[实用新型]混合励磁爪极电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种交流同步电机，特别是涉及一种混合励磁爪极电机。

背景技术

目前，爪机电机的应用越来越广泛，就爪极电机而言，有传统的爪极电机(Claw polemachine)、永磁爪极电机，和混合励磁爪极电机。目前使用较多的混合励磁爪机电机有两种：一是在相邻的两个爪极之间加入一块切向充磁的永磁体，与传统的爪极电机相比，这样减少了爪极之间的漏磁，但由于永磁体的加入，会造成爪极极身磁密的饱和，为减少爪极极身的饱和就必须增大爪极，使得电机的体积重量增大；同时永磁体的加入也造成一对极下磁场的偏斜；二是在两个爪极体的轴向之间放入了一个圆柱型切向充磁永磁体，两个磁势源是串联的，磁场调节所需要的励磁电流较大，效率较低。

因此，解决电机体积重量与电机气隙磁密之间的矛盾，设计出不增加电机体积重量、又能提高气隙磁密的的电机，成为本领域技术人员想要解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高气隙磁密和高电机功率密度的混合励磁爪极电机。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种混合励磁爪极电机，包括主轴、设置于主轴上励磁绕组以及爪极、定子铁芯、设置于定子铁芯上的电枢绕组、以及爪极之间贴有的一层halbach阵列结构的磁钢。

所述halbach阵列结构的磁钢由五块永磁体构成；该五块永磁体构成一个N、S极磁体；该N、S极磁体的充磁方向同切向，将该处的磁场形成为一个单边磁场。

所述混合励磁爪极电机可以采用集中式绕组，也可以采用分布绕组。

本实用新型混合励磁爪极电机不需要改变传统爪极电机爪极的结构，仅仅在两爪极之间增加一块halbach列，由于halbach的单边磁场效应，在不增加爪极极身体积和重量的情况下可以获得较强的气隙磁场。可以是三相电机也可以是多相电机。

附图说明

图1是本实用新型混合励磁爪极电机的截面结构示意图；

图2是爪极之间放置的halbach阵列结构的磁钢的示意图。

具体实施方式

以下结合附图给出本实用新型的具体实施方式。

本实用新型混合励磁爪极电机，包括定子和转子。该定子和转子的铁芯均由硅钢片叠压而成，定子铁芯内侧是凸极齿槽结构，齿上套有电枢绕组，转子铁芯是爪极结构，爪极转子的两爪极之间贴有一层Halbach阵列结构的磁钢。如图1所示，本实用新型混合励磁爪极电机包括主轴1，设置于主轴1上的励磁绕组2以及爪极3、设置于两个爪极之间的halbach列4，以及，定子铁芯5和设置于定子铁芯5上的电枢绕组6。

参见附图2。所述halbach阵列结构的磁钢由五块不同充磁方向的永磁体构成，每块永磁体的充磁方向如图所示，该五块永磁体共同形成一个N、S极磁体，相当于一个切向充磁永磁体，将该处的磁场形成为一个单边磁场。该单边磁场一方面提高了气隙磁密，另一方面又能保持爪极极身体积和重量不变，提高了电机的输出功率，功率密度增大。

在本实用新型混合励磁电机中，由于其磁场正弦分布程度较高，谐波磁场影响较小，因此可以通过采用集中式绕组来降低线包高度，从而可以保持爪极极身体积和重量不变。

本实用新型所提供的混合励磁爪极电机采用并联磁路结构，利用halbach列的单边磁场作用，在不改变传统爪极电机爪极形状和规格的情况下，提高了电机的功率密度，能广泛用于汽车发电、风力发电等领域。另一方面，由于励磁磁场的主要部分改有永磁体产生，励磁绕组仅仅作为辅助的调节装置，电机正常工作时，励磁绕组中的励磁电流为0，励磁绕组不消耗功率，仅当负载变化(如汽车爬坡)永磁励磁磁场不足时，才适当的加入励磁电流来调节气隙磁场，因此也是一种节能型电机。