[实用新型]一种励磁可调式永磁同步电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及永磁同步电机技术领域，特别涉及一种励磁可调式永磁同步电机。

背景技术

永磁同步电机是在电动机的定子绕组中通入三相电流，在通入电流后就会在电动机的定子绕组中形成旋转磁场，由于在转子上安装了永磁体，永磁体的磁极是固定的，根据磁极的同性相吸异性相斥原理，在定子中产生的旋转磁场会带动转子进行旋转，最终达到转子的旋转速度与定子中产生的旋转磁极的转速相等。永磁同步电机常常用作电动汽车的驱动装置。

永磁同步电机相电压u_s应保证不超过电压电压极限值u_lim：

u_s²＝u_d²+u_q²≤u_lim²

上式可表示为：(L_qi_q)²+(L_di_d+ψ_f)²≤(u_lim/ω_e)²

其中，u_s为相电压，u_d为d轴电压分量，u_q为q轴轴电压分量，u_lim为极限电压，L_d为d轴电感，L_q为q轴电感，ψ_f为永磁体产生的磁链，ω_e为转速。

从上述永磁同步电机交直轴数学模型的公式可以看出，当电机转速提高时，会导致相电压提高，为保证相电压不超过极限电压值，有两种方法：1、可以增加电机d轴去磁电流分量，使d轴电枢反应L_di_d与永磁体磁链Ψ_f方向相反，从而使两者加和降低，即达到了弱磁增速的目的。2、可以降低励磁磁链的大小，但对于传统永磁同步电机中，永磁体发出的磁通是固定不变的，因此该方法无法实现。

由于永磁同步电机与电励磁同步电机不同，对于电励磁同步电机输入电压达到极限值时，为使电机能在更高的转速旋转，就需要降低电机的励磁电流。而永磁同步电机的励磁磁动势是由永磁体产生的，因此无法自身调节其值的大小。永磁同步电机调速过程中，当高于一定转速时需要进行弱磁控制，来维持高速旋转时反电动势与输入电压相平衡。弱磁控制的原理是在提高电机转速时，通过调节定子直轴的去磁电流分量，来维持高速运行时的电压平衡。但这种方法使得定子的电流增大。并且由于在传统永磁同步电机中，永磁体磁导较小，使得直轴电感也较小，因此在弱磁控制时，需要较大的去磁电流，降低了电机的效率。另外，过大的去磁电流还会带来永磁体失磁的危险。综上所述，若永磁同步电机能如电励磁同步电机那样，可自行控制励磁磁通的大小，就可以简化控制方法，并且有效的提高效率。

实用新型内容

本实用新型设计开发了一种励磁可调式永磁同步电机，目的是解决现有永磁同步电机永磁体励磁恒定，高速旋转时，必须施加去磁电流来维持电压平衡的问题，提供一种可自行降低励磁磁场的永磁同步电机的结构。

本实用新型还有一个目的是提供一种励磁可调式永磁同步电机，具有随转速自行调节阻值的滑动变阻器，其阻值与滑动位移呈非线性关系，能够需求提供相应大小的电阻，以达到按需求改变磁通量的效果。

本实用新型提供的技术方案为：

一种励磁可调式永磁同步电机，包括转子，所述转子包括若干成对布置的永磁体组件，所述永磁体组件包括：

圆柱永磁体，其采用平行充磁，所述多个圆柱永磁体紧密平行排列；

盖板，其外形呈长方体结构，所述盖板由导磁材料制成，所述圆柱永磁体置于所述盖板内，以形成长方体状的永磁体；

旋转驱动机构，其与所述圆柱永磁体连接，在所述转子旋转时，驱动所述圆柱永磁体绕其自身轴线旋转，以使所述永磁体组件的磁通量减小。

优选的是，所述永磁体组件中紧密平行排列的圆柱永磁体为偶数个。

优选的是，所述旋转驱动机构包括：

齿轮，其与所述圆柱永磁体同轴固定连接；

齿条，其与所述齿轮相啮合，带动所述齿轮旋转；

驱动器，其与所述齿条连接，驱动所述齿条移动，以实现所述圆柱永磁体绕其轴线旋转。

优选的是，所述驱动器包括：