[发明专利]一种定子阻尼型永磁双凸极电机

说明书

本发明实施例公开了一种定子阻尼型永磁双凸极电机，涉及电机设计技术领域，能够减小磁钢损耗，缓减不可逆退磁风险。本发明包括：永磁体1、定子阻尼绕组2、电枢绕组3、定子铁心4和转子铁心5；定子铁心4与转子铁心5的定转子极数比为6N/4N，其中，N1、N2均为正整数；切向充磁的永磁体1包括四块并分别嵌入定子铁心4轭部的永磁体，包括：一号永磁体1‑1、二号永磁体1‑2、三号永磁体1‑3和四号永磁体1‑4；每个定子极(4‑1)上分别绕有一个电枢线圈，且每个电枢线圈的绕制方式相同，各个定子极(4‑1)上的电枢线圈依次串联构成电枢绕组3；定子阻尼绕组2中的阻尼线圈，分别绕制在三个定子极(4‑1)上，各个阻尼线圈分别短路连接。

技术领域

本发明涉及电机设计技术领域，尤其涉及一种定子阻尼型永磁双凸极电机。

背景技术

传统的转子励磁型永磁电机具有高功率密度的优点，被广泛应用于电动汽车、工业自动化等多个领域。转子励磁型永磁电机的永磁体位于转子上，电枢绕组位于电机定子上，电机的转子与定子之间是气隙，因此励磁磁场和电枢磁场分别位于气隙的两侧。虽然可以实现高效率运行，但由于位于转子侧的永磁体冷却困难，散热冷却系统的效率很低，引起的温升可能会导致永磁体发生不可逆退磁，缩短电机的使用寿命。因而高温退磁风险制约着转子励磁型永磁电机功率密度的进一步提高，限制电机出力。为了解决传统转子励磁型永磁电机在运行过程中所存在的温升过高的问题，现有方案中，主要通过在转子极上加装多个非导磁体和多个阻尼条，并在非导磁体上设置多个散热孔以提高发电机总体散热效率、抑制发电机输出震荡，从而延长电机使用寿命。然而转子励磁型永磁电机的转子机械强度弱、可靠性差，通常需要对转子采取特别加固措施以克服高速运行时的离心力，如安装由非金属纤维材料或不锈钢制成的套筒等，不仅导致转子结构复杂，制造成本高，而且增大了等效气隙，降低了电机性能。此外，转子永磁型电机在故障状态下的带载能力弱、转矩脉动大；并且永磁磁场难以调控、调速范围窄，因此电机难以长期适应恶劣环境。

为克服上述转子永磁型电机的缺点，出现了将永磁体安置于定子侧的定子励磁型永磁无刷电机，由于定子励磁型永磁无刷电机突破了传统转子励磁型永磁电机在本体结构、容错性能和调速能力等方面的技术瓶颈，受到了国内外学者日益广泛的关注。与转子励磁型永磁电机相比，定子励磁型永磁电机的永磁体安装在定子侧，不需要复杂的工艺和措施去固定永磁体，可以显著减小电机气隙的有效长度，提高功率密度。凸极转子仅由导磁材料构成，既无永磁体，也没有绕组，结构简单可靠，并且易于和某些应用对象直接耦合，集成一体。定子上同时存在永磁体和电枢绕组，永磁体产生励磁磁场。但是由于电机的气隙磁场受到转子凸极铁芯调制，因此导致气隙磁场中谐波含量丰富，并且电机负载运行时，电枢反应会引起永磁体工作点发生改变，从而导致永磁体中涡流损耗增加、温度上升，加剧不可逆退磁等风险。

发明内容

本发明的实施例提供一种定子阻尼型永磁双凸极电机，能够减小磁钢损耗，缓减不可逆退磁风险，从而进一步提高定子励磁型永磁双凸极电机的可靠性。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

提供一种定子阻尼型永磁双凸极电机,所述定子阻尼型永磁双凸极电机包括：永磁体(1)、定子阻尼绕组(2)、电枢绕组(3)、定子铁心(4)和转子铁心(5)。

定子铁心(4)为凸极结构，由12个定子极(4-1)构成，转子铁心(5)为凸极结构，由8个转子极(5-1)构成。

切向充磁的永磁体(1)共有四块(1-1，1-2，1-3，1-4)，分别嵌入定子铁心(4)轭部；

每个定子极(4-1)上分别绕有一个电枢线圈(3-1，3-2，3-3，3-4，3-5，3-6，3-7，3-8，3-9，3-10，3-11，3-12)，每个电枢线圈(3-1，3-2，3-3，3-4，3-5，3-6，3-7，3-8，3-9，3-10，3-11，3-12)的绕制方式相同，各个定子极(4-1)上的电枢线圈依次串联构成电枢绕组(3)；