谐波磁场驱动电励磁电机制造技术

谐波磁场驱动电励磁电机，其包括：A.定子上设置若干个齿槽，槽数为Z；B.在定子圆周360

【技术实现步骤摘要】
谐波磁场驱动电励磁电机


[0001]本专利技术涉及一种电机，特别涉及谐波磁场驱动电励磁电机。

技术介绍

[0002]电机作为将电能转化为旋转机械能的装置，在我们的社会生产和生活中起着极为重要的作用。传统电励磁电机控制方便、装配性好，控制励磁电流就可控制磁场强度，达到调速的目的，可靠性高，通常用于大功率场合，其结构相对复杂，生产工艺严密，经久耐用，是电励磁电机的优势。尽管电励磁电机有诸多优势，然而相较于永磁电机的节能效果及生产成本和外形体积还是有所逊色。因此，迫切需要设计一种谐波磁场驱动电励磁电机。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是为了针对上述现有技术的不足而提供一种谐波磁场驱动电励磁电机，使其能够减小体积，提高功率密度，达到节能的效果。
[0004]本专利技术解决上述存在的问题所采用的技术方案为：谐波磁场驱动电励磁电机，其包括：转子组件、定子组件、控制模块和线束，所述线束与控制模块通过焊接连接，控制模块通过定位柱和弹性固定卡固定于所述定子组件，线束穿过定子组件设置的径向孔并从轴向孔中引出，定子组件设置的轴承对转子组件起支撑和定位作用，谐波磁场驱动电励磁电机通电 转子组件沿圆周方向旋转，主要结构表述如下：A. 定子上设置若干个齿槽，槽数为Z；B. 在定子圆周360
°
机械空间上，定子绕组按照设定的连接规律分为m相;C．带定子绕组的定子组件，其任意一相绕组通以直流恒定电流，在定子圆周360
ꢀ°
机械空间上，形成的相绕组磁场极对数为Pm;D．每相定子绕组包含的线包个数为k=n
×
Pm （n =1，2，3
…
），采用双层绕组；E．通过励磁绕组实现转子极靴磁极在圆周方向上按照N极和S极顺序进行依次排列，沿着转子圆周360
ꢀ°
机械空间上，形成的转子极靴磁极对数为Pr；F．在定子和转子之间的圆周360
°
机械空间内形成电机气隙。
[0005]所述转子极靴磁极对数Pr必须满足： Pr=Z
±
Pm，其中，定子槽数Z：Z=m
×
k。
[0006]本专利技术实施例设计为定子槽数Z=15，转子极靴磁极对数Pr=10，每相线包极对数Pm=5 , 每相线包数k=5。
[0007]更具体地，对本专利技术谐波磁场驱动电励磁电机作进一步说明：谐波磁场驱动电励磁电机的原理：A．无论作为BLDC控制或PMSM控制，电机转子转动的必要条件是定子绕组在电机气隙中产生的磁场极对数与转子极靴磁极对数相等；B．定子绕组通电后，在电机气隙中产生基波磁动势 , 在定子齿槽磁导的作用下，沿气隙空间分布一系列的谐波磁场；C．当特定的气隙谐波磁场的极对数等于转子极靴磁极对数Pr时，则会输出稳定的
电磁力矩。
[0008]为满足谐波磁场驱动电励磁电机的原理，必须符合以下条件：A．谐波磁场驱动电励磁电机转子极靴磁极对数Pr必须满足：Z
±
Pm=Pr，具体表述如下：
①
根据安培环路定律：∑H
×
L=W
×
I=F ，其中，H—磁场强度，L—磁路长度，W—线 圈匝数，I—线圈电流，F—磁动势；
②ꢀ
在电机磁场闭合回路中 ,主要经过铁磁物质和电机气隙形成闭合 ,故电机安培 环路定律表示为：H(δ)
×
L(δ)+H(铁磁)
×
L(铁磁)=W
×
I=F，由于铁磁物质中，H(铁磁)很小 可以约等于零，故H(δ)
×
L(δ)=W
×
I=F；
③ꢀ
磁感应强度B与磁场强度H的关系为：B=μ
×
H，其中，μ—相对导磁率；
④ꢀ
故F=WI=B(δ)
×
L(δ)/μ0 ，其中，μ0—空气相对导磁率；
⑤ꢀ
电机气隙磁感应强度可以表示为：B(δ)=F
×
μ0/L(δ)=F
×
ʌ
(δ) ，其中，
ʌ
(δ) — 电机气隙磁导，气隙越小，磁导越大；
⑥ꢀ
磁动势F在电机气隙中空间分布为矩形波，根据傅里叶级数可以表示为： F(α)=(2/π)
×
F
×
[sin(Pm
×
α)+(1/3)
×
sin(3
×
Pm
×
α)+
ꢀ…ꢀ
+(1/n)
×
sin(n
×
Pm
×
α)] ，其中，n=1，2，3 ...，α—表示沿着气隙圆周方向的机械空间角度，可见，磁动势的基 波幅值最大，基波磁动势表达式为：F1(α)=(2/π)
×
F
×
sin(Pm
×
α)=(2
×
WI/π)
×
sin(Pm
×
α)
⑦ꢀ
电机气隙齿磁导
ʌ
δ在空间分布近似矩形波，根据傅里叶级数可以表示为：
ʌ
δ(α)=
ʌ
0+
ʌ1×
cos(Z
×
α)+
ʌ2×
cos(2
×
Z
×
α)+
ꢀ…ꢀ
+
ʌ
n
×
cos(n
×
Z
×
α) ，其中，n=1，2，3...，基波磁导幅值最大，其表达式为：
ʌ
δ1(α)=
ʌ
0+
ʌ1×
cos(Z
×
α) ；
⑧ꢀ
定子绕组基波磁动势在定子齿磁导的调制下 ,在电机气隙中沿空间分布产生 的磁感应强度表达式：B(α)=F
×
ʌ
(δ)=(2
×
WI/π)
×
sin(Pm
×
α)
×
[
ʌ
0+
ʌ1×
cos(Z
×
α)]=Bm0
×
sin(Ps
×
α)+Bm1
×
sin(Pm
×
α)
×
cos(Z
×
α) ，其中，Bm0=2
×
WI
×
ʌ
0/π，Bm1=2
×
WI
×
ʌ
1/π，利用三角公式定理：sin(a)
×
cos(b)=[sin(a+b)+sin(a
‑
b)]/2，将上述公式进行变化，得出：B(α)=Bm0
×
sin(Pm
×
α)+(Bm1/2)
×
sin[(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.谐波磁场驱动电励磁电机，其特征在于：包括：A.定子上设置若干个齿槽，槽数为Z；B.在定子圆周360
°
机械空间上，定子绕组按照设定的连接规律分为m相；C．带定子绕组的定子组件，其任意一相绕组通以直流恒定电流，在定子圆周360
°
机械空间上，形成的相绕组磁场极对数为Pm；D．每相定子绕组包含的线包个数为k=n
×
Pm （n=1，2，3
…
），采用双层绕组；E．通过励磁绕组实现转子极靴磁极在圆周方向上按照N极和S极顺序进行依次排列，沿着转子圆周360
°
机械空间上，形成的转子极靴磁极对数为Pr；F．在定子和转子之间的圆周360
°
机械空间内形成电机气隙；所述转子极靴磁极对数Pr必须满足： Pr = Z
±
Pm，其中，定子槽数Z：Z=m
×
k。2.如权利要求1所述的谐波磁场驱动电励磁电机，其特征在于：所述定子槽数Z=15，转子极靴磁极对数Pr=10，每相线包极对数Pm=5,每相线包数k=5。3.如权利要求1所述的谐波磁场驱动电励磁电机，其特征在于：所述电励磁转子极靴设...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建民，许恒帅，贺海亮，刘培海，
申请(专利权)人：宁波恒帅股份有限公司，
类型：发明
国别省市：