[发明专利]转子磁极调制型旁路式混合励磁电机

权利要求书

1.一种转子磁极调制型旁路式混合励磁电机，其特征在于：包括定子、磁极调制型转子、静止导磁环和直流励磁绕组；

定子包括定子铁心和绕设在定子槽中的电枢绕组；

定子和磁极调制型转子之间具有环形的主气隙；

磁极调制型转子包括S铁心极模块、N铁心极模块和永磁体；

S铁心极模块包括kn个S铁心极、kn个S实心轭部和1～2个S端部延长导磁环；其中，k和n均为正整数；

1～2个S端部延长导磁环同轴设置在磁极调制型转子的一端或两端；

kn个S实心轭部沿S端部延长导磁环的周向均匀且一体布设，且在每个S实心轭部上安装一个所述的S铁心极；

N铁心极模块包括kn个N铁心极、kn个N实心轭部和与S端部延长导磁环数量相等的N端部延长导磁环；

N端部延长导磁环同轴设置在磁极调制型转子的一端或两端，且同轴插设在S端部延长导磁环的内侧；N端部延长导磁环和S端部延长导磁环之间形成环形的静止导磁环容纳腔；

kn个N实心轭部沿N端部延长导磁环的周向均匀且一体布设；在每个N实心轭部上安装一个所述的N铁心极；

每个S铁心极和每个N铁心极均包括轴向叠片和设置在轴向叠片中的永磁体；每个轴向叠片均采用叠片沿轴向叠压而成；

kn个N铁心极和kn个S铁心极沿周向交替布设，从而形成沿周向布设的k个转子单元，每个转子单元的极对数均为p₀，每个转子单元均包括n个永磁极对数和n+1个铁心极对数；

在每个静止导磁环容纳腔中同轴放置一个静止导磁环，静止导磁环与相邻的S端部延长导磁环和相邻的N端部延长导磁环之间分别设置有辅助气隙一和辅助气隙二；

静止导磁环位置固定，直流励磁绕组绕设在静止导磁环中；

当直流励磁绕组在铁心极上产生的磁通与相邻永磁体在永磁极上产生的磁通沿径向上方向相反时，电机工作在增磁模式；此时，直流励磁绕组产生磁通的闭合路径为：静止导磁环-辅助气隙二-N端部延长导磁环-N实心轭部-N铁心极-主气隙-定子铁心-主气隙- S铁心极- S实心轭部- S端部延长导磁环-辅助气隙一 - 静止导磁环；因而，在每个转子单元中，2n个永磁极和2（n+1）个铁心极，能产生p₀对极的气隙磁场；

当直流励磁绕组在铁心极上产生的磁通与相邻永磁体在永磁极上产生的磁通沿径向上方向相同时，电机工作在弱磁模式；

由于直流励磁绕组产生的电励磁主磁通，是经过高磁导的铁心极闭合，而不经过永磁体；故而，通过控制直流励磁绕组中励磁电流的大小和方向，就能实现电枢绕组中磁链的调节。

2.根据权利要求1所述的转子磁极调制型旁路式混合励磁电机，其特征在于：在每个转子单元中，2n个永磁极不相接，2（n+1）个铁心极中具有两组相接铁心极；在每组相接铁心极之间设置有周向磁障，以避免电励磁磁通在转子内部短路。

3.根据权利要求1所述的转子磁极调制型旁路式混合励磁电机，其特征在于：S端部延长导磁环与对应侧的每个N实心轭部之间均设置有轴向磁障，用于避免电励磁磁通在磁极调制型转子端部的短路。

4.根据权利要求1所述的转子磁极调制型旁路式混合励磁电机，其特征在于：静止导磁环的外端面固定安装在电机的机壳端盖上。

5.根据权利要求1所述的转子磁极调制型旁路式混合励磁电机，其特征在于：永磁体为表贴式永磁体或内置式永磁体；其中，内置式永磁体为一层或多层混合型，内置式永磁体的形状为“一”字型、V型、W型或U型。

6.根据权利要求1所述的转子磁极调制型旁路式混合励磁电机，其特征在于：S端部延长导磁环、N端部延长导磁环和静止导磁环均为两个，分别设置在磁极调制型转子的两端；两个静止导磁环中的直流励磁绕组采用串联或并联连接，且使用同一电源供电，从而实现双端励磁。