[发明专利]双三相绕组变磁通记忆电机、电机系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种双三相绕组变磁通记忆电机，其包括：定子；转子，转子上设有可变磁通永磁体；绕组，绕组设于定子槽上，绕组包括第一三相绕组以及第二三相绕组，第一三相绕组以及第二三相绕组空间无物理重叠，第一三相绕组以及第二三相绕组的轴线正对不同的转子极；当可变磁通永磁体需要转换磁化状态时，第一三相绕组加载增磁或去磁电流脉冲，以完成可变磁通永磁体的磁化状态转换，第二三相绕组不参与可变磁通永磁体的磁化状态转换。此外，本发明还公开了一种变磁通电机记忆电机系统，其包括上述的双三相绕组变磁通记忆电机以及与其电连接的控制器。另外，本发明还公开了一种电机使用方法，其使用上述的双三相绕组变磁通记忆电机。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机设备领域，具体地，涉及一种变磁通记忆电机、包括该电机的系统及其控制方法。尤其是涉及一种双三相变磁通记忆电机、包括该电机的系统及其控制方法。

背景技术

永磁同步电机采用高性能稀土永磁体取代励磁绕组，显著提高电机的效率、功率密度和功率因数，已成为目前高性能电机驱动系统的重要研究内容。在电动汽车驱动电机、机床主轴电机等需要宽广调速范围的驱动系统中，期望电机可以在宽广的转速范围内均保持高效率、大转矩和快速动态效应等高性能输出，这就要求电机在不同转速下可以灵活调节空载气隙磁场。但是，由于采用磁场强度基本恒定的永磁体作为励磁源，因此，永磁同步电机存在气隙磁场调节困难的问题。

虽然随着控制理论与技术的发展，通过加载负向直轴电流可以实现永磁同步电机的弱磁控制，但持续施加的弱磁电流降低了电机效率与功率因数，使电机无法在宽广的转速范围内均保持高效运行，弱化了永磁同步电机在宽转速运行场合中的优势。

基于此，期望获得一种兼具永磁同步电机高效率、高功能密度特点以及电励磁电机灵活调磁特点的电机结构，以更好地应用于高性能宽调速驱动系统。

针对此问题，变磁通记忆电机结构被提出，此电机的基本结构与普通永磁同步电机类似，即电机定子侧配有交流电枢绕组，转子侧配有永磁体作为励磁源。相比普通永磁同步电机，变磁通记忆电机采用特殊的可变磁通永磁体，这种永磁体的磁化状态可以通过加载正向或负向的直轴电枢电流脉冲以实现增强或削弱，且永磁体磁化状态在电流脉冲结束后可以被记忆和保持，另一方面，交轴电枢电流用于输出转矩，不影响永磁体磁化状态。这样，通过加载不同性质的直轴电枢电流脉冲可以灵活增强或削弱永磁体的磁化状态，使其在大转矩输出需求时保持强磁化状态，高转速输出需求时保持弱磁化状态，进而让电机在整个宽广转速运行范围内均保持高性能输出。但是，为了保证正常运行，变磁通记忆电机的增磁或去磁脉冲电流幅值一般都明显超过电机额定电流值，也就是说，需要额外增加逆变器容量以实现增磁/去磁电流脉冲的加载，这大幅度提高了驱动系统成本。因此，在保持变磁通记忆电机优点的基础上，降低变磁通记忆电机的增磁或去磁电流脉冲对逆变器容量的要求，是工业界和学术界的研究热点。

公开号为CN103490573A，公开日为2014年1月1日，名称为“一种轴向磁场磁通切换型表贴式永磁记忆电机”的中国专利文献公开了一种轴向磁场磁通切换型表贴式永磁记忆电机，该永磁记忆电机包括第一转子、第二转子、设置在第一转子和第二转子之间且轴向双边对称结构的定子、用于将定子、第一转子和第二转子同轴安装的安装轴，定子位于两转子之间构成轴向双气隙电机；定子为双边对称凸极结构，包括定子铁心、若干永磁体、三相电枢绕组和单相脉冲绕组；定子铁心包括定子轭和自定子轭分别向第一转子和第二转子中心方向突出的定子齿。需要指出的是，在该中国专利文献所公开的技术方案中，其采用的定子为双边对称凸极结构，并且其包括的是三相电枢绕组以及专门脉冲绕组(即单相脉冲绕组)。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种双三相绕组变磁通记忆电机、电机系统及其控制方法。

为了实现上述发明目的，本发明提出了一种双三相绕组变磁通记忆电机，其包括：

定子；

转子，转子上设有可变磁通永磁体；