[发明专利]永磁倍极开关磁阻电动机发电机

说明书

技术领域

本发明属于开关磁阻电机领域，尤其涉及一种永磁倍极开关磁阻电动机发电机。

背景技术

目前，开关磁阻电机系双凸极的开关型电机，其定子磁极上绕有集中绕组；该电机按相数分可分为三相、四相和多相开关磁阻电机，其中又以三相6/4、12/8、4相8/6结构居多，并且定子极数大于转子极数，开关磁阻电机具有结构简单、易于制造、易于调速、运行可靠、不易损坏、功率因数高、运行效率高、启动转矩大、启动电流小、过载能力强、能重载启动等优势，同时在高速恒功率区范围宽性能好。

由于开关磁阻电机随着相数和极数的增多，步距角就会减小，从而有利于减小转距脉动，使电机的启动性能、运行稳定性能越好，噪声也越小，电机的振动就越小，但是增加相数就会增加控制成本，增加极数就使电机磁极面积减小，因此无论增加相数还是增加极数都将使电机结构复杂、体积增大。

与同等功率交流三相电机相比，普通开关磁阻电机比交流三相电机大一个机座号，高性能开关磁阻电机比交流三相电机大两个机座号，并且交流三相电机只需要简单的启动运行电气开关，控制成本低，而开关磁阻电机因属于电子开关型，增加相数就意味着增加电子开关，从而增加了控制成本，其电子开关控制设备依开关磁阻电机的相数不同占开关磁阻电机成本30～40％，其售价比普通交流电机的售价高3～5倍以上，因此影响了开关磁阻电机的推广使用和普及。

另外，开关磁阻电动机在每相控制通电过程中只能单边励磁，即在一个开关周期内只能单向供电而流过单向电流，利用正半周一个区域，负半周没有利用；而且在一个极距范围内虽然有两个区域可以产生转距，但只能利用一个；并且在定子换相过程中，转子极数不能全部利用，如三相6/4每相通电只能定子用2极、转子用2极、四相8/6每相通电也只能定转子各用2极，只有三相12/4每次通电定转子才能各用4极，所以造成磁共能面积小，材料浪费。同时由于转子不是永磁磁极，所以开关磁阻电机在可逆发电时的效率很低仅有1/3～2/5。

目前，世界各国都在研究开关磁阻电机这一新型电机，都在控制技术上采用单片机控制技术，使其控制有了大的突破，并出现了新型控制专用模块芯片，如DSP芯片，但对开关磁阻电机本身而言没有什么进展。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高效能、高启动转距、高功率密度的永磁倍极开关磁阻电动机发电机。

为解决上述问题，本发明所述一种永磁倍极开关磁阻电动机发电机包括通过电机地脚固定螺孔置于电机地脚上的电机外壳、电机轴伸端、电机非轴伸端及内置于所述电机外壳的均由硅钢片叠压成的双凸极结构的定子、转子；所述电机外壳中部设有电机吊环；所述电机轴伸端的两端分别设有前端盖、后端盖，该前端盖与后端盖通过固定螺杆与所述电机外壳相连；所述后端盖外设风罩，该风罩内设电机风扇；所述前端盖、后端盖分别通过前轴承、后轴承与所述电机轴伸端相连，其特征在于：所述定子、转子铁芯均由单段二相或单段三相组成，且定子、转子铁芯长度和直径相等；所述第一段定子铁芯包括第一段定子电枢磁轭、第一段定子磁极和第一段定子磁极绕组；所述第一段定子磁极上装有两套集中或分层的第一段定子磁极绕组，每套绕组相同相位的两个磁极上的电枢绕组串联或并联构成一相；所述第一段转子铁芯包括第一段转子永磁磁极、第一段转子磁轭和第一段转子设有键槽的轴孔。

所述定转子铁芯均由双段四相或双段六相组成，且两段定子、转子铁芯长度和直径相等；所述第一段定子铁芯包括第一段定子电枢磁轭、第一段定子磁极和第一段定子磁极绕组；所述第二段定子铁芯包括第二段定子电枢磁轭、第二段定子磁极和第二段定子磁极绕组；所述第一段定子磁极和第二段定子磁极上分别装有两套集中或分层的第一段定子磁极绕组和第二段定子磁极绕组，每套绕组相同相位的两个磁极上的电枢绕组串联或并联构成一相；所述第一段转子铁芯包括第一段转子永磁磁极、第一段转子磁轭和第一段转子设有键槽的轴孔；所述第二段转子铁芯包括第二段转子永磁磁极、第二段转子磁轭和第二段转子设有键槽的轴孔。

所述第一段转子铁芯包括第一段转子电励磁磁极、第一段转子电励磁磁极绕组和第一段转子设有键槽的轴孔；所述第二段转子铁芯包括第二段转子电励磁磁极、第二段转子电励磁磁极绕组和第二段转子设有键槽的轴孔。

所述第一段转子铁芯包括第一段转子永磁磁极、第一段转子磁轭和第一段转子设有键槽的轴孔；所述第二段转子铁芯包括第二段转子电励磁磁极、第二段转子电励磁磁极绕组和第二段转子设有键槽的轴孔。