[发明专利]隐极式电励磁绕线转子及其同步电机

说明书

本申请涉及一种隐极式电励磁绕线转子及隐极式电励磁绕线同步电机。所述隐极式电励磁绕线转子包括内外设置的转子中心转轴和转子铁心；所述转子铁心设置有用于产生磁阻转矩的转子气隙磁障和用于产生直流励磁转矩的转子励磁绕组；所述转子励磁绕组构成多个隐极式转子直流励磁磁极。本申请通过内部添加气隙磁障，从而引入磁阻转矩，通过磁阻转矩的交直轴与直流励磁转矩的交直轴存在相应的电角度，从而提高隐极式电励磁绕线同步电机对两种转矩成分的利用率。在不改变电机尺寸和绕线匝数及输入条件的前提下，提高电机的输出转矩，进一步提高隐极式电励磁绕线同步电机的转矩密度和效率等综合性能。

技术领域

本申请涉及电励磁同步电机技术领域，尤其涉及一种隐极式电励磁绕线转子及隐极式电励磁绕线同步电机。

背景技术

永磁材料价格日益昂贵，且其开采势必会带来严重的环境污染问题，因此开发少永磁材料或者无永磁材料的高性能电机势在必行。电励磁绕线同步电机并不依赖于永磁材料，成本较低，而且转子励磁电流大小可控制，调速性能较好。

隐极式电励磁绕线同步电机既可以用于同步电动机，也可以用于同步发电机。但是在实际生产中，由于转子上存在通电绕组，会产生额外的铜耗，降低效率影响散热，因此隐极式电励磁绕线同步电机的性能相比永磁同步电机在性能上依旧存在差距。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种隐极式电励磁绕线转子及隐极式电励磁绕线同步电机。

第一方面，本申请提供了一种隐极式电励磁绕线转子，所述隐极式电励磁绕线转子包括内外设置的转子中心转轴和转子铁心；所述转子铁心设置有用于产生磁阻转矩的转子气隙磁障和用于产生直流励磁转矩的转子励磁绕组；所述转子励磁绕组构成多个隐极式转子直流励磁磁极。

可选地，所述转子气隙磁障的数量由所述隐极式转子直流励磁磁极的数量确定。

可选地，所述转子气隙磁障的位置用于改变所述直流励磁磁极的直流励磁转矩和所述磁阻转矩的耦合叠加关系，使直流励磁转矩的最大值和所述磁阻转矩的最大值能够在相近的电流相位角处叠加。

可选地，所述转子铁心由硅钢片叠压而成；所述叠压的硅钢片的磁极上设置转子气隙磁障。

可选地，所述转子气隙磁障的中线与所述隐极式转子直流励磁磁极的中线存在预设角度。

可选地，所述转子铁心的外周具有多个用于设置转子励磁绕组的绕组开槽；所述相邻两个绕组开槽之间构成齿部；所述齿部分为第一齿部和第二齿部；其中在每个极距内设置有第一齿部和第二齿部；所述第一齿部大于所述第二齿部。

可选地，在每个极距内不大于三分之一部分构成所述第一齿部。

第二方面，本申请提供了一种隐极式电励磁绕线同步电机，所述隐极式电励磁绕线同步电机包括如上任一项所述的隐极式电励磁绕线转子和定子；所述定子包括定子铁心和定子绕组。

可选地，所述定子铁心的内侧沿着圆周方向等间隔设置若干定子槽，所述定子槽中设置三相的定子绕组。

可选地，所述定子铁心和所述隐极式电励磁绕线转子的转子铁心之间行成环状的均匀气隙间隔。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请各实施例通过内部添加气隙磁障，从而引入磁阻转矩，通过磁阻转矩的交直轴与直流励磁转矩的交直轴存在相应的电角度，从而提高隐极式电励磁绕线同步电机对两种转矩成分的利用率。在不改变电机尺寸和绕线匝数及输入条件的前提下，提高电机的输出转矩，进一步提高隐极式电励磁绕线同步电机的转矩密度和效率等综合性能。

附图说明

此处的附图被并入说明书中，并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。