二部件变极转子调磁电机制造技术

二部件变极转子调磁电机，是额定转速可变速电机，由定子

【技术实现步骤摘要】
二部件变极转子调磁电机


[0001]本专利技术涉及转子极对数可变极的调磁电机
。
具体是利用定子齿部兼作为固定调磁环，电枢绕组流通三相交流电
、
二相交流电或直流电形成定子磁场，转子采用可变极永磁转子，转子极对数可变极，转子极对数
、
调磁块数和定子极对数形成调磁匹配关系，按调磁运动关系驱动可变极永磁转子
。
这样的额定转速可变速电机就是二部件变极转子调磁电机
。

技术介绍

[0002]电机的部件包括定子
、
转子
、
集电环电刷
、
支承部件
、
机壳和控制电路等
。
电机一般是圆柱状转子位于电机中心内部
、
圆环状定子位于外部包围转子，这是内转子径向磁通电机
。
拓扑技术可以实现圆柱状定子位于电机中心内部，圆环状转子位于外部包围定子，这是外转子径向磁通电机
。
拓扑技术还可以实现盘状定子位于电机一侧，盘状转子位于电机另一侧，定子转子均围绕电机轴转动，这是轴向磁通电机
。
拓扑技术还可以实现线状排列定子与线状排列转子相对平行运动的直线电机
。
所述拓扑技术是成熟技术
。
电机都努力提高效率，变极电机可以变极变速，功能比普通电机丰富，也需要提高效率
。
传统三相交流变极电机，其控制电路切换齿部绕组三相电枢电流来实现定子极对数变极，转子采用笼形感应转子自动形成与定子极对数相等的转子极对数；作为可变速电机，该电机效率不高
。
要提高可变速电机的效率，需要利用定子齿部兼作为调磁环，采用可变极永磁转子，设置永磁体与可变磁体形成转子磁场，控制电路切换励磁电流来实现转子极对数变极，使转子极对数与定子极对数形成调磁匹配关系，形成二部件变极转子调磁电机
。
本专利技术创造性地在电机中借用同心磁齿轮的调磁效应，形成的电机称为调磁电机，该电机具有三个转动部件，分别是定子电枢磁场
、
调磁环和转子，由于定子电枢磁场是无形转动，定子齿部兼作为调磁环转速为零，实际有形部件是定子和转子这两者，所以称为二部件变极转子调磁电机
。
所述调磁是调磁效应，是调磁环把电枢磁场调制成为与转子磁场匹配的谐波磁场，转子磁场与这谐波磁场同步；调磁环把转子磁场调制成为与电枢磁场匹配的谐波磁场，电枢磁场与该谐波磁场同步；像同心磁齿轮三个部件一样形成调磁运动关系，本专利技术中定子与调磁环形成一体
。
同心磁齿轮是具有极对数的两个磁环被中间具有调磁块的调磁环调制形成调磁效应的磁性齿轮传动结构，参见（
Atallah and Howe,2001
）
。
所述调磁匹配关系是定子极对数
、
调磁块数和转子极对数这三者形成下列等式关系之一：调磁匹配关系一，定子极对数
+
转子极对数
=
调磁块数；调磁匹配关系二，定子极对数
+
调磁块数
=
转子极对数
。
当调磁环转速为零时，与两种调磁匹配关系依次对应的两种调磁运动关系是：调磁运动关系一，定子极对数
*
电枢磁场转速
+
转子极对数
*
转子转速
=0
；调磁运动关系二，定子极对数
*
电枢磁场转速
=
转子极对数
*
转子转速
。*
为乘号
。
所述三相交流电为
+a
相
、
‑
c
相
、+b
相
、
‑
a
相
、+c
相和
‑
b
相的正弦交变电流，其中
+a
相
、+b
相和
+c
相这三相依次滞后
120
度电相位
。
所述二交流电为
+a
相
、+b
相
、
‑
a
相和
‑
b
相的正弦交变电流，这四相依次滞后
90
度电相位
。
所述直流电是在一步步长时间中不变的单向电流，在不同步长时间中可以为正电流或负电流
。
所述可变极永磁转子上的磁体形成转子极对数的结构形式有
halbach
式
、
表面贴合式
、
表面嵌入式
、
内部径向式
、
内部切
向式和
CP
式，
CP
式又称为单极性式
。
[0003]本专利技术提出利用定子齿部兼作为固定调磁环，可变极永磁转子的转子极对数
、
调磁块数和定子极对数形成调磁匹配关系，形成二部件变极转子调磁电机，就是要创新转子结构
、
创新电机结构
、
提高可变速电机效率
。
电机行业需要二部件变极转子调磁电机
。

技术实现思路

[0004]二部件变极转子调磁电机，由定子
、
可变极永磁转子
、
集电环电刷
、
支承部件
、
机壳和控制电路组成
。
与电源形成电路连接，与传动轴等形成机械连接
。
特征在于：利用定子齿部兼作为固定调磁环，电枢绕组流通三相交流电
、
二相交流电或直流电形成定子磁场；可变极永磁转子采用永磁体和可变磁体形成转子磁场，控制电路切换可变磁体的励磁电流来实现转子极对数变极，转子极对数
、
调磁块数和定子极对数形成调磁匹配关系；按调磁运动关系驱动可变极永磁转子
。
[0005]定子由定子铁芯和电枢绕组组成，均采用成熟技术
。
定子铁芯由轭部和齿部组成，采用软磁材料，如硅钢材料
。
定子齿部兼作为固定调磁环的调磁块，定子齿部数就是调磁块数
。
电枢绕组由导线绕制而成，绕制形式包括轭绕组和齿部绕组，分别围绕定子铁芯的轭部和齿部绕制而成，流通三相交流电
、
二相交流电或直流电形成定子电枢磁场，具有定子极对数，具有电枢磁场转速
。
齿部绕组形成电枢磁场是成熟技术
。
轭绕组形成电枢磁场的过程是，各轭绕组流通电枢电流形成轭部磁场，同向轭部磁场叠加
、
异向轭部磁场汇集，汇集在最近的齿部形成面向转子的齿部磁场就是电枢磁场
。
流通正向电流形成顺时针方向轭部磁场的轭绕组是正轭绕组
。
[0006]可变极永磁转子由转子铁芯
、
转子轴
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
二部件变极转子调磁电机，由定子
、
可变极永磁转子
、
集电环电刷
、
支承部件
、
机壳和控制电路组成，特征在于：利用定子齿部兼作为固定调磁环，电枢绕组流通三相交流电
、
二相交流电或直流电形成定子磁场；可变极永磁转子采用永磁体和可变磁体形成转子磁场，控制电路切换可变磁体的励磁电流来实现转子极对数变极，转子极对数
、
调磁块数和定子极对数形成调磁匹配关系；按调磁运动关系驱动可变极永磁转子；定子由定子铁芯和电枢绕组组成，定子铁芯由定子轭部和定子齿部组成，定子齿部兼作为固定调磁环的调磁块，电枢绕组包括轭绕组和齿部绕组，电枢绕组流通三相交流电
、
二相交流电或直流电形成定子电枢磁场，具有定子极对数，具有电枢磁场转速；可变极永磁转子由转子铁芯
、
转子轴
、
磁体和励磁绕组组成，具有可变的转子极对数，具有转子转速；其中磁体由多块永磁体和多块可变磁体组成，可变磁体选择采用软磁材料或记忆永磁材料这两者之一，围绕每块可变磁体设置励磁绕组，励磁绕组通过集电环电刷与控制电路连接，励磁电流被控制电路控制，切换励磁电流可以切换可变磁体形成的磁场，从而改变转子极对数；可变磁体选择采用软磁材料时，通过持续的励磁电流形成可变磁场；集电环电刷选择采用普通集电环电刷和开关集电环电刷这两者之一，转子励磁绕组与控制电路通过集电环电刷相连接，当可变磁体采用软磁材料时，集电环电刷采用普通集电环电刷，普通集电环电刷的电刷持续保持与集电环接触，控制电路通过普通集电环电刷持续给励磁绕组提供励磁电流使可变...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗灿，
申请(专利权)人：罗灿，
类型：发明
国别省市：