一种复合调磁型变磁通电机制造技术

本发明专利技术公开了一种复合调磁型变磁通电机，涉及电机技术领域。本发明专利技术包括；定子，所述定子上安装有电枢绕组；混合永磁转子，所述混合永磁转子转动连接在所述定子的内侧；所述混合永磁转子包括转子铁心，所述转子铁心的侧壁上呈周向均匀布设有若干个磁极组件；所述磁极组件包括内嵌在所述转子铁心侧壁外缘的第一永磁体。本发明专利技术中通过磁桥的设计可以实现漏磁通的可变调节，此外，通过内外双层永磁结构进一步结合了变漏磁调磁原理与记忆电机调磁机理，可以更加快速准确地调节气隙磁通，有效地拓宽了调速范围，结合了两种可变磁通电机在高低速运行中的性能优势，进而实现高效率区的全域覆盖。盖。盖。

【技术实现步骤摘要】
一种复合调磁型变磁通电机


[0001]本专利技术涉及电机
，具体为一种复合调磁型变磁通电机。

技术介绍

[0002]永磁同步电机(PermanentMagnetSynchronousMachine，PMSM)多采用高矫顽力的永磁材料(如钕铁硼)，故具有高功率、高转矩密度和高效率的优点，因而而被广泛用于航空航天、舰船推进、电动汽车等众多领域。然而由于传统PMSM永磁体具有高矫顽力的特性，传统PMSM的气隙磁场难以调节，因此当其作为电动机运行时，调速范围十分有限，存在着“低速高转矩”和“高速高功率”这一对关键矛盾。
[0003]近年来许多学者提出了各种各样的磁通调节方法，大致将其分为五类：分别是混合励磁、机械调磁、绕组复用、变漏磁以及记忆电机，其中前三类电机分别通过引入附加励磁源、机械或电力电子装置实现调磁，但相应存在电励磁损耗大、调磁难度高和系统可靠性低等问题，而后两类电机无需添加额外装置，通过改变电流调节气隙磁通，从而拓宽调速范围，降低高速弱磁铜耗，提升电机效率；变漏磁式永磁(VariableLeakageFluxPermanentMagnet，VLFPM)电机通过在磁极之间设置不同的漏磁路径，利用负载电流改变漏磁路饱和程度进行调磁；可变磁通记忆电机(VariableFluxMemoryMachine，VFMM)利用低矫顽力永磁体，通过施加不同的脉冲电流改变永磁体磁化状态从而实现调磁；变漏磁式电机由于调磁范围较窄，一定程度上牺牲了高速低载效率，但额外磁桥的设计有助于高速化运行；记忆电机调磁能力较优，可拓宽高速高效区域，但低矫顽力永磁的使用导致峰值转矩与低速效率受限，故可知单一调磁型变磁通电机高低速性能存在相互制约的情况，难以满足全域高效的需求，为此，我们提出一种复合调磁型变磁通电机。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种复合调磁型变磁通电机，能够结合变漏磁式永磁电机与记忆电机各自的优势，拓宽调速范围，提升转矩密度，减小所需磁化电流。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种复合调磁型变磁通电机，包括：
[0006]定子，所述定子上安装有电枢绕组；
[0007]混合永磁转子，所述混合永磁转子转动连接在所述定子的内侧；
[0008]所述混合永磁转子包括转子铁心，所述转子铁心的侧壁上呈周向均匀布设有若干个磁极组件；
[0009]所述磁极组件包括内嵌在所述转子铁心侧壁外缘的第一永磁体，所述转子铁心的侧壁内缘安装有多个第二永磁体，且第一永磁体的矫顽力小于第二永磁体的矫顽力；
[0010]所述第二永磁体的两侧布设有磁桥。
[0011]进一步的，所述磁极组件中的第一永磁体与第二永磁体均为平行充磁。
[0012]进一步的，所述磁极组件的数量为偶数，且每个磁极组件均为内、外双层结构。
[0013]进一步的，所述磁极组件的外层结构为呈一字型布设的第一永磁体，且第一永磁
体为铝镍钴永磁体。
[0014]进一步的，所述磁极组件的内层结构包括三个第二永磁体，其中一个第二永磁体与第一永磁体平行布设，另外两个永磁体分别布设在该第二永磁体的两端，并与之分别形成夹角。
[0015]进一步的，所述磁桥分别布设在所述内层结构的两侧。
[0016]进一步的，每个磁极组件的第二永磁体与磁桥构成并联磁路，然后第二永磁体与磁桥整体再与第一永磁体构成串联磁路。
[0017]进一步的，所述第二永磁体为钕铁硼永磁体。
[0018]进一步的，所述混合永磁转子的中心位置安装有转轴。
[0019]进一步的，所述定子与混合永磁转子之间设置有空气隙。
[0020]本专利技术至少具备以下有益效果：
[0021]本专利技术中通过磁桥的设计可以实现漏磁通的可变调节，此外，通过内外双层永磁结构进一步结合了变漏磁调磁原理与记忆电机调磁机理，可以更加快速准确地调节气隙磁通，有效地拓宽了调速范围，结合了两种可变磁通电机在高低速运行中的性能优势，进而实现高效率区的全域覆盖。
[0022]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的电机横截面结构图；
[0024]图2为本专利技术实施例的增磁状态的磁力线分布图；
[0025]图3为本专利技术实施例的弱磁状态的磁力线分布图。
[0026]附图标记：
[0027]1、定子；11、定子齿；12、定子轭；13、定子槽；2、电枢绕组；3、混合永磁转子；31、第一永磁体；32、第二永磁体；33、磁桥；34、转子铁心；4、转轴。
具体实施方式
[0028]下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本公开保护的范围。
[0029]变漏磁式永磁电机在高速低载下的效率不高，记忆电机中永磁体的低矫顽力特性导致其峰值转矩与低速下的效率受限。因此，将两种单一调磁型变磁通电机创造性结合，有助于快速准确地调节气隙磁场，满足高低速运行对电机电磁性能的要求。
[0030]请参阅图1，本专利技术提供一种技术方案：一种复合调磁型变磁通电机，包括：定子1，定子1上安装有电枢绕组2；
[0031]混合永磁转子3，混合永磁转子3转动连接在定子1的内侧；
[0032]混合永磁转子3包括转子铁心34，转子铁心34的侧壁上呈周向均匀布设有若干个磁极组件；
[0033]磁极组件包括内嵌在转子铁心34侧壁外缘的第一永磁体31，转子铁心34的侧壁内
缘安装有多个第二永磁体32，且第一永磁体31的矫顽力小于第二永磁体32的矫顽力；
[0034]第二永磁体32的两侧布设有磁桥33。
[0035]需要说明的是，混合永磁转子3的中心位置安装有转轴4，定子1、混合永磁转子3和转轴4从外到内依次设置，且定子1包括定子轭12，定子轭12与混合永磁转子3之间设置有定子齿11，相邻的两个定子齿11之间形成空腔即为定子槽13，用于放置缠绕在定子齿11上的三相电枢绕组2，定子1和混合永磁转子3之间留有空气隙。
[0036]进一步的，磁极组件的数量为偶数，且每个磁极组件均为内、外双层结构，磁极组件的外层结构为呈“一字型”布设的第一永磁体31，第一永磁体31为平行充磁，且第一永磁体31为低矫顽力永磁体；磁极组件的内层结构包括三个第二永磁体32，其中一个第二永磁体32与第一永磁体31平行布设，另外两个永磁体分别布设在该第二永磁体32的两端，并与之分别形成夹角，针对于本申请的技术方案，该夹角为钝角，磁桥33分别布设在内层结构的两侧，第二永磁体32为平行充磁，且第二永磁体32为高矫顽力永磁体。
[0037]每个磁极组件的第二永磁体32与磁桥33构成并联磁路，然后第二永磁体32与磁桥3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合调磁型变磁通电机，包括；定子(1)，所述定子(1)上安装有电枢绕组(2)；混合永磁转子(3)，所述混合永磁转子(3)转动连接在所述定子(1)的内侧；所述混合永磁转子(3)包括转子铁心(34)，所述转子铁心(34)的侧壁上呈周向均匀布设有若干个磁极组件；所述磁极组件包括内嵌在所述转子铁心(34)侧壁外缘的第一永磁体(31)，所述转子铁心(34)的侧壁内缘安装有多个第二永磁体(32)，且第一永磁体(31)的矫顽力小于第二永磁体(32)的矫顽力；所述第二永磁体(32)的两侧布设有磁桥(33)。2.根据权利要求1所述的一种复合调磁型变磁通电机，其特征在于，每个所述磁极组件中的第一永磁体(31)与第二永磁体(32)均为平行充磁。3.根据权利要求1所述的一种复合调磁型变磁通电机，其特征在于，每个所述磁极组件的数量为偶数，且每个磁极组件均为内、外双层结构。4.根据权利要求3所述的一种复合调磁型变磁通电机，其特征在于：所述磁极组件的外层结构为呈一字型布设的第一永磁体(31)，且第一永磁体(31)...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳辉，朱悦涵，黄蕴睿，林鹤云，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：