁感应子电机在空载运行时的待机电磁损耗，提高整个系统的运行效率。以上结合具体实施例描述了本专利技术的技术原理，这些描述只是为了解释本专利技术的原理，不能以任何方式解释为对本专利技术保护范围的限制。基于此处解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本专利技术的其它具体实施方式，这些方式都将落入本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械调磁的永磁同性极式感应子电机，其特征在于，包括：两段圆环状的定子铁芯(2)，所述两段定子铁芯(2)内环中嵌套有电枢绕组(6)，所述定子铁芯(2)和电枢绕组(6)的内部包覆有转子(1)；/n设置在所述定子铁芯(2)的外表面且依次连接的圆环状的第一段导磁外壳(3)、永磁体(4)、第二段导磁外壳(3a)；第一段导磁外壳(3)、永磁体(4)、第二段导磁外壳(3a)组成导磁外壳组件；/n所述导磁外壳组件的外表面设置有可滑动的圆环状调磁环(5)。/n

【技术特征摘要】
1.一种机械调磁的永磁同性极式感应子电机，其特征在于，包括：两段圆环状的定子铁芯(2)，所述两段定子铁芯(2)内环中嵌套有电枢绕组(6)，所述定子铁芯(2)和电枢绕组(6)的内部包覆有转子(1)；
设置在所述定子铁芯(2)的外表面且依次连接的圆环状的第一段导磁外壳(3)、永磁体(4)、第二段导磁外壳(3a)；第一段导磁外壳(3)、永磁体(4)、第二段导磁外壳(3a)组成导磁外壳组件；
所述导磁外壳组件的外表面设置有可滑动的圆环状调磁环(5)。


2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述调磁环(5)的轴向长度大于所述永磁体(4)的轴向长度。


3.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述转子(1)的外表面两端相应的设置有多对具有预设长度的凸极。

【专利技术属性】
技术研发人员：杨江涛，黄守道，刘平，罗德荣，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43