[发明专利]一种混合励磁磁通切换电机

说明书

技术领域

本发明涉及电机领域，尤其涉及一种混合励磁磁通切换电机。

背景技术

磁通切换永磁电机的永磁磁钢和电枢绕组都位于定子上，转子上既无绕组也无永磁体，结构简单、运行可靠，易于散热，而且有高功率密度、高效率、带载能力强、可获得高度正弦反电势等特点，因而被认为是最有可能替代转子型永磁电机的一种结构。然而，由于只有永磁体励磁，其调磁能力有限，所以，有人研究了电励磁磁通切换电机，虽然提高了调磁能力，但其效率和功率密度较低。综合两者的优缺点，具有两个磁势源(永磁体和励磁绕组)的混合励磁磁通切换电机应运而生。

现有的混合励磁磁通切换电机是以减少永磁体的体积为代价，加入励磁绕组，从而获取较好的调磁性能。但是，这样就不可避免的降低了气隙磁密，功率密度、转矩和效率等都会减小。倘若需要提高气隙磁密等，则需要在励磁绕组上施加增磁电流，这又会增加额外铜耗。

发明内容

本发明提供一种混合励磁磁通切换电机，在不增加额外的铜耗的同时，获得最大的输出转矩。

为解决上述技术问题，本发明提供一种混合励磁磁通切换电机，包括定子和转子，所述转子上均匀分布若干凸极，所述定子包括12个H型铁芯、12个切向充磁的永磁体、电枢线圈和励磁线圈，所述H型铁芯与所述永磁体交替排列，所述相邻的两个永磁体的充磁方向相反，所述励磁线圈绕置于所述H型铁芯的轭部导磁桥上，且相邻的两个轭部导磁桥上的励磁线圈施加的励磁电流方向相反，所述电枢线圈绕置于相邻的两个H型铁芯和中间所夹的永磁体组成的定子极上。

较佳地，每个所述励磁线圈依次串联连接。

较佳地，沿十字交叉线对应分布的四个电枢线圈组成电机的一相，每相中的电枢线圈依次串联连接。

较佳地，所述电枢线圈和励磁线圈均采用集中式线圈。

较佳地，所述转子由导磁材料制成。

较佳地，所述转子上凸极的数量为8～14个。

较佳地，所述转子为直极或斜极。

较佳地，所述转子的外径到所述H型铁芯的轭部导磁桥的外侧边缘的距离可调。

与现有技术相比，本发明提供的一种混合励磁磁通切换电机具有如下优点：

1.保留了磁通切换永磁电机的高功率密度、高效率、带载能力强、可获得高度正弦反电势等优点；

2.因为只能弱磁，故无需额外铜耗就可以获得最大的气隙磁密、转矩等；

3.调磁性能较好；

4.加工较为容易。

附图说明

图1为本发明一具体实施方式的混合励磁磁通切换电机的结构示意图；

图2a～2c为本发明一具体实施方式中磁链随励磁电流变化图。

图中：11-H型铁芯、12-永磁体、13-轭部导磁桥、20-转子、21-凸极、30-电枢线圈、40-励磁线圈。

具体实施方式

为了更详尽的表述上述发明的技术方案，以下列举出具体的实施例来证明技术效果；需要强调的是，这些实施例用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。

本发明提供的一种混合励磁磁通切换电机，如图1所示，包括定子和转子20，所述转子20上均匀分布若干凸极21，所述定子包括12个H型铁芯11、12个切向充磁的永磁体12、电枢线圈30和励磁线圈40，所述H型铁芯11与所述永磁体12交替排列，所述相邻的两个永磁体12的充磁方向相反(图1中白色箭头所示方向)，所述励磁线圈40绕置于所述H型铁芯11的轭部导磁桥13上，且相邻的两个轭部导磁桥13上的励磁线圈40施加的励磁电流方向相反，所述电枢线圈40绕置于相邻的两个H型铁芯11和中间所夹的永磁体12组成的定子极上。本发明保留了磁通切换永磁电机的优点，无需额外铜耗就可以获得最大的气隙磁密、转矩等，且调磁性能好，加工容易。

较佳地，每个所述励磁线圈40依次串联连接组成励磁绕组；沿十字交叉线对应分布的四个电枢线圈30组成电机的一相，每相中的电枢线圈30依次串联连接，具体地，电枢线圈30中的A1、A2、A3、A4组成A相电枢绕组，电枢线圈30中的B1、B2、B3、B4组成B相电枢绕组，电枢线圈30中的C1、C2、C3、C4组成C相电枢绕组。如图2a～2c所示，当励磁线圈40中通入励磁电流If时，相邻的两个电枢线圈30：一个磁链增加，另一个磁链减少，每相的合成磁链随着励磁电流If(无论通电电流是正向或反向)的增大而减少，从而实现了调磁(弱磁)功能；在励磁线圈40不通电时，获得最大的磁链幅值。

较佳地，所述电枢线圈30和励磁线圈40均采用集中式线圈，以减少端部铜耗。