[发明专利]串并联磁路分置磁极型记忆电机

说明书

本发明公开了一种串并联磁路分置磁极型记忆电机，包括定子、电枢绕组、混合永磁转子和转轴，电枢绕组设置在定子上，混合永磁转子设置在定子内侧，转轴设置在混合永磁转子内侧，所述混合永磁转子包括转子铁心、并联磁路型N极磁极、串联磁路型S极磁极、以及三角形磁障，所述三角形磁障位于各磁极中心，N极磁极由第一低矫顽力永磁体和第一高矫顽力永磁体组成，两者呈并联磁路设置；所述S极磁极由第二低矫顽力永磁体和第二高矫顽力永磁体组成，两者呈串联磁路设置，第二低矫顽力永磁体紧靠着第二高矫顽力永磁体，且第二高矫顽力永磁靠转轴放置。本发明可以提升转子空间利用率，进一步拓宽电机调磁范围，同时保证永磁工作点稳定。

技术领域

本发明涉及记忆电机，尤其涉及一种串并联磁路分置磁极型记忆电机。

背景技术

永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Machine，PMSM)由于采用磁能积较高的传统稀土永磁材料(如钕铁硼)，具有高功率密度、高效率、运行可靠和强过载能力等优势，是电机领域的重要研究与发展对象。传统永磁同步电机由于普通永磁材料(如钕铁硼)的固有特性，电机内的气隙磁场基本不变，因此调速范围十分有限，在电动汽车，航空航天等宽调速直驱场合的应用中受到一定限制，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。永磁记忆电机(以下简称“记忆电机”)是一种新型磁通可调型永磁电机，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脉冲磁场，从而改变永磁体工作点，实现对气隙磁场的调节，同时由铝镍钴永磁体、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，其特殊的转子结构能够实现对永磁体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，将钕铁硼和铝镍钴永磁体均置于转子上，电枢绕组兼具功率控制和调磁两种功能。目前混合永磁记忆电机主要分为串联磁路结构和并联磁路结构，串联磁路结构中铝镍钴永磁工作点稳定，但相对调磁范围较窄，且调磁电流较大；并联磁路结构中调磁范围较宽，但电枢反应容易引起铝镍钴永磁意外退磁。

专利CN109412293A提出了一种混联磁路记忆电机，该电机在同一极下采用串联磁路和并联磁路混合的结构，在扩大调磁范围的同时提高了永磁工作点稳定性。但在同一极下同时设置串联磁路和并联磁路结构，会导致空间过于拥挤，转子铁心设计灵活度不高，此外永磁用量增加，成本过高。

发明内容

发明目的：针对目前传统串联或并联磁路混合永磁记忆电机的各自缺点，本发明的目的是提供一种串并联磁路分置磁极型记忆电机，以保证永磁工作点稳定，同时拓宽电机调磁范围，此外，将不同混合永磁磁路设置在不同磁极的方案可解决同一磁极下空间过于拥挤的问题，提升转子空间利用率，降低设计难度。

技术方案：一种串并联磁路分置磁极型记忆电机，包括定子、电枢绕组、混合永磁转子和转轴，所述电枢绕组设置在定子上，所述混合永磁转子设置在定子内侧，所述转轴设置在混合永磁转子内侧，所述混合永磁转子包括转子铁心、均匀布置在转轴四周的三角形磁障，以及间隔设置的并联磁路型N极磁极和串联磁路型S极磁极；相邻两个三角形磁障，其中一个对应设置有并联磁路型N极磁极，另一个对应设置有串联磁路型S极磁极。

进一步的，所述并联磁路型N极磁极包括两个并联永磁结构单元，其对称分布在相应的三角形磁障两侧，所述并联永磁结构单元包括第一高矫顽力永磁体和第一低矫顽力永磁体，同一磁极中的两个第一高矫顽力永磁体位于第一低矫顽力永磁体的两侧，呈并联磁路设置，可以有效提高电机的调磁范围。同一并联磁路型N极磁极下的两个第一低矫顽力永磁体均沿径向充磁，方向相同。