变极转子调磁电机制造技术

变极转子调磁电机，作为可变速电机

【技术实现步骤摘要】
变极转子调磁电机


[0001]本专利技术涉及具有三个转动部件的调磁电机
。
具体是调磁环位于定子和转子之间，转子采用可变极永磁转子，定子极对数
、
调磁块数和转子极对数的调磁匹配关系可切换，电枢磁场转速
、
调磁环转速和转子转速的调磁运动关系可切换，可开展定子调节
。
这就是变极转子调磁电机
。

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
、
变流器和控制电路等
。
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
。
上述运用于具有两个转动部件电机的拓扑技术是成熟技术，拓扑技术也可以运用于具有三个转动部件的电机
。
调磁电机是具有三个转动部件的电机
。
电机都努力丰富功能，具有三个转动部件的调磁电机，功能比具有两个转动部件的电机丰富
。
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；作为具有定子电枢磁场和转子这两个转动部件的电机，该电机是额定转速可变速电机，但无法作为混动器
。
作为混动器需要具有三个转动部件
。
本专利技术提出变极转子调磁电机，定子电枢磁场
、
调磁环和转子各是一个转动部件，可作为可变速电机，也可作为可变速混动器或可调速风力发电系统
。
该电机转子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，控制电路切换可变磁体的励磁电流来实现转子极对数变极，这是转子结构的创新
。
本专利技术创造性地在电机中运用同心磁齿轮的调磁效应，利用电枢磁场转速替代同心磁齿轮中具有极对数的一个磁环的转速，改造无动力的同心磁齿轮，形成具有三个转动部件的电机称为调磁电机
。
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，转子磁环与这谐波磁场同步；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；像同心磁齿轮三部件一样按调磁运动关系互动
。
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
。
与这二种调磁匹配关系依次对应的二种调磁运动关系是：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
=
调磁块数
*
调磁环转速；调磁运动关系二，定子极对数
*
电枢磁场转速
+
调磁块数
*
调磁环转速
=
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
。
所述二相交流电为
+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
电是在一个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]本专利技术提出转子采用可变极永磁转子，调磁环位于定子和转子之间，可开展定子调节的变极转子调磁电机，就是要创新转子结构
、
创新电机结构
、
丰富电机性能
。
电机行业需要变极转子调磁电机
。

技术实现思路

[0004]变极转子调磁电机，由定子
、
调磁环
、
转子
、
集电环电刷
、
支承部件
、
机壳
、
变流器和控制电路组成
。
与电源等电气部件形成电路连接，与风轮
、
发电机
、
油机和传动轴等机械部件形成机械连接
。
特征在于：调磁环位于定子和转子之间，转子采用可变极永磁转子，定子极对数
、
调磁块数和转子极对数的调磁匹配关系可切换，电枢磁场转速
、
调磁环转速和转子转速的调磁运动关系可切换，可以开展定子调节
。
[0005]定子由定子铁芯和电枢绕组组成，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
。
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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
变极转子调磁电机，由定子
、
调磁环
、
转子
、
集电环电刷
、
支承部件
、
机壳
、
变流器和控制电路组成，特征在于：调磁环位于定子和转子之间，转子采用可变极永磁转子，定子极对数
、
调磁块数和转子极对数的调磁匹配关系可切换，电枢磁场转速
、
调磁环转速和转子转速的调磁运动关系可切换，可以开展定子调节；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，电枢绕组由导线绕制而成，包括轭绕组和齿部绕组，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；电枢绕组与变流器形成电路连接；调磁环由调磁块
、
绝缘块和环体组成，调磁块采用软磁材料，沿调磁环周向均匀布置在环体上，绝缘块采用不导磁材料，沿调磁环周向均匀布置在调磁块的间隔中，环体用于保持调磁块和绝缘块的位置
、
保持调磁环的形状；调磁环具有调磁环转速；转子采用可变极永磁转子，由转子铁芯
、
转子轴
、
磁体和励磁绕组组成，转子具有转子极对数，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转子极对数；可变磁体采用软磁材料时，通过持续的励磁电流形成可变磁场；定子电枢磁场
、
调磁环和转子是三个转动部件，相互之间可相对转动；定子极对数
、
调磁块数和转子极对数形成调磁匹配关系，调磁匹配关系即下列等式关系之一：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；变极转子调磁电机按调磁匹配关系开展转子极对数变极；集电环电刷采用多套集电环电刷，包括选择采用普通集电环电...

【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：