[发明专利]一种串联磁路型双层混合永磁记忆电机

说明书

本发明公开了一种串联磁路型双层混合永磁记忆电机，包括定子、电枢绕组、混合永磁转子和转轴，所述混合永磁转子的转子铁心围绕所述转轴外部设置，所述定子围绕所述混合永磁转子外部设置，所述电枢绕组设置在所述定子上，所述转子铁心的每一极设有一个径向充磁的第一永磁体、两个切向充磁的第二永磁体和一个一字形磁障，所述第一永磁体呈一字形靠气隙侧放置，所述两个第二永磁体远离转轴的端部分别靠近第一永磁体的一端放置，所述一字形磁障设置于两个第二永磁体靠近转轴的端部之间，所述第二永磁体的矫顽力大于第一永磁体的矫顽力。本发明可以有效解决传统串联磁路结构调磁范围窄，所需调磁电流高的问题，同时减小电机运行时出现负载退磁的风险。

技术领域

本发明涉及永磁记忆电机，尤其涉及一种串联磁路型双层混合永磁记忆电机。

背景技术

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Machine，PMSM)由于采用较高磁能积的传统稀土永磁材料(如钕铁硼)，从而具有高功率密度、高效率、运行可靠和强过载能力等优点。但此时，电机内的气隙磁场基本保持恒定，作为电动运行时调速范围十分有限，在诸如电动汽车，航空航天等宽调速直驱场合的应用受到一定限制，故以实现永磁电机气隙磁场的有效调节为目标的可调磁通永磁电机一直是电机研究领域的热点和难点。永磁记忆电机(以下简称“记忆电机”)是一种新型磁通可控型永磁电机，它采用低矫顽力铝镍钴永磁体，通过定子绕组或者直流脉冲绕组产生周向磁场，从而改变永磁体磁化强度，对气隙磁场进行调节，同时永磁体具有磁密水平能够被记忆的特点。

传统拓扑结构的记忆电机由写极式电机发展而来，转子由铝镍钴永磁体、非磁性夹层和转子铁心共同组成三明治结构。这种特殊结构能够随时实现对永磁体进行在线反复不可逆充去磁，同时减小交轴电枢反应对气隙磁场的影响。现有研究大多集中在交流调磁型混合永磁记忆电机上，转子内部设有两种不同材料的永磁共同励磁，其中钕铁硼永磁提供气隙主磁场，而铝镍钴永磁起磁场调节的作用。定子绕组兼具功率控制和调磁两种功能。

现有技术CN108599418A提出了一种磁路串联型混合永磁可控磁通电机的转子铁芯及电机，该电机采用串联磁路结构，增强低矫顽力永磁体的充磁效果，减小电机的充磁电流，保证了低矫顽力永磁的正向磁化，提高了永磁体的工作点。但是在该种结构中，去磁磁动势需要直接通过两种类型的永磁体，增大了所需的去磁电流以及逆变器的容量，同时由于钕铁硼永磁对铝镍钴永磁的正向作用，电机的调磁范围较窄。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供一种串联磁路型双层混合永磁记忆电机，解决传统结构中串联磁路型记忆电机存在调磁范围窄和所需调磁电流(充磁和去磁)以及逆变器的容量过大等问题。

技术方案：本发明所述的串联磁路型双层混合永磁记忆电机，包括定子、电枢绕组、混合永磁转子和转轴，所述混合永磁转子的转子铁心围绕所述转轴外部设置，所述定子围绕所述混合永磁转子外部设置，所述电枢绕组设置在所述定子上，其特征在于：所述转子铁心的每一极设有一个径向充磁的第一永磁体、两个切向充磁的第二永磁体和一个一字形磁障，所述第一永磁体呈一字形靠气隙侧放置，所述两个第二永磁体远离转轴的端部分别靠近第一永磁体的一端放置，所述一字形磁障设置于两个第二永磁体靠近转轴的端部之间，所述第二永磁体的矫顽力大于第一永磁体的矫顽力。

进一步的，所述第二永磁体关于所述第一永磁体的中心轴线对称设置，所述第一永磁体与所述一字形磁障的中心轴线重合。

进一步的，所述一字形磁障和所述第二永磁体靠近转轴的端部之间设置有磁桥。

进一步的，相邻极的第一永磁体的充磁方向相反，同一极的两个第二永磁体充磁方向相反，相邻极的相邻的两个第二永磁体的充磁方向相同。

进一步的，所述第一永磁体和一字形磁障数量相同且为偶数个，所述第二永磁体数量为第一永磁体数量的两倍。

进一步的，所述第一永磁体为铝镍钴永磁体，所述第二永磁体为钕铁硼永磁体。