[发明专利]一种三相混合励磁磁通切换电机结构

说明书

技术领域

本发明属于电机技术领域，特别涉及一种结构新颖牢固、运行可靠、性能高效的三相混合励磁磁通切换电机结构。

背景技术

电机是工业化社会中必不可少的动力元件，传统的永磁电机，由于永磁体的作用，电机效率和功率密度都相对较高，但永磁体存在的退磁问题也限制了其进一步的发展。双凸极电机是近几年发展起来的一种新型特种电机，其定、转子均为凸极齿槽结构，定子电枢绕组为集中式绕组，转子上无绕组，结构简单，运行可靠，适合高速运行和恶劣的工作环境。此外，双凸极电机在发电状态下不需要功率变换器的参与，控制更为方便。因此双凸极电机在航空航天、船舶工业、绿色能源等领域的应用越来越广泛。

磁通切换电机就是双凸极电机的一种形式，传统的磁通切换电机将永磁体嵌入定子轭中，气隙磁场由永磁体产生，无法调节，因此电机的速度范围有所限制，而且永磁体高温退磁问题也难以解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种三相混合励磁磁通切换电机结构，以解决现有的磁通切换电机存在的气隙磁场不可调节、永磁体退磁的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种三相混合励磁磁通切换电机结构，包括转子、定子、永磁体、直流励磁绕组、三相电枢绕组，所述定子和转子均为凸极齿槽结构，定子包括若干个定子极，相邻定子极之间为定子齿槽，每个定子齿槽内均设置有两组绕组，分别为三相电枢绕组和直流励磁绕组；三相电枢绕组和直流励磁绕组均为集中绕组；所述永磁体为若干个，分别设置于每个定子齿槽的开口处，且一个定子极两边的永磁体为同一极性。

进一步的，所述的每个定子齿槽内的直流励磁绕组相同，相邻两个定子齿槽内的直流励磁绕组极性相反。

进一步的，所述的转子和定子均由硅钢片叠制而成。

进一步的，所述的永磁体为充磁的汝铁硼或铁氧体。

进一步的，所述的永磁体的侧面与定子极的表面在同一平面上。

进一步的，相邻的定子极端部的间距为定子极端部的弧长的2倍。

进一步的，所述转子向外有凸极齿，转子极端部的弧长等于或者大于定子极端部的弧长。

本发明的有益效果是：本发明的三相混合励磁磁通切换电机结构有以下突出的优点：

a)具有定转子凸极齿槽结构，转子上无绕组及永磁体，继承了双凸极电机结构简单、运行可靠的优点；

b)由于永磁体没有嵌入定子齿或定子轭中，电机的结构强度并未降低。

c)每个定子槽都有相同的励磁绕组，励磁磁通的均匀分布，在忽略漏磁通的情况下，当这样转子转动时，任意时刻铰链的磁势接近正弦，通入与磁势相同相位的正弦电枢电流，使得输出脉动非常小。

d)由于加入了永磁体励磁，电机功率密度增大，提高电机整体性能。

e)永磁体安放在定子槽开口处，改善了永磁体固有的消磁问题。

附图说明

图1为本发明的三相混合励磁磁通切换电机结构示意图；

图2为发明的三相混合励磁磁通切换电机永磁体和直流励磁的磁通示意图；

图3为发明的三相混合励磁磁通切换电机在不同位置时的退磁影响示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示为一种三相混合励磁磁通切换电机结构，包括转子1、定子5、永磁体2、直流励磁绕组3、三相电枢绕组4，定子5和转子1均为凸极齿槽结构，定子5包括若干个定子极51，相邻定子极51之间为定子齿槽52，每个定子齿槽52内均设置有两组绕组，分别为用作ABC三相中一相的电枢绕组和直流励磁绕组；三相电枢绕组4和直流励磁绕组3均为集中绕组；所述永磁体2为若干个，分别设置于每个定子齿槽52的开口处，且一个定子极51两边的永磁体2为同一极性，N极或S极。如图1，转子有10个齿，定子有12个齿(即定子极51)，12个三相电枢绕组4和12个直流励磁绕组3。每个定子齿槽52内有一个永磁体2，有12个永磁体2。

每个定子齿槽52内的直流励磁绕组3相同，相邻两个定子齿槽52内的直流励磁绕组3极性相反。

转子1和定子5均由硅钢片叠制而成。

永磁体2为充磁的汝铁硼或铁氧体。

永磁体2的侧面与定子极51的表面在同一平面上。

相邻的定子极51端部的间距为定子极51端部的弧长的2倍。

转子1向外有凸极齿11，转子极11端部的弧长等于或者大于定子极51端部的弧长。