[发明专利]一种混合励磁绕线转子及混合励磁绕线式同步电机

说明书

本发明公开了一种混合励磁绕线转子及混合励磁绕线式同步电机，包括：位于转子中心的转轴，所述转轴外设置转子铁心，所述转子铁心上设置设定数量的凸极，每个凸极两侧上缠绕线圈形成转子励磁绕组，每个凸极的几何中心线的电机转子旋转运动方向的反向一侧表面安装永磁体，整个转子的永磁体呈非对称分布。本发明混合励磁绕线转子可有效利用直流励磁转矩和永磁转矩，并且永磁体非对称设计不仅增加电机的凸极比而增大磁阻转矩，而且使得电机的直流励磁转矩、永磁转矩和磁阻转矩在相同或相近的电流相位角处叠加而提升电磁转矩，进而提升本发明混合励磁绕线式同步电机的转矩密度、效率和功率因数等电磁性能。

技术领域

本发明涉及混合励磁同步电机技术领域，尤其涉及一种混合励磁绕线转子及混合励磁绕线式同步电机。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

近年来，永磁同步电机以其高转矩密度和高效率引起了人们的广泛关注。然而，由于稀土永磁材料价格昂贵，因此开发稀土永磁体用量少或无稀土永磁体的高性能电机势在必行。绕线转子同步电机不依赖永磁材料，成本低、稳定性强，但性能相对较低。很多研究人员提出了大量的技术来改进绕线转子同步电机的性能，但与永磁同步电机的性能依然差距很大。集合了两种电机优点的混合励磁绕线转子同步电机因其提高了转矩密度、效率和具有较好的弱磁能力而受到越来越多的关注。传统的混合励磁绕线式同步电机的设计是基于对称的永磁体和励磁绕组的转子结构，这也使得电机对各转矩成分不能充分利用。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种混合励磁绕线转子及混合励磁绕线式同步电机，充分利用了直流励磁转矩、永磁转矩和磁阻转矩，提高了电机的转矩密度、效率和功率因数。

在一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种混合励磁绕线转子，包括：位于转子中心的转轴，所述转轴外设置转子铁心，所述转子铁心上设置设定数量的凸极，每个凸极上缠绕线圈形成转子励磁绕组，每个凸极的几何中心线沿电机转子旋转运动方向的反向一侧安装表贴式永磁体，整个转子的永磁体呈非对称分布。

进一步地，所述转子铁心由硅钢片叠压制作而成。

进一步地，所述永磁体为钕铁硼永磁体或其他永磁体材料。

进一步地，所述永磁体为瓦片形。

进一步地，所述永磁体充磁方向沿径向方向向外或者向里充磁，相邻两磁极上永磁体的充磁方向相反。

进一步地，所述转子励磁绕组通电流后产生的磁动势方向与磁极上安装永磁体的充磁方向相同。

在另一些实施方式中，采用如下技术方案：

一种混合励磁绕线式同步电机，包括：定子部分和转子部分，所述转子部分采用上述的混合励磁绕线转子。

进一步地，所述定子部分包括：定子铁心和定子绕组，所述定子铁心为圆筒状，沿转轴方向延伸。

进一步地，所述定子铁心的内周上沿着圆周方向等间隔设置设定数量的定子槽，所述定子槽从定子铁心侧向转轴方向延伸成凸状；所述定子槽中设置三相定子绕组。

进一步地，定子铁心和转子铁心之间行成环状气隙间隔。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明混合励磁绕组转子可同时输出直流励磁转矩、永磁转矩和磁阻转矩，显著提高电机的转矩、效率和功率因数等电磁性能。