【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子，特别涉及一种具有非对称聚磁式永磁阵列的磁通切换电机和驱动系统。
技术介绍
1、电机是当今人类生产生活中必不可少的驱动装置之一，目前应用较为广泛的交流电机主要有异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机这三大类，其中永磁同步电机由于具有结构简单，体积小、效率高、功率因数高等优点而将逐步替代传统的异步电机。在普通的永磁同步电机中，励磁单元极对数和电枢绕组极对数是相等的；而在磁场调制型永磁同步电机中，励磁单元极对数和电枢绕组极对数是不相等的。调制型永磁同步电机主要包括游标永磁电机、磁通切换电机(又名开关磁链电机)和磁通反向电机等等。其中，磁通切换电机在定子齿部装设有切向充磁的永磁体，而转子为简单的凸极铁心结构，坚固耐用，具有较高的功率密度和效率。磁通切换的原理是使得a相电枢绕组中能够出现双极性，磁场能够从正向穿过又能过渡到反向穿过，随着转子的移动而周期循环。
2、然而，磁通切换电机的永磁体一般采用辐条式安装方式，使得永磁体用量较大，导致永磁体利用率降低，同时也会造成永磁体在定子轭部产生严重的漏磁通，影响电机的整体性能。此外，与磁路反向充磁的永磁体可以看作是一个磁通势垒，当电机的调制极比增大时，主磁路上的势垒也会增多，影响电机的磁场调制效果。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种具有非对称聚磁式永磁阵列的磁通切换电机和驱动系统。
2、本专利技术提供一种具有非对称聚磁式永磁阵列的磁通切换电机，包括定子、转子，以及设置在所述定子上的
3、一些示例性实施例中，所述定子包括定子轭部、呈h字型结构的定子齿，以及位于相邻两个所述定子齿之间的槽口；所述定子齿上设置所述径向向内充磁永磁体和顺时针切向充磁永磁体，所述槽口上设置所述逆时针切向充磁永磁体。其中，定子的每个齿均采用h字型铁心结构，用于放置永磁体和留出空气域。
4、一些示例性实施例中，所述定子齿包括分别位于h字型结构顶部和底部的第一安装槽和第二安装槽；所述径向向内充磁永磁体设置在所述第一安装槽内，所述顺时针切向充磁永磁体设置在所述第二安装槽内。
5、一些示例性实施例中，一组中的每个所述径向向内充磁永磁体在所述定子齿上的位置和充磁方向均一致；一组中的每个所述顺时针切向充磁永磁体在每个所述定子齿上的位置和充磁方向均一致；一组中的每个所述逆时针切向充磁永磁体在每个所述定子齿上的位置和充磁方向均一致。即三种充磁方向不同的永磁体在每个定子齿的安装位置和充磁方向均保持一致。
6、一些示例性实施例中，所述电枢绕组采用双层分布式排列方式，位于同一相中的多个线圈依次连接。
7、一些示例性实施例中，所述电枢绕组中多个线圈的采用串联或并联的连接方式。
8、一些示例性实施例中，所述定子和转子均为凸极结构。
9、一些示例性实施例中，所述转子的齿部凸极形状为平行齿或梯形齿。
10、一些示例性实施例中，所述定子和转子均由导磁材料叠压而成；或者，所述定子和转子均由导磁材料整体加工而成。
11、本专利技术还提供一种驱动系统，包括如上述的具有非对称聚磁式永磁阵列的磁通切换电机。
12、本专利技术提供的技术方案至少具有以下优点：
13、1)高永磁体利用率：本专利技术提出的具有非对称聚磁式永磁阵列的磁通切换电机，其定子轭部没有永磁体，解决了传统磁通切换电机轭部漏磁严重的问题，同时相对减少了永磁体的使用量。通过在h字型齿装设径向向内充磁永磁体和顺时针切向充磁永磁体，在定子槽口装设逆时针切向充磁永磁体，形成非对称聚磁效应，大大提高了永磁体的利用率。
14、2)高转矩输出能力：本专利技术提出的具有非对称聚磁式永磁阵列的磁通切换电机，通过在h字型齿装设径向向内充磁永磁体和顺时针切向充磁永磁体，在定子槽口装设逆时针切向充磁永磁体，形成非对称结构，增强聚磁效应，使得电机的空载反电势增大。同时，其定子轭部没有永磁体，减弱了磁通切换电机在高极比时由于势垒效应产生的影响，增强了电机的磁场调制效果，从而提高电机的转矩输出能力。
15、3)降低成本：本专利技术提高了磁通切换电机的永磁体利用率和转矩输出能力，也就意味着在相同输出转矩需求下，本专利技术所提出的电机需要的永磁体用量更低，从而大大降低了电机的制造成本。
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1.一种具有非对称聚磁式永磁阵列的磁通切换电机，其特征在于，包括定子(1)、转子(2)，以及设置在所述定子(1)上的电枢绕组(3)；
2.根据权利要求1所述的具有非对称聚磁式永磁阵列的磁通切换电机，其特征在于，所述定子(1)包括定子轭部、呈h字型结构的定子齿，以及位于相邻两个所述定子齿之间的槽口；
3.根据权利要求2所述的具有非对称聚磁式永磁阵列的磁通切换电机，其特征在于，所述定子齿包括分别位于h字型结构顶部和底部的第一安装槽和第二安装槽；
4.根据权利要求3所述的具有非对称聚磁式永磁阵列的磁通切换电机，其特征在于，一组中的每个所述径向向内充磁永磁体(4)在所述定子齿上的位置和充磁方向均一致；一组中的每个所述顺时针切向充磁永磁体(5)在每个所述定子齿上的位置和充磁方向均一致；一组中的每个所述逆时针切向充磁永磁体(6)在每个所述定子齿上的位置和充磁方向均一致。
5.根据权利要求1所述的具有非对称聚磁式永磁阵列的磁通切换电机，其特征在于，所述电枢绕组(3)采用双层分布式排列方式，位于同一相中的多个线圈依次连接。
6.根据权利
7.根据权利要求1所述的具有非对称聚磁式永磁阵列的磁通切换电机，其特征在于，所述定子(1)和转子(2)均为凸极结构。
8.根据权利要求7所述的具有非对称聚磁式永磁阵列的磁通切换电机，其特征在于，所述转子(2)的齿部凸极形状为平行齿或梯形齿。
9.根据权利要求1所述的具有非对称聚磁式永磁阵列的磁通切换电机，其特征在于，所述定子(1)和转子(2)均由导磁材料叠压而成；
10.一种驱动系统，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的具有非对称聚磁式永磁阵列的磁通切换电机。
...【技术特征摘要】
1.一种具有非对称聚磁式永磁阵列的磁通切换电机，其特征在于，包括定子(1)、转子(2)，以及设置在所述定子(1)上的电枢绕组(3)；
2.根据权利要求1所述的具有非对称聚磁式永磁阵列的磁通切换电机，其特征在于，所述定子(1)包括定子轭部、呈h字型结构的定子齿，以及位于相邻两个所述定子齿之间的槽口；
3.根据权利要求2所述的具有非对称聚磁式永磁阵列的磁通切换电机，其特征在于，所述定子齿包括分别位于h字型结构顶部和底部的第一安装槽和第二安装槽；
4.根据权利要求3所述的具有非对称聚磁式永磁阵列的磁通切换电机，其特征在于，一组中的每个所述径向向内充磁永磁体(4)在所述定子齿上的位置和充磁方向均一致；一组中的每个所述顺时针切向充磁永磁体(5)在每个所述定子齿上的位置和充磁方向均一致；一组中的每个所述逆时针切向充磁永磁体(6)在每个所述定子齿上的位置和充磁方向均一致。
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【专利技术属性】
技术研发人员：乔振阳，傅为农，毕言鼎，黄佳慧，张云鹏，
申请(专利权)人：中国科学院深圳理工大学筹，
类型：发明
国别省市：
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