[发明专利]可变磁动势旋转电机以及用于可变磁动势旋转电机的控制装置

权利要求书

1.一种可变磁动势旋转电机，包括：

环形定子，该环形定子包括绕在多个齿上的定子绕组；以及

呈圆形形状的转子，该转子与所述定子同心，并且所述转子包括至少一个布置在d轴磁路上的永磁体，

所述转子包括磁间隙部分，位于布置在一磁极的所述d轴磁路上的所述至少一个永磁体与和布置在d轴磁路上的所述至少一个永磁体具有不同极性的相邻磁体之间，使得d轴磁通形成穿过所述至少一个永磁体以外的区域的d轴旁路，并且所述d轴旁路提供沿d轴方向的磁阻，该磁阻设定得低于沿与所述d轴方向垂直的q轴方向的磁阻；

所述至少一个永磁体具有允许由一磁场完全磁化的矫顽力，所述磁场等于或者小于供电逆变器产生的电枢反应磁场，并且所述至少一个永磁体的周向长度相对于所述转子圆周上的单一磁极的长度的比值小于等于50％；以及

所述磁间隙部分布置在q轴磁路上，所述磁间隙部分在所述q轴磁路方向上的径向宽度大于所述至少一个永磁体在磁化方向的尺寸。

2.根据权利要求1所述的可变磁动势旋转电机，其中

所述d轴旁路在一空气间隙附近连接至所述d轴磁路，所述空气间隙在所述转子与所述定子之间限定环形间隙，使得在电流不施加至所述定子绕组的无载荷状态下，所述至少一个永磁体的10％或者更多的磁通通过所述d轴旁路泄漏至具有不同极性的所述相邻磁体。

3.根据权利要求1或2所述的可变磁动势旋转电机，其中

所述d轴旁路由两个旁路形成，包括：

沿所述转子的外周的圆形设置的圆形d轴旁路；以及

倒置弧形d轴旁路，沿d轴磁通线的形状设置以便具有沿相对于所述转子的外周的弧形倒置的方向弯曲的弧形形状。

4.根据权利要求3所述的可变磁动势旋转电机，其中

所述倒置弧形d轴旁路比所述圆形d轴旁路宽。

5.根据权利要求3所述的可变磁动势旋转电机，其中

所述圆形d轴旁路以及倒置弧形d轴旁路均形成由所述磁间隙部分相互分隔开的独立的磁路；以及

在各d轴旁路中，与穿过所述至少一个永磁体的所述d轴磁路相邻的d轴旁路，除了在所述转子的前表面上的连接部分处之外，与穿过所述至少一个永磁体的所述d轴磁路磁性分隔开。

6.根据权利要求1或2所述的可变磁动势旋转电机，其中

所述定子的齿的结构构作成使得比值η满足关系0.7≤η≤1.0，其中η＝A/B，式中，A表示用于卷绕定子绕组的构成主要磁路的第一齿部的宽度，而B表示与所述转子相邻的第二齿部的宽度。

7.根据权利要求1或2所述的可变磁动势旋转电机，其中

所述至少一个永磁体的矫顽力Hcj与所述至少一个永磁体的厚度tm之间的关系设定在由下式给出的范围内，其中矫顽力Hcj的单位是kA/m，厚度tm的单位是mm：

-(1.05*tm)²+33.8*tm-359<Hcj<(-243/tm)-17；以及

用于磁化所需的最大电流幅值小于等于2I，并且用于退磁所需的最大电流幅值小于等于0.5I，其中I是当没有执行角度超前控制时在磁化状态不改变的情况下用于电流流动的最大电流值。

8.根据权利要求1或2所述的可变磁动势旋转电机，其中

所述至少一个永磁体包括钉扎型磁体的特性。

9.根据权利要求1或2所述的可变磁动势旋转电机，其中

所述至少一个永磁体是拼合磁体或者粘合磁体，所述拼合磁体具有层叠设置并通过绝缘层接合的至少两个或者更多的磁体段，所述粘合磁体具有粘合磁性粉末的绝缘材料。

10.根据权利要求1或2所述的可变磁动势旋转电机，其中

所述定子绕组的线圈匝数如此设定，使得在所述转子的至少一个永磁体被完全磁化并且执行磁通弱化控制以外的控制的情况下，在可变磁动势旋转电机的目标旋转速度下的感应电压超过所述可变磁动势旋转电机的DC电压。