[发明专利]一种使用绕组内置磁通调制环的定子结构

说明书

本发明公开了一种使用绕组内置磁通调制环的定子结构，包括开槽定子、环绕式绕组和磁通调制环，开槽定子包括定子轭、定子内槽和定子外槽，每个定子内槽处都绕有一个环绕式绕组，磁通调制环包括导磁体、不导磁体与励磁绕组，励磁绕组嵌入在导磁体中；磁通调制环设置安装在开槽定子背部，通过运动机构改变磁通调制环位置，实现磁通调制。本发明利用环绕式绕组产生的磁场，通过在定子背部增设磁通调制环来更改磁路，除此之外，在磁通调制环中内置励磁绕组，励磁绕组能够动态的增强或削弱局部磁场，改变定子内局部磁场的形状，从而满足电机在不同环境的性能需求，励磁绕组的增加，提高磁通调制的适用范围与适用能力，也提高电机的容错运行能力。

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种使用绕组内置磁通调制环的定子结构。

背景技术

环绕式绕组主要应用于高速电机领域，高速永磁发电机具有体积小、噪音低、动态响应快、功率密度大、传动系统效率高等优点，已成为微型燃气轮机分布式供能系统的关键发电设备，满足微型燃气轮机发电系统朝着小型化和集成化方向发展的要求。环绕式绕组分别缠绕在定子内槽及定子背部，高速电机使用环绕式绕组可以减少绕线端部长度，从而减少转子的轴向长度以实现增强转子机械强度的效果，但是环绕式绕组也有不可避免的缺点。环绕式绕组的一半绕组位于转子背部，造成绕组利用率低且绕组漏磁会产生不利影响。

公告号CN108988598A的发明公开了一种定子内置磁通调制式永磁游标电机，它是在电机壳内部，由外向内依次布设有外转子(2)、内转子(3)和定子(4)，外转子2内表面有十二个外转子凸极(2-1)，内转子(3)靠近外转子侧的外表面有八个内转子凸极(3-1)，靠近定子一侧的内表面为圆面结构，并嵌入十六对永磁体(3-2)，定子(4)由铁块(13)连接至机壳(1)，定子铁芯圆周有六个定子齿(4-1)，且每个定子齿上放置三块磁通调制极(4-2)，定子槽内同时放置极对数为两对的三相集中式定子电枢绕组(6)和直流励磁绕组(7)。本发明的优点是：增大了转矩输出能力、转矩密度、调速范围和机械强度，且加工装配简单。

公告号CN105490481B的发明提供了一种高转矩密度多盘-多气隙轴向磁通磁场调制永磁电机，其中该永磁电机具有多盘多气隙结构，由沿轴向方向上依次交错排列的若干定子与转子构成而成，若定子数目为Ns，转子数目为Nr，定子与转子数目满足：Ns＝Nr+1(Nr＝2，3，4...)，最外侧两定子不放置绕组，内侧定子放置环形绕组。按照本发明实现的调制永磁电机，降低了绕组端部长度，减小了电机铜耗，提高了效率，两侧外定子作为辅助磁路，保留了磁场调制电机的高电磁转矩密度、高功率因数等特点，提高了电机的整体转矩密度，同时两侧外定子可直接与机壳相连，装配容易。

公告号CN105406669B的发明公开了一种多气隙轴向磁通-磁场调制永磁电机，该永磁电机包括依次在轴向方式上交错设置的若干定子和若干转子.其中永磁电机的两端为两个表贴式永磁转子，其余转子为内嵌式永磁转子；若干定子结构尺寸相同，双边开槽并采用环形绕组，沿圆周方向上相对于其上一个定子依次偏移半个槽距机械角度。按照本发明实现的多气隙轴向磁通-磁场调制永磁电机，能够在保留了磁场调制电机的优良性能的基础上，综合性地解决了磁场调制电机转矩密度受限和功率因数较低的固有问题。

公告号CN104578633A的发明公开了一种调磁结构及充磁方向改进的轴向磁场调制式复合电机，本发明是为了解决现有轴向磁通调制电机调磁环固定方式复杂，并且永磁体利用率低的问题。它的定子的每一个气隙侧表面上粘接固定一个调磁环，并且调磁环与转轴固定连接；调磁环由沿圆周方向均匀分散排布的调磁块组成；转子包括转子盘和永磁体环，永磁体环粘接在转子盘的气隙侧表面上，永磁体环由沿圆周方向均匀排布的多块永磁体构成，每块永磁体由沿圆周方向均匀切分成四段的永磁体分段组成；沿顺时针方向，每块永磁体中第一、三永磁体分段沿圆周方向充磁，并且充磁方向相反，每块永磁体中第二、四永磁体分段沿轴向充磁，并且充磁方向相反。