[发明专利]一种附加转子轭部槽型无刷电励磁同步电机

说明书

本发明公开了一种附加转子轭部槽型无刷电励磁同步电机，电机的定子部分包括定子铁芯和定子电枢绕组，电机的转子部分包括转子铁芯、转轴、转子交流绕组、转子直流励磁绕组、导磁桥和旋转整流器；定子电枢绕组安置在均匀开设在定子铁芯上的定子槽中，转子交流绕组安置在转子铁芯的轭部均匀开设的转子轭部槽中，转子直流励磁绕组绕设在转子铁芯的各转子极身上，转子交流绕组通过旋转整流器与转子直流励磁绕组连接，导磁桥设置在转子铁芯的各转子极靴表面，转子铁芯的各转子极身上开设转子附加槽，导磁桥通过转子附加槽与转子轭部槽连通。本发明无电刷滑环，无需额外增加励磁机，可实现转子励磁电励磁电机的无刷励磁，且可实现输出电压的宽范围调节。

技术领域

本发明属于励磁同步电机领域，特别涉及了一种无刷电励磁同步电机。

背景技术

对于转子励磁型电机，需要通过电刷和滑环为电机励磁。电刷长期与旋转部件摩擦，使得电刷经常性维护和更换。无刷励磁电机比起有刷励磁电机来说可靠性更高，维护起来也更加方便。在现行的无刷化方案中，有三大类：

1、将励磁绕组安放于定子上，方便地实现无刷化，如电励磁爪极电机、双凸极电励磁电机、开关磁链电机等；

2、增加了旋转电枢式电励磁电机和旋转整流器，励磁机的电枢绕组产生的交流电经旋转整流器整流后为主发电机励磁，但是会导致电机轴向长，结构复杂，维护成本高；

3、励磁绕组安放在定子上，产生的磁场磁路为轴向，转子采用整块铁磁材料，开设导磁桥，在转子上形成旋转的NS极，该种方案中涡流损耗较大，且漏磁现象明显，励磁效率不高。

发明内容

为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了一种附加转子轭部槽型无刷电励磁同步电机。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种附加转子轭部槽型无刷电励磁同步电机，电机的定子部分包括定子铁芯和定子电枢绕组，电机的转子部分包括转子铁芯、转轴、转子交流绕组、转子直流励磁绕组、导磁桥和旋转整流器；定子电枢绕组安置在均匀开设在定子铁芯上的定子槽中，转子交流绕组安置在转子铁芯的轭部均匀开设的转子轭部槽中，转子直流励磁绕组绕设在转子铁芯的各转子极身上，转子交流绕组通过旋转整流器与转子直流励磁绕组连接，导磁桥设置在转子铁芯的各转子极靴表面，转子铁芯的各转子极身上开设转子附加槽，导磁桥通过转子附加槽与转子轭部槽连通。

进一步地，电机的定子部分还包括定子励磁绕组，转子交流绕组与定子励磁绕组设计成相同极对数，定子电枢绕组与转子直流励磁绕组设计成相同极对数。

进一步地，在定子励磁绕组中通入直流电，在气隙中建立静止的附加磁场；或者通入交流电，在气隙中建立速度与转子速度不同的旋转的附加磁场；附加磁场切割转子交流绕组，转子交流绕组上产生感应电势，通过旋转整流器整流后为转子直流励磁绕组提供转子直流励磁电流，转子直流励磁电流产生的磁场感应电枢绕组。

进一步地，附加磁场在转子直流励磁绕组上感应电势为0V，转子直流励磁绕组的转子励磁电流产生的磁场在定子励磁绕组上的感应电势为0V。

进一步地，当电机中未设置定子励磁绕组时，直接利用谐波磁场作为附加磁场感应转子交流绕组。

进一步地，定子励磁绕组与定子电枢绕组共同放置于定子槽中，或者在定子铁芯的轭部开设定子轭部槽，将定子励磁绕组放置于定子轭部槽中。

进一步地，所述定子励磁绕组采用集中绕组或分布绕组。

进一步地，任意设计转子交流绕组的相数，其电流产生的磁场在定子电枢绕组上的感应电势为0V，旋转整流器的整流方式为半波或者全波。

进一步地，设计转子交流绕组为两相，旋转整流器的整流方式为半波，转子交流绕组上的电流产生的磁场方向与转子直流励磁绕组上电流产生的磁场方向一致。