一种混合励磁爪极电机制造技术

本发明专利技术涉及电机技术领域，尤其涉及一种混合励磁爪极电机，包括；定子，开设有定子槽，并具有定子内腔；永磁转子，设置于定子内腔内，并具有永磁转子内腔；包括若干间隔布置永磁体；电励磁转子，设置于永磁转子内腔内，并具有电励磁转子内腔，包括爪极转子组件以及电励磁绕组；所述爪极转子组件上设置有与永磁体数量对应，并间隔设置的爪极；所述爪极沿电机径向布置，并位于永磁转子的一侧，且所有爪极的水平截面等宽；所述永磁体构成的磁势源与所述电励磁绕组构成的磁势源并列；定子与永磁转子以及电励磁转子之间存在环形的气隙；隔磁套，设置于电励磁转子与永磁转子之间；转轴，轴向贯穿定子、爪极转子组件、永磁转子以及电励磁绕组。永磁转子以及电励磁绕组。永磁转子以及电励磁绕组。

【技术实现步骤摘要】
一种混合励磁爪极电机


[0001]本专利技术涉及电机
，尤其涉及一种混合励磁爪极电机。

技术介绍

[0002]电机作为一种能量转换的重要装置，应用非常广泛；爪极电机是电机类型中的常见且重要的一类；根据爪机电机的发展历程以及运行原理，可以将爪极电机分为三大类：电励磁爪极电机、永磁爪极电机以及混合励磁爪极电机；
[0003]其中混合励磁爪极电机综合了电励磁爪极电机和永磁爪极电机的优点；现在的混合励磁爪极电机的主要研究方向为并联式混合励磁爪极电机，其将电励磁和永磁两种磁势源并联，并在相邻的两个爪极之间加入了一块切向充磁的永磁体，与传统的爪极电机相比，减少了爪极之间的漏磁，提升了永磁体利用率，进而提升了电机的使用效率；例如公告号为CN101741200A，名称为《一种爪极电机》中公开的电机结构；
[0004]但是现有的并联式混合励磁爪极电机有两个缺点：
[0005]①
；电机的永磁体的设置方式为并联排布于爪极极间(或下)，这种设置方式会导致永磁磁场偏斜，并导致永磁体的利用率降低，且漏磁较大，永磁体工作点偏低，易退磁，影响电机安全可靠运行；
[0006]②
；爪极的形状类似梯形，由末端向自由端的截面积逐渐变小，这种结构导致爪极(延自身长度方向)的轴向磁通不均匀，因此通过该种爪极轴向截面的磁通并不相等，在定子铁心中存在与定子绕组不交链的轴向磁通，从而降低电机铁心利用率和效率。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中所存在的不足，本专利技术提供一种混合励磁爪极电机，包括；
[0008]定子，开设有定子槽，并具有定子内腔；
[0009]永磁转子，设置于定子内腔内，并具有永磁转子内腔；包括若干间隔布置永磁体；
[0010]电励磁转子，设置于永磁转子内腔内，并具有电励磁转子内腔，包括爪极转子组件以及电励磁绕组；所述爪极转子组件上设置有与永磁体数量对应，并间隔设置的爪极；所述爪极沿电机径向布置，并位于永磁转子的一侧，且所有爪极的水平截面等宽；
[0011]所述永磁体构成的磁势源与所述电励磁绕组构成的磁势源并列；
[0012]定子与永磁转子以及电励磁转子之间存在环形的气隙；
[0013]隔磁套，设置于电励磁转子与永磁转子之间；
[0014]转轴，轴向贯穿定子、爪极转子组件、永磁转子以及电励磁绕组。
[0015]进一步的，爪极转子组件包括相互嵌合的第一爪极转子与第二爪极转子；所述爪极包括设置于第一爪极转子上的第一爪极以及设置于第二爪极转子上的第二爪极；当第一爪极转子与第二爪极转子嵌合时，所述第一爪极与第二爪极相互交错排布。
[0016]进一步的，第二爪极转子还包括延伸部；所述延伸部为柱体结构，在其端面上开设有放置槽；所述放置槽构成转子内腔；所述第二爪极呈圆周阵列式地设置于放置槽的槽口
上。
[0017]进一步的，第一爪极转子与第二爪极转子上开设有供转轴贯穿的安装孔。
[0018]进一步的，永磁转子还包括环形套件；所述永磁体呈圆周阵列，设置于环形套件内部；所述环形套件的内环空心部分，构成所述永磁转子内腔。
[0019]进一步的，隔磁套包括套部以及挡部；所述套部套设于延伸部上；所述挡部设置于套部的一端，并分别与爪极以及永磁转子相抵。
[0020]相比于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0021]在本专利技术中，将电机的爪极设置为(沿爪极自身长度方向)等宽结构，这样使得爪极在(沿其自身长度方向的)轴向方向上的截面积相等，从而使得通过爪极任意轴向截面的磁通相等，继而使得电机轴向方向上气隙磁密分布均匀，有效地改善了现有技术中混合励磁电机中爪极轴向磁通不均匀的问题，提高了电机的输出效率；相较于现有爪极电机类似尖爪结构的爪极来讲，由于其爪极(沿其自身长度方向的)轴向方向上的截面逐渐变小，因此通过爪极轴向截面的磁通不相等，继而使得电机轴向上的气隙磁密分布不均，导致电机的输出效率无法提高；
[0022]另外在本专利技术中，由于永磁体未像传统的并联式混合励磁爪极电机一样设置于爪极之间，因此永磁体构成的磁势源与所述电励磁绕组构成的磁势源相互并列且互不干扰，所有永磁体均至于合理的磁路中，永磁体所有部分均包含在爪极转子组件内(未暴露在空气中，不易发生高温退磁)，既保证了永磁体的高效利用，又提升了电机的安全可靠运行。
附图说明
[0023]图1为本专利技术提供的一种混合励磁爪极电机的主视图；
[0024]图2为本专利技术提供的一种混合励磁爪极电机的后视图；
[0025]图3为本专利技术提供的一种混合励磁爪极电机第一视角的结构示意图；
[0026]图4为本专利技术提供的一种混合励磁爪极电机第二视角的结构示意图；
[0027]图5为本专利技术提供的一种混合励磁爪极电机第一视角的结构爆炸图；
[0028]图6为本专利技术提供的一种混合励磁爪极电机第二视角的结构爆炸图；
[0029]图7为图1中A
‑
A的截面示意图；
[0030]图8为本专利技术提供的一种混合励磁爪极电机中永磁磁通路的等效磁路模型图；
[0031]图9为本专利技术提供的一种混合励磁爪极电机中电励磁磁通路的等效磁路模型图；
[0032]图10为传统的并联式混合励磁爪极电机的电励磁－永磁磁通路的等效磁路模型图；
[0033]图11为本专利技术提供的一种混合励磁爪极电机中永磁磁通路的二维路径示意图；
[0034]图12为本专利技术提供的一种混合励磁爪极电机中电励磁磁通路的二维路径示意图；
[0035]图13为本专利技术提供的一种混合励磁爪极电机中永磁磁通路的三维维路径示意图；
[0036]图14为本专利技术提供的一种混合励磁爪极电机中电励磁磁通路的三维维路径示意图；
[0037]图15为传统的并联式混合励磁爪极电机中永磁磁通路的三维维路径示意图；
[0038]图16为传统的并联式混合励磁爪极电机中电励磁磁通路的三维维路径示意图；
[0039]图17为本专利技术实施例提供的一种混合励磁爪极电机的永磁体设置结构示意图；
[0040]图18为传统的并联式混合励磁爪极电机的永磁体设置结构示意图；
[0041]图19为仿真实验1中本专利技术实施例提供的一种混合励磁爪极电机定子上位置1
‑
4的划分示意图；
[0042]图20为仿真实验1中传统的并联式混合励磁爪极电机定子上位置1
‑
4的划分示意图；
[0043]图21为仿真实验1中本专利技术实施例提供的一种混合励磁爪极电机位置1
‑
4处的气隙磁密分布折线图；
[0044]图22为仿真实验1中传统的并联式混合励磁爪极电机位置1
‑
4处的气隙磁密分布折线图；
[0045]图23为仿真实验1中本专利技术实施例提供的一种混合励磁爪极电机位置1
‑
4处的电枢齿轴向磁密分布折线图；
[0046]图2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合励磁爪极电机，其特征在于，包括；定子，开设有定子槽，并具有定子内腔；永磁转子，设置于定子内腔内，并具有永磁转子内腔；包括若干间隔布置永磁体；电励磁转子，设置于永磁转子内腔内，并具有电励磁转子内腔，包括爪极转子组件以及电励磁绕组；所述电励磁绕组设置于电励磁内腔内部；所述爪极转子组件上设置有与永磁体数量对应，并间隔设置的爪极；所述爪极沿电机径向布置，并位于永磁转子的一侧，且所有爪极的水平截面等宽；定子与永磁转子以及电励磁转子之间存在环形的气隙；隔磁套，设置于电励磁转子与永磁转子之间；转轴，轴向贯穿定子、爪极转子组件、永磁转子以及电励磁绕组。2.如权利要求1所述的一种混合励磁爪极电机，其特征在于，所述爪极转子组件包括相互嵌合的第一爪极转子与第二爪极转子；所述爪极包括设置于第一爪极转子上的第一爪极以及设置于第二爪极转子上的第二爪极；当...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈启平，李建辉，周子遥，程俊，贺晓蓉，余顺，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：