转子无线励磁型可变磁通磁阻电机制造技术

本发明专利技术提供了一种转子无线励磁型可变磁通磁阻电机，包括直流输入端、逆变电路、谐振电容、发射线圈、接收线圈、整流滤波电路、电机直流绕组；逆变电路接外部的直流电源，通过逆变电路逆变为设定频率的高频交流电，经发射线圈与谐振电容元件中产生高频电流，高频电流再通过发射线圈产生高频磁场，随后高频磁场将能量传递给接收线圈与谐振电容，通过整流滤波电路与后向电机的直流绕组供电。本发明专利技术有益效果：设计的转子无线励磁型可变磁通磁阻电机，将直流绕组放置于转子上，电机内部磁场相互干扰减小，铁芯损耗更低、发热与散热更为均匀，并且在转子极数为奇数时，可根据实际情况采取调节转子直流电流的方式来保证电磁力平衡，增加电机的转矩密度。的转矩密度。的转矩密度。

【技术实现步骤摘要】
转子无线励磁型可变磁通磁阻电机


[0001]本专利技术属于无线电能传输
，尤其是涉及一种转子无线励磁型可变磁通磁阻电机。

技术介绍

[0002]现有的电机产品中，采用有刷励磁的电机，由于其电刷与滑环结构的存在，工作时会有产生电火花的风险，并且长期的摩擦工作状态需要对电刷与滑环进行定期的更换，避免因接触不良导致电机性能下降。同时，摩擦会消耗部分能量，降低能量的使用效率。
[0003]采用永磁体励磁的电机，内部使用的永磁材料成本占到了电机总成本的一半以上，并且在工作中会因温升问题导致永磁体产生退磁，当电机发生故障需要停车时，难以对永磁体进行灭磁。
[0004]现有的采用无线电能传输技术进行励磁的电机多为同步电机，其励磁装置设计的体积较大，工作时会消耗部分电能转换成旋转结构的动能，同时装置难以在保证承受旋转应力的同时兼具电磁兼容性，使得对转子磁场和定子磁场产生干扰，电气参数的分析难度，增加了失步概率，造成电机工作稳定性下降。
[0005]对于传统可变磁通磁阻电机，直流绕组与交流绕组都位于定子上，由于工作中产生的铁芯损耗与绕组铜耗，会使定子温度相对较高，从而导致电机电磁特性下降。由于可变磁通磁阻电机定、转子极数可灵活匹配，但转子极数为奇数的电机存在磁力不平衡以及转矩密度低的问题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种转子无线励磁型可变磁通磁阻电机，以至少解决
技术介绍
中的至少一个问题。
[0007]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：r/>[0008]转子无线励磁型可变磁通磁阻电机，包括直流输入端、逆变电路、谐振电容、发射线圈、接收线圈、整流滤波电路、电机直流绕组；
[0009]逆变电路接外部的直流电源，通过逆变电路逆变为设定频率的高频交流电，经发射线圈与谐振电容元件中产生高频电流，高频电流再通过发射线圈产生高频磁场，随后高频磁场将能量传递给接收线圈与谐振电容，通过整流滤波电路为后向电机的直流绕组供电。
[0010]进一步的，还包括封装夹板，利用封装夹板将发射线圈与电磁屏蔽材料封装。
[0011]进一步的，还包括封装夹板，利用封装夹板对接收线圈进行封装。
[0012]相对于现有技术，本专利技术所述的转子无线励磁型可变磁通磁阻电机具有以下有益效果：
[0013]本专利技术所述的转子无线励磁型可变磁通磁阻电机，设计的转子无线励磁型可变磁通磁阻电机，将直流绕组放置于转子上，电机内部磁场相互干扰减小，铁芯损耗更低、发热
与散热更为均匀，并且在转子极数为奇数时，可根据实际情况采取调节转子直流电流的方式来保证电磁力平衡，增加电机的转矩密度。同时，本专利设计的无线励磁装置结构简单、传输效率高、杂散损耗低，能够保证电机的各项性能稳定，促进电机技术的发展。
附图说明
[0014]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0015]图1为本专利技术实施例所述的电机电路系统样式一示意图；
[0016]图2为本专利技术实施例所述的电机电路系统样式二示意图；
[0017]图3为本专利技术实施例所述的电机绕组分布示意图；
[0018]图4为本专利技术实施例所述的电机剖面示意图；
[0019]图5为本专利技术实施例所述的无线电能传输装置线圈样式一示意图；
[0020]图6为本专利技术实施例所述的无线电能传输装置线圈样式二示意图。
具体实施方式
[0021]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0022]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0023]如图1至图3所示，电机各部分完成装配后，其内部构造如剖面图所示，在电机的后端，无线励磁电路与屏蔽材料封装后进行固定，发射端保持静止，接收端与电机转子相连并能够随之旋转。图中的屏蔽材料可使用铁氧体或纳米晶等材料，可根据电机的功率和耦合结构进行材料的选择与用量。
[0024]如图4和图5所示，为图1中无线励磁电路装置的封装效果图，并与屏蔽材料一同安装在固定板上，在有限空间内满足电机旋转的工作状态。图4中的线圈样式为平面圆盘形，图5的线圈样式为同轴套筒行，均可满足电机的旋转状态。
[0025]本方案属于无线电能传输技术与电机相结合的领域，以非接触的方式向可变磁通磁阻电机转子供电，不仅免去了一类传统电机中电刷与滑环的结构，还可减少一类永磁同步电机中稀土材料的使用，同时与传统可变磁通磁阻电机相比，直流绕组位于转子上可增加转密度，也可通过调整电流来克服转子极数为奇数带来的磁力不平衡问题。本专利中的装置采用紧凑型封装，并添加新型电磁屏蔽材料以减少能量的损耗，使得电机的工作性能得以提升。该专利制作而成的新型电机，可替代目前电力拖动设备中采用的有刷电机、永磁电机或可变磁通磁阻电机，适应性强，具有十分可观的应用前景。
[0026]本方案的任务在于利用无线电能传输技术向可变磁通磁阻电机转子进行供电，用以取代采用电刷励磁、永磁体励磁或是定子直流励磁的方式。无线励磁装置采用封装性设计，将电感线圈、线圈固定板、电磁屏蔽材料固定在多层夹板中，在夹板周围采用非金属材料固定，使其兼具电磁兼容、高速旋转、能量损耗低、旋转空间充足、耦合状态强的优点。直流绕组转移至转子可减少电机转矩脉动，同时可通过调节直流克服转子极数为奇数带来的磁力不平衡问题，从而提升电机的性能。
[0027]已有的电机产品中，采用有刷励磁的电机，由于其电刷与滑环结构的存在，工作时
会有产生电火花的风险，并且长期的摩擦工作状态需要对电刷与滑环进行定期的更换，避免因接触不良导致电机性能下降。同时，摩擦会消耗部分能量，降低能量的使用效率。
[0028]采用永磁体励磁的电机，内部使用的永磁材料成本占到了电机总成本的一半以上，并且在工作中会因温升问题导致永磁体产生退磁，当电机发生故障需要停车时，难以对永磁体进行灭磁。
[0029]已有的采用无线电能传输技术进行励磁的电机多为同步电机，其励磁装置设计的体积较大，工作时会消耗部分电能转换成旋转结构的动能，同时装置难以在保证承受旋转应力的同时兼具电磁兼容性，使得对转子磁场和定子磁场产生干扰，电气参数的分析难度，增加了失步概率，造成电机工作稳定性下降。
[0030]对于传统可变磁通磁阻电机，直流绕组与交流绕组都位于定子上，由于工作中产生的铁芯损耗与绕组铜耗，会使定子温度相对较高，从而导致电机电磁特性下降。由于可变磁通磁阻电机定、转子极数可灵活匹配，但转子极数为奇数的电机存在磁力不平衡以及转矩密度低的问题。
[0031]本方案所要解决的主要问题是，现有可变磁通磁阻电机的直流交流绕组都位于定子上，从而带来定子铁芯损耗过高、发热集中，以及转子极数奇数时所受电磁力不平衡且转矩密度低。对此设计了一种转子无线励磁型可变磁通磁阻电机。
[0032]本方案所采用的技术方案是：将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.转子无线励磁型可变磁通磁阻电机，其特征在于：包括直流输入端、逆变电路、谐振电容、发射线圈、接收线圈、整流滤波电路、电机直流绕组；逆变电路接外部的直流电源，通过逆变电路逆变为设定频率的高频交流电，经发射线圈与谐振电容元件中产生高频电流，高频电流再通过发射线圈产生高频磁场，随后高频磁场将能量传递给接收线圈与谐...

【专利技术属性】
技术研发人员：张献，袁文江，沙琳，郭海潮，朱子旭，刘建港，郝程铭，刘世奇，薛瑞光，徐伟达，王冉，马贤杰，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：