[发明专利]一种轴向磁通两相双凸极永磁电机

说明书

本发明公开了一种轴向磁通两相双凸极永磁电机，所要解决的技术问题是：针对背景技术中提及的现有电机系统存在的结构过于复杂、自身能耗大的缺点。采取的技术方案是：一种轴向磁通两相双凸极永磁电机，包括定子套筒、定子圆盘A、定子凸极A、电枢绕组A、永磁环、电枢绕组B、定子凸极B、转轴、转子铁芯和定子圆盘B。本发明轴向磁通两相双凸极永磁电机，高效率、高功率密度且结构简单、新颖。

技术领域

本发明涉及一种电机，具体是一种轴向磁通两相双凸极永磁电机，属于电机技术领域。

背景技术

双凸极电机是20世纪50年代被提出的一种新型结构的电机，进入90年代后得到人们的广泛关注和深入研究，其具有结构简单坚固、制造方便、工作可靠、易于维护的优点，在风力发电场合具有很好的应用前景。

双凸极电机属于变磁阻电机，变磁阻电机包含单边凸极和双边凸极两种，为了获得最大的磁阻最大值与最小值比值，以及更好的机电能量转换特性，双凸极电机受到了研究人员更多的青睐。典型的变磁阻电机利用磁阻的不等，磁通总向磁阻小的路线集中，作为电动机工作时，通电的定子绕组以磁力吸引铁磁性的转子，使磁力产生切向分力，即产生对转子的转矩。定子的通电顺序根据位置传感器检测到的转子位置所对应的最有利于对转子产生向前转动转矩的那一相定子通电，转子转过一定角度后由下一个最有利于转子产生转矩的一相通电。控制系统不断改变定子绕组的通电相序，使转子向一个方向持续转动。

变磁阻电机包含了开关磁阻电机、步进电机和双凸极电机，而双凸极电机又包括了永磁双凸极电机、电励磁双凸极电机、磁通反向双凸极电机和磁通切换双凸极电机。开关磁阻电机(SRM)不同于步进电机，它是一种有位置反馈的自同步电机，其转速由电机的驱动力矩和负载的阻力矩共同决定的。步进电机是开环工作的，其转速由脉冲频率决定。开关磁阻电机有简单的转子结构，转子由硅钢片叠压制成，转子上没有线圈与磁钢，适合在高温以及高转速下工作，得到了航空电气领域的倾力研究，但开关磁阻电机始终和功率变换器配合工作，使得其发电工作变得复杂且不够可靠。

为避免开关磁阻电机的弊端在工作时导致潜在故障，科研人员将永磁体安装在开关磁阻电机结构中，形成了双凸极永磁电机(DSPM)。当定转子极弧长度满足一定关系时，双凸极电机的总气隙磁导为恒定值，此时永磁体工作点将不随转子的转动而改变，因此双凸极电机在静止时没有定位力矩，双凸极电机绕组上的交链磁通只与磁导成正比。双凸极电机的定子内安置有高矫顽力，低磁导率的永磁体，因此双凸极电机磁路的磁阻大，绕组电感较小，令电流换相能够快速完成。此外，双凸极电机作为工作时，电枢反应产生的磁链和磁动势远远小于永磁体产生的磁链和磁动势，因此合成磁链主要由永磁体决定。开关磁阻电机的电枢反应完全由电枢电流决定，其绕组电流远大于双凸极永磁电机，故双凸极永磁电机工作时产生更少的热量和噪音。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对背景技术中提及的现有电机系统存在的结构过于复杂、自身能耗大的缺点。

本发明的目的是提出一种具有高效率、高功率密度且结构简单、新颖的轴向磁通两相双凸极永磁电机。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：

一种轴向磁通两相双凸极永磁电机，包括定子套筒、定子圆盘A、定子凸极A、电枢绕组 A、永磁环、电枢绕组B、定子凸极B、转轴、转子铁芯和定子圆盘B；

永磁环的充磁方向为轴向充磁，永磁环嵌于定子套筒内，永磁环位于定子套筒轴向长度的中间位置处且将定子套筒分割为上定子套筒和下定子套筒；

定子圆盘A和定子圆盘B分别设置在定子套筒的两个端部且位于定子套筒的内部，定子圆盘A、定子圆盘B和定子套筒构成转子腔；

在定子圆盘A面向转子腔的平面上凸起有四个扇形定子凸极A，四个扇形定子凸极A上均设置电枢绕组A；