一种交直流集成型复合调磁电机制造技术

本发明专利技术公开了一种交直流集成型复合调磁电机，涉及电机技术领域。本发明专利技术包括：定子，所述定子的内部转动连接有转子；定子齿，所述定子上固定连接有定子齿，定子齿的数量为偶数，每两个相邻的定子齿为一组，且每组定子齿的端部均内嵌安装有第一永磁体，每组定子齿的轭部均内嵌安装有第二永磁体，第一永磁体和第二永磁体均沿切向交替充磁。本发明专利技术中交直流集成型绕组有效缓解了永磁体、电枢绕组和励磁绕组在定子安装空间上的矛盾，简化了电机结构；有效结合了定子偏置永磁结构与磁通记忆原理，在保证输出转矩能力的同时可实现气隙磁通的灵活调节，进一步拓宽调速范围。进一步拓宽调速范围。进一步拓宽调速范围。

【技术实现步骤摘要】
一种交直流集成型复合调磁电机


[0001]本专利技术涉及电机
，具体为一种交直流集成型复合调磁电机。

技术介绍

[0002]传统永磁同步电机根据永磁体的位置可以分为定子永磁型同步电机和转子永磁型同步电机。常见的定子永磁型同步电机大致分为三类，分别是：双凸极永磁(DoublySalientPermanentMagnet,DSPM)电机、磁通反向永磁(Flux ReversalPermanentMagnet,FRPM)电机和磁通切换永磁(FluxSwitching PermanentMagnet,FSPM)电机。DSPM电机中永磁体用量较少，但永磁磁链为单极性且不可控，会产生较大的齿槽转矩和转矩脉动；相比于DSPM电机，FRPM电机增强了绕组间的相间隔离作用，具有更高的转矩密度和更强的容错能力，但极间漏磁严重，永磁利用率低；FSPM电机永磁体用量较大，但可获得高度正弦的永磁磁链，电磁性能良好。
[0003]为拓宽调速范围，改善弱磁性能，可变磁通记忆电机(VariableFluxMemory Machine，VFMM)自提出以来得到了快速的发展，VFMM利用永磁体的低矫顽力特性，通过施加电流改变永磁体的磁化状态进而调节气隙磁通，被认为是真正意义上的可变磁通永磁电机，但低矫顽力永磁的使用也限制了峰值转矩的进一步提升，不能在保证输出转矩能力的同时实现气隙磁通的灵活调节，为此，我们提出一种交直流集成型复合调磁电机。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种交直流集成型复合调磁电机，将定子偏置永磁结构与磁通记忆原理有效结合，实现混合励磁与混合永磁，在保证输出转矩能力的同时可实现气隙磁通的灵活调节。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种交直流集成型复合调磁电机，包括：
[0006]定子，所述定子的内部转动连接有转子；
[0007]定子齿，所述定子上固定连接有定子齿，定子齿的数量为偶数，每两个相邻的定子齿为一组，且每组定子齿的端部均内嵌安装有第一永磁体，每组定子齿的轭部均内嵌安装有第二永磁体，第一永磁体和第二永磁体均沿切向交替充磁；
[0008]交直流集成绕组，每组定子齿上均安装有交直流集成绕组，用于对电枢绕组、励磁绕组及直流调磁绕组进行多功能复用。
[0009]进一步的，所述定子与转子之间设置有气隙。
[0010]进一步的，所述第一永磁体和第二永磁体均为弧形状，且第一永磁体的矫顽力大于第二永磁体的矫顽力。
[0011]进一步的，所述第一永磁体为钕铁硼永磁体，第二永磁体为铝镍钴永磁体。
[0012]进一步的，所述第一永磁体与第二永磁体构成混合永磁结构，用于协同混合励磁方式进一步实现气隙磁通的快速精准调节。
[0013]本专利技术至少具备以下有益效果：
[0014]本专利技术中通过定子偏置永磁结构的设计可以实现电枢绕组、励磁绕组及直流调磁绕组的多功能复用，有效缓解了永磁体、电枢绕组和励磁绕组在定子安装空间上的矛盾，简化了电机结构，此外，有效结合了定子偏置永磁结构与磁通记忆原理，在保证输出转矩能力的同时可实现气隙磁通的快速准确调节，进一步拓宽调速范围，提高了电机效率。
[0015]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
[0016]图1为本专利技术的电机横截面结构图；
[0017]图2为本专利技术实施例的增磁状态的磁力线分布图；
[0018]图3为本专利技术实施例的弱磁状态的磁力线分布图。
[0019]附图标记：
[0020]1、定子；2、转子；3、定子齿；4、第一永磁体；5、第二永磁体；6、交直流集成绕组。
具体实施方式
[0021]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。
[0022]本专利技术将直流偏置交流电流的思想引入可变磁通记忆电机可实现电枢绕组、励磁绕组及直流调磁绕组的多功能复用，可大幅度提升电机的转矩密度、效率、功率因数和恒功率运行范围，但大部分的电励磁磁场流经定子齿极靴并通过转子形成回路，易造成局部的铁心饱和，从而降低了电机调磁能力和运行效率，而记忆电机作为一种真正意义上的可变磁通永磁电机，可灵活有效地调节气隙磁通，提升电机调磁能力，因此，将定子偏置永磁结构与记忆电机调磁原理创造性结合，有助于满足高低速运行对电机电磁性能的要求。
[0023]请参阅图1
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3，本专利技术提供一种技术方案：一种交直流集成型复合调磁电机，包括：
[0024]定子，定子的内部转动连接有转子；
[0025]定子齿，定子上固定连接有定子齿，定子齿的数量为偶数，每两个相邻的定子齿为一组，且每组定子齿的端部均内嵌安装有第一永磁体，每组定子齿的轭部均内嵌安装有第二永磁体，第一永磁体和第二永磁体均沿切向交替充磁；
[0026]交直流集成绕组，每组定子齿上均安装有交直流集成绕组，用于实现电枢绕组、励磁绕组及直流调磁绕组的多功能复用，从而实现混合励磁和第二永磁体的在线充去磁。
[0027]如图1所示，定子和转子从外到内依次设置，定子和转子之间存在气隙。每组相邻的两个定子齿及定子之间构成“Π”型，“Π”型定子齿的结构设计增强了低矫顽力第二永磁体的抗退磁能力。
[0028]进一步的，第一永磁体和第二永磁体均为弧形状，且第一永磁体的矫顽力大于第二永磁体的矫顽力，即第一永磁体为高矫顽力永磁体，第二永磁体为低矫顽力永磁体，需要理解的是，高矫顽力和低矫顽力是两个相对量，本专利技术中的高矫顽力永磁体相对于低矫顽力永磁体具有更高的矫顽力，针对于本实施例的技术方案，第一永磁体采用钕铁硼永磁体，
第二永磁体采用铝镍钴永磁体。
[0029]进一步的，第一永磁体和第二永磁体均为内嵌式结构，第一永磁体数量和第二永磁体的数量均为偶数，针对于本实施例的技术方案，第一永磁体数量和第二永磁体的数量均为6个。
[0030]第一永磁体与第二永磁体构成混合永磁结构，协同混合励磁方式进一步实现了气隙磁通的快速精准调节，调速范围进一步拓宽，弱磁性能也得到进一步改善。
[0031]如图2和图3所示，本实施例的交直流集成型复合调磁电机的运行原理为：永磁磁通首先从定子齿端部设置的第一永磁体和定子轭部设置的第二永磁体的北极出发，若同一定子齿上第一永磁体与第二永磁体的磁化方向相同，则此时第二永磁体处于增磁状态，第一永磁体和第二永磁体构成并联磁路关系；若同一定子齿上第一永磁体与第二永磁体磁化方向相反，则此时第二永磁体处于弱磁状态，第一永磁体和第二永磁体构成串联磁路关系。两种永磁磁通和电励磁磁通相叠加或抵消后同方向流动，依次经过定子齿、气隙、转子齿和相邻磁极的定子齿，最终到达永磁体的南极。
[0032]综上所述，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交直流集成型复合调磁电机，包括；定子，所述定子的内部转动连接有转子；定子齿，所述定子上固定连接有定子齿，定子齿的数量为偶数，每两个相邻的定子齿为一组，且每组定子齿的端部均内嵌安装有第一永磁体，每组定子齿的轭部均内嵌安装有第二永磁体，第一永磁体和第二永磁体均沿切向交替充磁；交直流集成绕组，每组定子齿上均安装有交直流集成绕组，用于对电枢绕组、励磁绕组及直流调磁绕组进行多功能复用。2.根据权利要求1所述的一种交直流集成型复合调磁电机，其特征在于：所述定子与转...

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