[发明专利]一种可变磁通永磁容错电机及设计方法

权利要求书

1.一种多变运行工况可变磁通永磁容错电机，其特征在于，由外向内依次包括电机定子(1)、转子(2)、永磁体(8)和转轴(3)；

定子(1)由电枢齿(4)、定子轭(5)和定子槽(6)构成；定子(1)内圈圆周方向均匀分布为电枢齿(4)，电枢齿(4)上绕有电枢线圈，相邻两电枢齿(4)之间为定子槽(6)，电枢绕组(7)不完全充满定子槽(6)；定子(1)内壁和转子(2)外壁之间具有气隙；沿转子(2)的圆周方向间隔均匀分布永磁体(8)对，每极转子(2)均设两块矩形永磁体(8)，采用V型放置且V型开口朝向气隙，永磁体(8)对由沿转子(2)径向对称的两个磁条在靠近所述转子的轴心的一端拼合而成；转轴(3)上有键槽，键连接电机的转子(2)和转轴(3)实现同心旋转；

电枢齿(4)的齿数是2m的倍数，且电枢齿(4)的数量与永磁体(8)极数之差为2，其中m为电机的相数；

转子(2)内位于相邻两永磁体(8)极间设计弧形磁障(9)，沿转子(2)圆周方向均匀分布；沿转子(2)外圆周方向设置均匀分布的弧形空气磁障(10)；

共有十块位于两相邻永磁体(8)极间的弧形磁障(9)和二十块沿着转子(2)外圆周均匀分布的弧形空气磁障(10)；

弧形空气磁障(10)由两段圆弧组成，靠近q轴的圆弧半径记R3，靠近d轴的圆弧半径记R4，在设计中为实现磁阻分配的优越性，满足R3R4的条件；

由永磁体(8)产生单一励磁源，满足电机主磁通＝漏磁通+有效主磁通。

2.根据权利要求1所述的一种多变运行工况可变磁通永磁容错电机，其特征在于，定子(1)和转子(2)均采用硅钢片叠压而成，叠压系数为0.96；电枢绕组(7)采用漆包铜导体材料；转轴(3)由不导磁材料组成。

3.根据权利要求1所述的一种多变运行工况可变磁通永磁容错电机，其特征在于，永磁体(8)为钕铁硼永磁磁钢，充磁方向为平行于永磁体(8)厚度方向，两个相邻的V型永磁体(8)充磁方向相反，其中一个为背离圆心，另一个为指向圆心。

4.根据权利要求1所述的一种多变运行工况可变磁通永磁容错电机，其特征在于，永磁体(8)相邻极间中心线位置为交轴，同一极永磁体(8)中心线位置为直轴，交、直轴之间电角度为90度。

5.一种如权利要求1所述的一种多变运行工况可变磁通永磁容错电机的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，初步确定电枢齿(4)齿数和永磁体(8)极对数，基于基波合成矢量最大原则，确定槽矢量分配；

步骤二，设置弧形磁障(9)，增加磁场可调特性；

步骤三，对步骤二所述的弧形磁障(9)的参数进行优化，实现在正常和故障状态下的磁通可变；

步骤四，在交轴和直轴之间设置弧形空气磁障(10)，从而实现磁场增强效应；

步骤五，对步骤四所述的弧形空气磁障(10)的参数进行优化，实现良好的无位置运行特性。