[发明专利]调节式变极变速永磁同步电动机

摘要

本发明是一种调节式变极变速永磁同步电动机，其涉及一种应用于永磁同步电动机的方法。在低转速小功率输出时，若干个转子主磁极和若干个转子辅助磁极共同建立低转速转子磁场。切向调节磁场不会影响永磁转子在电动机气隙中的磁通密度。在高转速大功率输出时，若干个转子主磁极共同建立高转速转子磁场。通过转子辅助磁通闭合路径的改变，使调节式转子能够自动适应变换电动机磁极数，实现永磁同步电动机的变极变速。同时，切向调节磁场会增加永磁转子在电动机气隙中的磁通密度。使两种功率状态下电动机每相绕组感应的反电动势小于并接近于外加端电压，两种功率状态下电动机的功率因数均接近于1，调节式变极变速永磁同步电动机可以兼顾双功率设计。

主权项

一种调节式变极变速永磁同步电动机，其特征在于调节式变极变速永磁同步电动机的转子采用调节式转子，电动机定子绕组采用非变极定子绕组或变极定子绕组；调节式转子的转子铁芯部件主要由若干个永磁铁芯和若干个调节式鼠笼铁芯（7）两种类型的转子铁芯组成；永磁铁芯有变极永磁铁芯（5）和非变极永磁铁芯（32）两种结构；调节式转子分为变极调节式转子和非变极调节式转子；变极调节式转子的转子铁芯部件是含有变极永磁铁芯（5）和调节式鼠笼铁芯（7）的变极转子铁芯部件；非变极调节式转子的转子铁芯部件是含有非变极永磁铁芯（32）和调节式鼠笼铁芯（7）的非变极转子铁芯部件；变极调节式转子与含有变极定子绕组的电动机定子装配在一起，组成异步起动变极变速永磁同步电动机；非变极调节式转子与含有非变极定子绕组的电动机定子装配在一起，组成异步起动永磁同步电动机；变极永磁铁芯（5）的径向外表面有若干个转子凹槽和若干个转子凸极；每一个转子凹槽中粘贴有两个互为异性磁极的永磁体（4），相邻转子凹槽之间的相邻永磁体（4）互为异性磁极；每一个永磁体（4）形成一个转子主磁极；转子主磁通在同一个转子凹槽中的两个转子主磁极之间形成闭合回路；每一个永磁体（4）磁化相邻的转子凸极一侧，形成一个与该永磁体（4）互为异性磁极的转子辅助磁极；转子辅助磁通在永磁体（4）与转子凸极之间形成闭合回路；调节式变极变速永磁同步电动机在低转速同步运行时，若干个转子主磁极和若干个转子辅助磁极共同建立低转速转子磁场；调节式变极变速永磁同步电动机在高转速同步运行时，转子辅助磁极对面的定子磁极产生的定子附加磁场与转子辅助磁极互为同性磁极，在定子附加磁场的同极性相互排斥的磁力作用下，转子辅助磁通不在永磁体（4）与转子凸极之间形成闭合回路，转子辅助磁通合并在转子主磁通中；由若干个转子主磁极共同建立高转速转子磁场；转子辅助磁通闭合路径的改变，使变极调节式转子能够自动适应变换电动机磁极数，实现永磁同步电动机的变极变速；调节式鼠笼铁芯（7）的径向外表面有若干个深而窄的调节磁钢槽（35），每一个调节磁钢槽（35）中粘贴有一个调节磁钢（11），形成一个切向调节磁场，调节磁钢槽（35）槽底是磁桥（36）；在没有外加磁场作用时，切向调节磁场磁通路径沿着磁桥（36）闭合；定子磁场作用在磁桥（36）处的磁场方向与调节磁钢（11）作用在磁桥（36）处的磁场方向相同时，切向调节磁场磁通路径依旧沿着磁桥（36）闭合，切向调节磁场不会影响永磁转子在电动机气隙中的磁通密度；定子磁场作用在磁桥（36）处的磁场方向与调节磁钢（11）作用在磁桥（36）处的磁场方向相反时，定子磁场迫使切向调节磁场磁通路径穿过电动机气隙，切向调节磁场磁通路径在电动机定子铁芯中闭合，切向调节磁场会增加永磁转子在电动机气隙中的磁通密度。