[实用新型]切向磁钢双凸极混合励磁电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及的切向磁钢双凸极混合励磁电机，属于一种双凸极混合励磁电机。

背景技术

莫斯科航空学院巴拉古诺夫教授在1988年提出并联磁势混合励磁同步发电机的结构。定子和普通同步电机相同，转子分为两部分，一部分为永磁励磁，另一部分为电励磁。该电机特点：电励磁部分为爪极结构，附加气隙多，轴向磁路，漏磁大，电励磁功能受制约。

日本T.Mizuno博士等提出了轴向/径向磁路混合励磁同步发电机。该电机的定子电枢绕组为通常的三相对称绕组，定子铁心被定子环形直流励磁绕组分成两段，这两段铁心由其外的背轭(用于轴向导磁的机亮)在机械上和磁上连接：转子也分成两部分：N极端和S极端，每极端由同极性永磁极和铁心形成的中间极交错排列，且两端的N、S永磁极及中间极也交错排列。转子铁心及转轴间有一实心导磁套简(转子背轭)，用于转子的轴向导磁。该电机特点：附加气隙多，但为固定气隙：存在轴向/径向磁路，电机结构优化受约束。

美国威斯康星-麦迪逊大学的Lipo教授等提出了一种轴向磁场中间磁极混合励磁电机结构。它由二个开槽的环形定子铁芯(其中嵌有多相电枢绕组>、二个盘式转子、一个直流励磁绕组构成。在转子表面交错排列着永磁极和铁芯形成的中间极。这种电机由于采用了中间极，加上定、转子铁芯均被分为两段，附加气隙多，功率密度和材料利用率难以提高。

还有一种双凸极混合励磁电机，它是在双凸极永磁电机的基础上演变出来的，保留了双凸极永磁电机的全部优点。该电机可以通过控制励磁电流的方向和大小，调节气隙磁场。但电励磁回路穿越永磁体，电励磁效率低。

香港大学陈清泉、上海工业大学江建中教授等提出了一种瓜极式混合励磁同步电机。该电机的外定子与普通电机的定子类似，槽中嵌有多相对称绕组，转子采用爪极结构，在相邻的两个瓜极之间放置永磁体，在内定子上放有环形直流励磁绕组。由于直流励磁绕组置于由爪极的内、外单元所形成的区域内，空间利用率高，结构紧凑。但由于存在轴向磁路，电励磁效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种取消了轴向磁路和附加气隙的电机。该电机永磁励磁和电励磁回路基本独立，故励磁效率高，且便于电机结构的优化设计，以达到最佳节能效果。

本实用新型的切向磁钢双凸极混合励磁电机的构成是在定子上除了有普通切向磁钢双凸极永磁电机的电枢绕组和一部分永磁磁钢之外，还设有励磁绕组。构成原则是保证具有偶数个永磁磁钢，且有2对相邻的定子极之间没有放置永磁磁钢。若切向磁钢双凸极混合励磁电机的永磁磁钢数目与电励磁极数的比值越大，则电励磁部分占的比例越小，励磁功率越小：作为发电机的电压调节范围越小：作为电动机运行时的恒功率运行区也越小。

本切向磁钢双凸极海合励磁电机的具体构成，包括机亮，在机壳内装有由定子铁心、电枢绕组、励磁绕组和切向永磁磁钢组成的定子和装有转轴的由转子铁心组成的转子所构成的切向磁钢双凸极混合励磁电机，其特点是具有偶数个永磁磁钢，至少有2对相邻的定子极之间没有放置永磁磁钢，但可以放置励磁绕组。

与现有技术相比，本切向磁钢双凸极混合励磁电机具有如下特点：

(1)根据应用场合，可以选择不同的永磁磁钢数目和励磁绕组数目。便于实现电机结构的优化设计，达到最佳的节能效果。

(2)在不通励磁电流时，该电机与普通切向磁钢双凸极电机相比处于弱磁状态。另外，励磁电流可以双向控制，可适应宽的运行速度要求。

(3)与现有的混合励磁电机相比，不存在轴向磁路和附加气隙，电励磁效率高。

附图说明

图1是6极切向磁钢双凸极混合励磁电机截面图；

图中标号名称：1、励磁绕组；2、定子N极铁心；3、永磁磁钢；4、定子S极铁心；5、转子铁心；6、电枢绕组；7、机壳；8、转轴；

图2是切向磁钢双凸极混合励磁电机等效磁路原理图。

图中标号名称：R_δ为每个极相对的气隙与定子齿部、转子齿部的磁阻R_S为每个极对应的定子轭部磁阻；R_PM为永磁体的磁阻；E_PM为永磁体提供的磁势；U为电励磁磁势，φ₁～φ₆为气隙磁通。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

本实用新型具体实施的技术方案是：