專(zhuān)利名稱(chēng)：一種具有高功率密度的混合勵(lì)磁同步電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有高功率密度的混合勵(lì)磁同步電機(jī)。
背景技術(shù)：
普通混合勵(lì)磁同步電機(jī)包括串聯(lián)磁勢(shì)式混合勵(lì)磁同步電機(jī)等。其中，與本實(shí)用新型最接近的是串聯(lián)磁勢(shì)式混合勵(lì)磁同步電機(jī)(參見(jiàn)圖I)在轉(zhuǎn)子表面放置有永徑向充磁的永磁體200，勵(lì)磁繞組201安放在轉(zhuǎn)子永磁體200的下面，通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的大小和方向，調(diào)節(jié)氣隙磁場(chǎng)大小，實(shí)現(xiàn)混合勵(lì)磁。圖I串聯(lián)磁勢(shì)式混合勵(lì)磁同步電機(jī)的電勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)直接作用于永磁體，容易發(fā)生不可逆退磁，磁場(chǎng)的功率密度較小。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種具有高功率密度的混合勵(lì)磁同步電機(jī)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種具有高功率密度的混合勵(lì)磁同步電機(jī)，包括定子與轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置于定子內(nèi)，所述定子與轉(zhuǎn)子之間具有氣隙，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵心和勵(lì)磁繞組，所述轉(zhuǎn)子鐵心包括第一凸極與第二凸極，所述第一凸極與第二凸極均置于所述轉(zhuǎn)子鐵心的外側(cè)且交替排列；所述第一凸極包括第一類(lèi)型永磁體與第二類(lèi)型永磁體，所述第一類(lèi)型永磁體與第二類(lèi)型永磁體內(nèi)嵌于第一凸極中；所述勵(lì)磁繞組環(huán)繞在第二凸極上。所述第一凸極中包含兩個(gè)第一類(lèi)型永磁體與一個(gè)第二類(lèi)型永磁體；所述兩個(gè)第一類(lèi)型永磁體相對(duì)于所述一個(gè)第二類(lèi)型永磁體成鏡面對(duì)稱(chēng)關(guān)系，所述兩個(gè)第一類(lèi)型永磁體和所述一個(gè)第二類(lèi)型永磁體之間成一角度，所述第二類(lèi)型永磁體的位置垂直于所述轉(zhuǎn)子的半徑。所述的第一類(lèi)型永磁體為切向充磁的永磁體，所述第二類(lèi)型永磁體為徑向充磁的永磁體。所述轉(zhuǎn)子鐵心中的第一凸極的數(shù)量與第二凸極的數(shù)量均為兩個(gè)或四個(gè)或六個(gè)或八個(gè)或十個(gè)。所述定子包括定子鐵心、電樞齒、電樞齒槽與電樞繞組；所述電樞齒槽設(shè)置于定子鐵心的內(nèi)側(cè)；所述電樞齒設(shè)置于電樞齒槽內(nèi)；所述電樞繞組環(huán)繞在電樞齒中。所述電樞齒槽為凸極齒槽結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型一種具有高功率密度的混合勵(lì)磁同步電機(jī)的積極效果是(I)采用了永磁勵(lì)磁和電勵(lì)磁相結(jié)合的勵(lì)磁方式，兼有永磁電機(jī)和電勵(lì)磁電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)；(2)通過(guò)電勵(lì)磁的調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)氣隙磁場(chǎng)大?。?3)進(jìn)一步提供磁場(chǎng)功率密度，能廣泛用于電力工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等領(lǐng)域。
圖I是現(xiàn)有技術(shù)中串聯(lián)磁勢(shì)式混合勵(lì)磁同步電機(jī)的截面圖；圖2是本實(shí)用新型一種具有高功率密度的混合勵(lì)磁同步電機(jī)實(shí)施例的截面圖。圖中的標(biāo)號(hào)分別為200、永磁體；201、勵(lì)磁繞組；131、轉(zhuǎn)子鐵心；132、轉(zhuǎn)軸；133、定子鐵心；134、電樞繞組；135、第一氣隙；136、勵(lì)磁繞組；137、第二氣隙；138第一類(lèi)型永磁體A ; 139、第二類(lèi)型永磁體；140、第一類(lèi)型永磁體B; 142、第一凸極；141、第二凸極。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型一種具有高功率密度的混合勵(lì)磁同步電機(jī)的具體實(shí) 施方式做詳細(xì)說(shuō)明。參見(jiàn)圖2。一種具有高功率密度的混合勵(lì)磁同步電機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子兩部分。所述定子包括定子鐵心、電樞齒、和環(huán)繞于該電樞齒上的電樞繞組，所述定子鐵心均由硅鋼片疊壓而成；電樞齒槽設(shè)置于定子鐵心內(nèi)側(cè)，呈凸極齒槽結(jié)構(gòu)；電樞齒設(shè)置于電樞齒槽內(nèi)。所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸132，轉(zhuǎn)子鐵心與勵(lì)磁繞組。轉(zhuǎn)子鐵心包括第一凸極142與第二凸極141，所述第一凸極142與第二凸極141均置于所述轉(zhuǎn)子鐵心的外側(cè)且交替排列；所述第一凸極142包括第一類(lèi)型永磁體與第二類(lèi)型永磁體，所述第一類(lèi)型永磁體與第二類(lèi)型永磁體內(nèi)嵌于第一凸極142中；所述勵(lì)磁繞組環(huán)繞在第二凸極141上。其中第一類(lèi)型永磁體為切向充磁的永磁體，所述第二類(lèi)型永磁體為徑向充磁的永磁體；勵(lì)磁繞組136環(huán)繞在第二凸極141上。第一凸極142對(duì)應(yīng)的氣隙為第一氣隙135，第二凸極141對(duì)應(yīng)的氣隙為第二氣隙137。所述轉(zhuǎn)子鐵心中的第一凸極142的數(shù)量與第二凸極141的數(shù)量均為兩個(gè)或四個(gè)或六個(gè)或八個(gè)或十個(gè)。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，本實(shí)施例中所述轉(zhuǎn)子鐵心中的第一凸極142的數(shù)量與第二凸極141的數(shù)量均選取四個(gè)。所述第一凸極142中包含第一類(lèi)型永磁體A138、第一類(lèi)型永磁體B140和一個(gè)第二類(lèi)型永磁體139 ;所述第一類(lèi)型永磁體A 138、第一類(lèi)型永磁體B 140相對(duì)于第二類(lèi)型永磁體139成鏡面對(duì)稱(chēng)關(guān)系，第一類(lèi)型永磁體A138、第一類(lèi)型永磁體B140分別與第二類(lèi)型永磁體139形成一角度，第二類(lèi)型永磁體139的位置垂直于所述轉(zhuǎn)子的半徑。本實(shí)用新型的一種具有高功率密度的混合勵(lì)磁同步電機(jī)空載時(shí),氣隙中的主磁通由兩部分組成(I)只有永磁體部分磁通第一類(lèi)型永磁體A138與第一類(lèi)型永磁體B 140以及第二類(lèi)型永磁體139充磁使得在第一凸極142附近形成第一磁場(chǎng)，第一磁場(chǎng)經(jīng)由第一氣隙135，到定子鐵心，再沿第二氣隙137到達(dá)轉(zhuǎn)子鐵心131上的第二凸極141，形成一個(gè)磁通回路。(2)永磁體部分與電勵(lì)磁部分均磁通第一類(lèi)型永磁體A 138和第一類(lèi)型永磁體B 140以及第二類(lèi)型永磁體139充磁使得在第一凸極142附近形成第一磁場(chǎng)，第一磁場(chǎng)經(jīng)由第一氣隙135，到定子鐵心；勵(lì)磁繞組136通以勵(lì)磁電流，則在第二凸極141附近產(chǎn)生第二磁場(chǎng)；第一磁場(chǎng)和第二磁場(chǎng)在第二氣隙137中合成第三磁場(chǎng)；第三磁場(chǎng)再到達(dá)轉(zhuǎn)子鐵心131上的第二凸極141,形成一個(gè)磁通回路。當(dāng)?shù)诙艌?chǎng)的磁場(chǎng)方向和第一磁場(chǎng)的磁場(chǎng)方向相同時(shí)，電機(jī)中氣隙磁場(chǎng)增大；在一定勵(lì)磁電流范圍內(nèi)，當(dāng)?shù)诙艌?chǎng)的磁場(chǎng)方向和第一磁場(chǎng)的磁場(chǎng)方向相反時(shí)，電機(jī)中的氣隙磁場(chǎng)減小，因此通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的大小和方向就可調(diào)節(jié)氣隙磁場(chǎng)，方便的控制輸出電壓。本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，永磁體采用徑向充磁和切向充磁想結(jié)合。由于采用了永磁體和勵(lì)磁繞組共同勵(lì)磁，可以調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓，兼具了輸出電壓可調(diào)節(jié)性和永磁電機(jī)的高效率于一身。勵(lì)磁繞組和永磁體在共同作用時(shí)候，磁場(chǎng)主要部分由永磁體產(chǎn)生，勵(lì)磁繞組可作為輔助的調(diào)節(jié)裝置，電機(jī)正常工作時(shí)勵(lì)磁繞組中的勵(lì)磁電流可為零，勵(lì)磁繞組不消耗功率，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，適當(dāng)?shù)募尤雱?lì)磁電流來(lái)調(diào)節(jié)氣隙磁場(chǎng)，因此本實(shí)用新型是一種節(jié)能型電機(jī)。本實(shí)用新型具有效率高、電機(jī)低速性能好、勵(lì)磁繞組的電壓調(diào)節(jié)性能和高功率密度等優(yōu)點(diǎn)。以上所述的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn) 飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種具有高功率密度的混合勵(lì)磁同步電機(jī)，包括定子與轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置于定子內(nèi)，所述定子與轉(zhuǎn)子之間具有氣隙，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵心和勵(lì)磁繞組，所述轉(zhuǎn)子鐵心包括第一凸極與第二凸極，所述第一凸極與第二凸極均置于所述轉(zhuǎn)子鐵心的外側(cè)且交替排列；所述第一凸極包括第一類(lèi)型永磁體與第二類(lèi)型永磁體，所述第一類(lèi)型永磁體與第二類(lèi)型永磁體內(nèi)嵌于第一凸極中；所述勵(lì)磁繞組環(huán)繞在第二凸極上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種具有高功率密度的混合勵(lì)磁同步電機(jī)，其特征在于，所述第一凸極中包含兩個(gè)第一類(lèi)型永磁體與一個(gè)第二類(lèi)型永磁體；所述兩個(gè)第一類(lèi)型永磁體 相對(duì)于所述一個(gè)第二類(lèi)型永磁體成鏡面對(duì)稱(chēng)關(guān)系，所述兩個(gè)第一類(lèi)型永磁體和所述一個(gè)第二類(lèi)型永磁體之間成一角度，所述第二類(lèi)型永磁體的位置垂直于所述轉(zhuǎn)子的半徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種具有高功率密度的混合勵(lì)磁同步電機(jī)，其特征在于，所述的第一類(lèi)型永磁體為切向充磁的永磁體，所述第二類(lèi)型永磁體為徑向充磁的永磁體。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種具有高功率密度的混合勵(lì)磁同步電機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子鐵心中的第一凸極的數(shù)量與第二凸極的數(shù)量均為兩個(gè)或四個(gè)或六個(gè)或八個(gè)或十個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種具有高功率密度的混合勵(lì)磁同步電機(jī)，其特征在于，所述定子包括定子鐵心、電樞齒、電樞齒槽與電樞繞組；所述電樞齒槽設(shè)置于定子鐵心的內(nèi)側(cè)；所述電樞齒設(shè)置于電樞齒槽內(nèi)；所述電樞繞組環(huán)繞在電樞齒中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種具有高功率密度的混合勵(lì)磁同步電機(jī)，其特征在于，所述電樞齒槽為凸極齒槽結(jié)構(gòu)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，是一種混合勵(lì)磁同步電機(jī)，它包括定子與轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置于定子內(nèi)，所述定子與轉(zhuǎn)子之間具有氣隙，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵心和勵(lì)磁繞組，所述轉(zhuǎn)子鐵心包括第一凸極與第二凸極，所述第一凸極與第二凸極均置于所述轉(zhuǎn)子鐵心的外側(cè)且交替排列；所述第一凸極包括第一類(lèi)型永磁體與第二類(lèi)型永磁體，所述第一類(lèi)型永磁體與第二類(lèi)型永磁體內(nèi)嵌于第一凸極中；所述勵(lì)磁繞組環(huán)繞在第二凸極上。本實(shí)用新型的積極效果是采用了永磁勵(lì)磁和電勵(lì)磁相結(jié)合的勵(lì)磁方式,兼有永磁電機(jī)和電勵(lì)磁電機(jī)的優(yōu)點(diǎn),通過(guò)電勵(lì)磁的調(diào)節(jié),可調(diào)節(jié)氣隙磁場(chǎng)大小。采用徑向充磁和切向充磁永磁體混合搭配，進(jìn)一步提高了電機(jī)的功率密度。
文檔編號(hào)H02K21/16GK202384969SQ201120422519
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者張迪, 曹書(shū)豪, 袁龍生, 趙朝會(huì), 陳壘, 項(xiàng)峰 申請(qǐng)人:上海電機(jī)學(xué)院