本发明专利技术属于发电、变电或配电的相关技术领域，公开一种脉宽调制式函数外形磁极和阻尼线圈组合结构，包括阻尼线圈，所述阻尼线圈和脉宽调制式函数外形磁极交替分布，所述脉宽调制式函数外形磁极设置在磁极主体的顶端，所述脉宽调制式函数外形磁极的轮廓线为圆弧，重合于脉宽调制式函数外形磁极外形线。本发明专利技术具有磁极和阻尼线圈高度集成的优点，线圈安装槽、沟道对主磁路的影响被减弱。其中脉宽调制式函数外形磁极是简单的矩形组合，加工友好；改善了气隙磁场波形、改善了磁导；阻尼线圈嵌放于脉宽调制式函数外形磁极中的沟道、槽内，既提高了磁极空间的利用率，也避免了阻尼线圈对主磁路的影响。路的影响。路的影响。
【技术实现步骤摘要】
一种脉宽调制式函数外形磁极和阻尼线圈组合结构
[0001]本专利技术属于发电、变电或配电的相关
，具体涉及一种脉宽调制式函数外形磁极和阻尼线圈组合结构。
技术介绍
[0002]自电机问世以来，电机种类和产品不断丰富，例如直流电机、感应电机、同步电机、开关磁阻电机、场调制型电机、超导电机、超声波电机等，它们在在人类电气时代里发挥着重要的作用。
[0003]从运行原理上看，大多数电机基于电磁感应原理实现机电能量转换；从定子、转子(动子)等主要部件结构上看，现有电机一般都具有凸极或者隐极特征，尤其是产生励磁磁场或主磁场的磁极(以下简称“磁极”)，其凸极或者隐极特征更加明显。发电机通常追求更好的电能质量，例如正弦度更高的输出电压；电动机通常追求更好的运行性能，例如更平稳的转速、转矩。
[0004]本领域的技术人员为了实现上述目标，惯用的技术手段是对磁极轮廓进行修形，例如面包型、橄榄型、余弦型、大小齿等，其主要目的都是为了得到“含有更高工作谐波分量的磁场波形或磁导波形”或者“特定谐波分量的磁场波形或磁导波形”，以实现更平稳的转矩或所需的反电势波形。中国专利(公开号CN112821700A)于2021年5月18日公开了一种双余弦气隙磁通切换伺服电机，其转子凸极的外轮廓呈现余弦形，基于该技术所设计的磁通切换电机具有极低的转矩脉动和定位力矩；本领域经典书籍《电机学》(汤蕴璆著)和《旋转电机设计》(尤哈.皮罗内,塔帕尼.约基宁,瓦莱里雅.拉玻沃兹卡等著)均提到：改变转子磁极极靴的外形，可以得到更正弦的气隙磁场。上述技术虽然已被广泛采用，但有局限性，例如圆弧加工、局部倒角加工等都对加工技术提出了更高的要求，而加工误差会使电机实际性能偏离预期性能，不利于提高生产效率和产品合格率。此外，阻尼线圈在发电机中被广泛采用，以抑制负载扰动、短路造成的不利影响，提高发电机的运行稳定性。“一种高速旋转凸极发电机带阻尼条的磁极铁芯”(授权公告号CN104505959B)所述技术中，阻尼板与磁极拉杆连接，一体性较高，但磁极外表面开有通槽，这将影响主磁路和气隙磁场波形；类似的，“一种同步电机阻尼绕组”(授权公告号CN105896779B)和“一种凸极同步电机阻尼绕组的制作方法”(公开号CN114400848A)分别提出了一种同步电机阻尼绕组、一种凸极同步电机阻尼绕组的制作方法，具有较好的应用价值，但都存在影响主磁路的问题。
[0005]因此，磁极外形和阻尼线圈的合理设计是本领域中的重要工作之一，虽然现有报道已公开了丰富的设计案例，但存在两点不足：
[0006]1、复杂磁极外形的加工难度较高，加工便利性也被忽略，尤其是多段圆弧、橄榄型、面包型等复杂外形的加工对精度非常依赖，一旦出现偏差，加工后电机性能会发生不可预测的变化，严重时将导致该工件报废；
[0007]2、传统的阻尼线圈设计严格依赖于经验，磁极外形设计与阻尼线圈设计缺乏整体考虑，即两者总是独立设计、加工后组合安装，这会导致阻尼线圈安装槽、沟道对主磁路的
影响被忽略，且磁极空间利用率较低，不利于铁、铝、铜、不锈钢等金属资源的节约使用。
[0008]综上，设计一种具有良好运行性能、高集成度的电机磁极和阻尼线圈组合结构，对于改善电机系统的运行品质非常重要。本专利技术将提供一种脉宽调制式函数外形磁极和阻尼线圈组合结构，对于提升电机性能，启迪本领域技术人员在其他电机产品中不断创新，促进电机设计与优化技术及产业化应用具有重要的理论意义和工程价值。
技术实现思路
[0009]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种脉宽调制式函数外形磁极和阻尼线圈组合结构，解决了
技术介绍
中所提出的问题。
[0010]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0011]一种脉宽调制式函数外形磁极和阻尼线圈组合结构，包括阻尼线圈，所述阻尼线圈和脉宽调制式函数外形磁极交替分布，所述脉宽调制式函数外形磁极设置在磁极主体的顶端，所述脉宽调制式函数外形磁极的轮廓线为圆弧，重合于脉宽调制式函数外形磁极外形线。
[0012]优选的，所述阻尼线圈和所述脉宽调制式函数外形磁极分别安装在不同的区间内，主磁极被分为两个区间，分别为阻尼线圈曲线区间和脉宽调制式函数外形磁极区间，区间的范围由周期调制波和脉宽调制式函数外形磁极轮廓线调制确定。
[0013]一种脉宽调制式外形，包括脉宽调制式函数外形磁极轮廓线，所述脉宽调制式函数外形磁极轮廓线关于脉宽调制式函数外形磁极轮廓线对称线中心对称，展开形式：其中y0为直流分量幅值，y
i
为第i次分量的幅值，f
i
为第i次分量的频率。
[0014]一种单体式阻尼线圈结构，包括阻尼线圈，每一个单体式所述阻尼线圈的两端与阻尼线圈端部导体之间固定连接，所述阻尼线圈的外侧均重合于或低于脉宽调制式函数外形磁极外形线。
[0015]优选的，所述阻尼线圈端部导体的材质与所述阻尼线圈相同，单体式所述阻尼线圈和所述阻尼线圈端部导体的总金属质量为励磁(或电枢)绕组的10％～30％。
[0016]一种单体式阻尼线圈结构，包括阻尼线圈所述阻尼线圈区间的下端位置安装圆形阻尼线圈，靠近脉宽调制式函数外形磁极轮廓线的对称线的所述阻尼线圈区间中不再嵌放所述阻尼线圈，而是在其下端位置安装所述圆形阻尼线圈。
[0017]优选的，所述圆形阻尼线圈的两端与阻尼线圈端部导体之间固定连接，所述阻尼线圈的外侧均重合于或低于脉宽调制式函数外形磁极外形线。
[0018]一种整体式阻尼线圈结构，包括阻尼线圈所述阻尼线圈位于和两个阻尼线圈端部连接环之间，所述阻尼线圈的两端与所述阻尼线圈端部连接环之间通过固定连接方式构成紧密的整体。
[0019]优选的，所述阻尼线圈端部连接环的材质与所述阻尼线圈相同，所述阻尼线圈端部连接环为圆环结构，所述阻尼线圈端部连接环的圆环外侧重合于或低于脉宽调制式函数外形磁极外形线。
[0020]优选的，一种端板式阻尼线圈结构，包括阻尼线圈，所述阻尼线圈位于前侧阻尼线
圈端板和后侧阻尼线圈端板之间，所述阻尼线圈的两端与所述前侧阻尼线圈端板和所述后侧阻尼线圈端板之间通过固定连接方式构成紧密的整体，所述阻尼线圈的外侧均重合于或低于脉宽调制式函数外形磁极外形线。
[0021]本专利技术的有益效果：
[0022]一种脉宽调制式函数外形磁极和阻尼线圈组合结构，具有磁极和阻尼线圈高度集成的优点，线圈安装槽、沟道对主磁路的影响被减弱。其中脉宽调制式函数外形磁极是简单的矩形组合，加工友好；改善了气隙磁场波形、改善了磁导，使追求“更高工作谐波分量的磁场波形或磁导波形”或“特定谐波分量的磁场波形或磁导波形”在实现原理和实现技术上成为可能；阻尼线圈嵌放于脉宽调制式函数外形磁极中的沟道、槽内，既提高了磁极空间的利用率，也避免了阻尼线圈对主磁路的影响。
附图说明
[0023]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，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种脉宽调制式函数外形磁极和阻尼线圈组合结构，包括阻尼线圈(1)，其特征在于，所述阻尼线圈(1)和脉宽调制式函数外形磁极(2)交替分布，所述脉宽调制式函数外形磁极(2)设置在磁极主体(4)的顶端，所述脉宽调制式函数外形磁极(2)的轮廓线为圆弧，重合于脉宽调制式函数外形磁极外形线(304)。2.根据权利要求1所述的一种脉宽调制式函数外形磁极和阻尼线圈组合结构，其特征在于，所述阻尼线圈(1)和所述脉宽调制式函数外形磁极(2)分别安装在不同的区间内，主磁极被分为两个区间，分别为阻尼线圈曲线区间和脉宽调制式函数外形磁极区间，区间的范围由周期调制波(7)和脉宽调制式函数外形磁极轮廓线(3)调制确定。3.一种脉宽调制式外形，包括脉宽调制式函数外形磁极轮廓线(3)，其特征在于，所述脉宽调制式函数外形磁极轮廓线(3)关于脉宽调制式函数外形磁极轮廓线对称线(302)中心对称，展开形式:其中y0为直流分量幅值，y
i
为第i次分量的幅值，f
i
为第i次分量的频率。4.一种单体式阻尼线圈结构，包括阻尼线圈(1)，其特征在于，每一个单体式所述阻尼线圈(1)的两端与阻尼线圈端部导体(1010)之间固定连接，所述阻尼线圈(1)的外侧均重合于或低于脉宽调制式函数外形磁极外形线(304)。5.根据权利要求4所述的一种单体式阻尼线圈结构，其特征在于，所述阻尼线圈端部导体(1010)的材质与所述阻尼线圈(1)相同，单体式所述阻尼线圈(1)和所述阻尼线圈端部导体(1010)的总金属质量为励磁(或电枢)绕组(5)...
【专利技术属性】
技术研发人员：花为，张志恒，程明，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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