[发明专利]一种并联磁路记忆电机及运行方法

说明书

本发明公开了一种并联磁路记忆电机及运行方法，定子中的励磁绕组通入瞬时交流脉冲励磁电流；转子具有高矫顽力磁钢和切向磁钢；高矫顽力磁钢的矫顽力大于切向磁钢的矫顽力；切向磁钢沿转子铁心的周向均匀内置布设；每个切向磁钢朝向气隙的顶部均设有磁障；相邻两个切向磁钢之间的转子铁心中内置布设一组高矫顽力磁钢，每组高矫顽力磁钢均呈倒V型或倒弧形，其尖顶部均朝向气隙，并接近转子铁心的外壁面或内壁面；每组高矫顽力磁钢的两个开口端各设置一个交轴磁障，每个交轴磁障的另一端与邻近的切向磁钢背离气隙端相接触；切向磁钢与邻近的高矫顽力磁钢的开口端之间设置有导磁桥。本发明能实现在线调磁，电励磁损耗很低，电机效率高。

技术领域

本发明涉及电机设计领域，特别是一种并联磁路记忆电机及运行方法。

背景技术

永磁电机具有高转矩密度、高功率密度和高效率等优点，已在许多场合得到应用。根据永磁体位置分类，永磁电机分为转子永磁型电机和定子永磁型电机。其中，转子永磁型电机又可分为表贴式永磁电机和内置式永磁电机。由于内置式永磁电机容易获得大的凸极率和磁阻转矩分量，从而可以获得比表贴式永磁电机更好的恒功率运行能力。然而，永磁电机的弱磁是通过在电枢绕组中施加负的直轴电流分量（-i_d）来实现，永磁体有着不可逆退磁的风险，且弱磁能力有限。

由于转子直流励磁绕组的存在，电励磁同步电机的气隙磁场易于调节。但是，转子为旋转体，转子直流励磁的无刷化复杂。因此，电励磁同步电机需要额外的励磁机来实现无刷化励磁，增加了电机复杂性，功率密度低。

因此，有效结合永磁电机和电励磁电机优点的混合励磁电机应运而生。混合励磁电机具有两个磁势源（励磁绕组和永磁体），即具备电励磁电机磁场调节方便的优点，又具有永磁电机的高功率密度和高效率等优点。因此，混合励磁电机在电动汽车和航空航天等宽转速范围运行场合有着很大的应用潜力。但是，传统的混合励磁电机也继承了电励磁同步电机的无刷化励磁复杂的缺点。

交流励磁通过定子交流绕组产生于转子同步旋转的励磁磁场，能够简单方便的实现无刷化励磁。但是，在交流励磁绕组中施加持续的励磁电流必然也增加了电机的铜耗，降低了电机的效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种并联磁路记忆电机，该并联磁路记忆电机中的转子具有切向磁钢（低矫顽力）和高矫顽力磁钢。通过在励磁绕组中施加瞬时交流脉冲励磁电流（直轴电流），产生与转子同步旋转的励磁磁场，来改变转子上的低矫顽力磁钢的磁化状态，从而改变气隙磁通的大小，实现在线调磁。由于是瞬时脉冲电流，电励磁损耗很低，电机效率得到提升。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种并联磁路记忆电机，包括定子和转子，定子和转子间均有气隙。定子上绕制有电枢绕组和励磁绕组。电枢绕组和励磁绕组的极对数均等于转子的极对数p。

励磁绕组中通入瞬时交流脉冲励磁电流。

转子包括转子铁心、高矫顽力磁钢和切向磁钢。高矫顽力磁钢的矫顽力大于切向磁钢的矫顽力。

切向磁钢的数量为2p个，沿转子铁心的周向均匀内置布设。每个切向磁钢均呈条形，且均沿转子铁心的径向布设。每个切向磁钢朝向气隙的顶部均设置有磁障。

相邻两个切向磁钢之间的转子铁心中内置布设一组高矫顽力磁钢。

切向磁钢和相邻的一组高矫顽力磁钢形成一个内置磁钢极。

每组高矫顽力磁钢均呈倒V型或倒弧形，每组高矫顽力磁钢的尖顶部均朝向气隙，并接近转子铁心的外壁面或内壁面。

每组高矫顽力磁钢的两个开口端各设置一个交轴磁障，每个交轴磁障的另一端与邻近的切向磁钢背离气隙端相接触。