隐极式电励磁绕线转子及其同步电机制造技术

本申请涉及一种隐极式电励磁绕线转子及隐极式电励磁绕线同步电机。所述隐极式电励磁绕线转子包括内外设置的转子中心转轴和转子铁心；所述转子铁心设置有用于产生磁阻转矩的转子气隙磁障和用于产生直流励磁转矩的转子励磁绕组；所述转子励磁绕组构成多个隐极式转子直流励磁磁极。本申请通过内部添加气隙磁障，从而引入磁阻转矩，通过磁阻转矩的交直轴与直流励磁转矩的交直轴存在相应的电角度，从而提高隐极式电励磁绕线同步电机对两种转矩成分的利用率。在不改变电机尺寸和绕线匝数及输入条件的前提下，提高电机的输出转矩，进一步提高隐极式电励磁绕线同步电机的转矩密度和效率等综合性能。和效率等综合性能。和效率等综合性能。

【技术实现步骤摘要】
隐极式电励磁绕线转子及其同步电机


[0001]本申请涉及电励磁同步电机
，尤其涉及一种隐极式电励磁绕线转子及隐极式电励磁绕线同步电机。

技术介绍

[0002]永磁材料价格日益昂贵，且其开采势必会带来严重的环境污染问题，因此开发少永磁材料或者无永磁材料的高性能电机势在必行。电励磁绕线同步电机并不依赖于永磁材料，成本较低，而且转子励磁电流大小可控制，调速性能较好。
[0003]隐极式电励磁绕线同步电机既可以用于同步电动机，也可以用于同步发电机。但是在实际生产中，由于转子上存在通电绕组，会产生额外的铜耗，降低效率影响散热，因此隐极式电励磁绕线同步电机的性能相比永磁同步电机在性能上依旧存在差距。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种隐极式电励磁绕线转子及隐极式电励磁绕线同步电机。
[0005]第一方面，本申请提供了一种隐极式电励磁绕线转子，所述隐极式电励磁绕线转子包括内外设置的转子中心转轴和转子铁心；所述转子铁心设置有用于产生磁阻转矩的转子气隙磁障和用于产生直流励磁转矩的转子励磁绕组；所述转子励磁绕组构成多个隐极式转子直流励磁磁极。
[0006]可选地，所述转子气隙磁障的数量由所述隐极式转子直流励磁磁极的数量确定。
[0007]可选地，所述转子气隙磁障的位置用于改变所述直流励磁磁极的直流励磁转矩和所述磁阻转矩的耦合叠加关系，使直流励磁转矩的最大值和所述磁阻转矩的最大值能够在相近的电流相位角处叠加。
[0008]可选地，所述转子铁心由硅钢片叠压而成；所述叠压的硅钢片的磁极上设置转子气隙磁障。
[0009]可选地，所述转子气隙磁障的中线与所述隐极式转子直流励磁磁极的中线存在预设角度。
[0010]可选地，所述转子铁心的外周具有多个用于设置转子励磁绕组的绕组开槽；所述相邻两个绕组开槽之间构成齿部；所述齿部分为第一齿部和第二齿部；其中在每个极距内设置有第一齿部和第二齿部；所述第一齿部大于所述第二齿部。
[0011]可选地，在每个极距内不大于三分之一部分构成所述第一齿部。
[0012]第二方面，本申请提供了一种隐极式电励磁绕线同步电机，所述隐极式电励磁绕线同步电机包括如上任一项所述的隐极式电励磁绕线转子和定子；所述定子包括定子铁心和定子绕组。
[0013]可选地，所述定子铁心的内侧沿着圆周方向等间隔设置若干定子槽，所述定子槽中设置三相的定子绕组。
[0014]可选地，所述定子铁心和所述隐极式电励磁绕线转子的转子铁心之间行成环状的均匀气隙间隔。
[0015]本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0016]本申请各实施例通过内部添加气隙磁障，从而引入磁阻转矩，通过磁阻转矩的交直轴与直流励磁转矩的交直轴存在相应的电角度，从而提高隐极式电励磁绕线同步电机对两种转矩成分的利用率。在不改变电机尺寸和绕线匝数及输入条件的前提下，提高电机的输出转矩，进一步提高隐极式电励磁绕线同步电机的转矩密度和效率等综合性能。
附图说明
[0017]此处的附图被并入说明书中，并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中，线圈上
·
为电流流出方向，+为电流流入方向。
[0019]图1为本专利技术实施例提供的标注了绕组通电电流的2极转子垂直于转轴的剖面结构图；
[0020]图2为本申请实施例提供的12槽2极高电磁性能隐极式电励磁绕线同步电机垂直于转轴的剖面结构图；
[0021]图3为本申请实施例提供的标注了绕组通电电流的4极转子垂直于转轴的剖面结构图；
[0022]图4为本申请实施例提供的12槽4极高电磁性能隐极式电励磁绕线同步电机垂直于转轴的剖面结构图；
[0023]图5为本申请实施例提供的隐极式电励磁绕线同步电机的转矩特性曲线图；
[0024]图6为本申请实施例提供的传统隐极式电励磁绕线同步电机的转矩特性曲线图。
具体实施方式
[0025]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0026]在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本专利技术的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
[0027]实施例一
[0028]本专利技术实施例提供一种隐极式电励磁绕线转子，如图1
‑
图6所示，所述隐极式电励磁绕线转子包括内外设置的转子中心转轴3和转子铁心1；所述转子铁心1设置有用于产生磁阻转矩10的转子气隙磁障5和用于产生直流励磁转矩的转子励磁绕组2；所述转子励磁绕组2构成多个隐极式转子直流励磁磁极。其中，气隙磁障主要是由轴向贯穿的间隙构成。可选地，所述转子气隙磁障的数量由所述隐极式转子直流励磁磁极的数量确定。
[0029]本专利技术实施例的隐极式电励磁绕线转子通过内部添加气隙磁障，不仅易于散热，而且引入磁阻转矩，通过磁阻转矩的交直轴与直流励磁转矩的交直轴存在相应的电角度，
从而提高隐极式电励磁绕线同步电机对两种转矩成分的利用率。在不改变电机尺寸和绕线匝数及输入条件的前提下，提高电机的输出转矩，进一步提高隐极式电励磁绕线同步电机的转矩密度和效率等综合性能。
[0030]在一些实施方式中，转子气隙磁障的位置用于确定磁阻转矩的交直轴与直流励磁转矩的交直轴存在的电角度，在相近的电流相位角处叠加所述直流励磁磁极的直流励磁转矩和所述磁阻转矩的最大值，也就是说，通过磁阻转矩的交直轴与直流励磁转矩的交直轴存在相应的电角度，使得直流励磁转矩的最大值和磁阻转矩的最大值在相近的电流相位角处进行叠加，从而提高隐极式电励磁绕线同步电机对两种转矩成分的利用率。在不改变电机尺寸和绕线匝数及输入条件的前提下，提高电机的输出转矩，进一步提高隐极式电励磁绕线同步电机的转矩密度和效率等综合性能。
[0031]以下通过具体实施方式，详细描述本专利技术实施例。
[0032]如图1所示，本具体实施方式提供一种具有2隐极式转子直流励磁磁极的隐极式电励磁绕线转子(简称转子)，应用于隐极式电励磁绕线同步电机(简称电机)中，其中转子绕组通入直流电流产生2个转子磁极，磁极方向垂直于转轴，具有2极双层气隙磁障；该转子包括转子中心转轴3，固定于转子中心转轴3上的转子铁心1，转子铁心1上的绕组线圈2，以及转子铁心上的转子气隙磁障5。所述转子铁心的外周具有多个用于设置转子励磁绕组的绕组开槽；所述相邻两个绕组开槽之间构成齿部；所述齿部分为第一齿部(简称大齿)和第二齿部(简称小齿)；其中在每个极距内设置有第一齿部和第二齿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隐极式电励磁绕线转子，其特征在于，所述隐极式电励磁绕线转子包括内外设置的转子中心转轴和转子铁心；所述转子铁心设置有用于产生磁阻转矩的转子气隙磁障和用于产生直流励磁转矩的转子励磁绕组；所述转子励磁绕组构成多个隐极式转子直流励磁磁极。2.根据权利要求1所述的隐极式电励磁绕线转子，其特征在于，所述转子气隙磁障的数量由所述隐极式转子直流励磁磁极的数量确定。3.根据权利要求1所述的隐极式电励磁绕线转子，其特征在于，所述转子气隙磁障的位置用于改变所述直流励磁磁极的直流励磁转矩和所述磁阻转矩的耦合叠加关系，使直流励磁转矩的最大值和所述磁阻转矩的最大值能够在相近的电流相位角处叠加。4.根据权利要求1所述的隐极式电励磁绕线转子，其特征在于，所述转子铁心由硅钢片叠压而成；所述叠压的硅钢片的磁极上设置转子气隙磁障。5.根据权利要求1所述的隐极式电励磁绕线转子，其特征在于，所述转子气隙磁障的中线与所述隐极式转子直流励磁磁极的中线存在预设角度。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴文萍，蔡春伟，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：