[发明专利]一种新型磁通切换磁极结构与电机

说明书

技术领域

本发明涉及磁通切换磁极电机，尤其涉及一种新型磁通切换磁极结构与电机，属于电气设备驱动和电机制造领域。 

背景技术

电机驱动设备消耗着工业能源的绝大部分，为提倡节能，国际上不断有新的电机标准出现，对效率和功率密度有更高的要求；目前异步电机在工业领域仍旧占据一定的地位，消耗着工业能源的大部分，要改进其效率，需要复杂的工艺，转子永磁型永磁电机由于永磁体在转子上，安装复杂，且不易调磁，以上两种交流电机都受限于调速范围的限制，且制造工艺复杂，维护困难，因此亟待开发新型电机去改善以上出现的问题。 

磁通切换电机是近几年出现的新型电驱动电动机，可交流和带斩波交流运行，是一种新型调速电机，具有调速范围宽，功率密度高等优异特点，且相比较转子永磁型电机更容易散热，使永磁体降低受温度的影响，而且，转子上没有永磁体和线圈绕组，为双凸极结构，因此它的结构简单坚固，系统可靠性高，由于永磁体置于定子，因此气隙磁场易于调节，使得其非常适合于高效、调速和高速运行。 

目前出现的磁通切换型电机，一般为交流绕组缠绕于定子凸极上，励磁源内嵌于定子凸极中，励磁源有电励磁、永磁励磁和电和永磁混合励磁，磁通切换过程中，交流电枢绕组波动磁场经过永磁体，这引起了永磁体内较大的涡流损耗，同时较大的磁路磁阻意味着较大的扭矩波动存在；不管以上哪种励磁方式，皆有槽满率低的明显问题，由于槽满率低，功率密度亦难以进一步提高，除此，由于相邻相绕组共享了一个定子槽，使得电枢绕组之间明显有涡流场的耦合，因此加剧了热量的产生，对散热装置提出了进一步的要求。 

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种新型磁通切换磁极结构，其可使采用该磁极结构的电机具有更高的功率密度、高可靠性、更高的效率和降低输出扭矩波动。 

为解决背景技术中所述的问题，本发明采用如下技术方案： 

一种新型磁通切换磁极结构（0），其特征在于，包括：

固定部分（1）和移动部分（M），所述的固定部分由固定铁芯（2）、电枢绕组（A）和励磁绕组（F-1、F-2）组成，其中，所述的固定铁芯具有多个以一定的间隙分布的固定凸极（3-1、3-2、3-3、3-4），由相邻的所述固定凸极分别构成了励磁气隙（FA-1、FA-2）和电枢气隙（AR），所述的励磁绕组为直流绕组，内嵌于所述的励磁气隙内，所述的电枢绕组为交流绕组，缠绕于所述的电枢气隙的轭部（AR-1）；由固定凸极(3-1、3-2)和励磁气隙（FA-1）构成了磁通切换凸极（FS-1）,由(3-3、3-4)和励磁气隙（FA-2）构成了磁通切换凸极(FS-2)。

所述的固定铁芯（2）由导磁材料制成的冲片叠压而成。 

所述的移动部分（M）为凸极结构，分布有若干个移动凸极（MS）。 

所述的移动部分由导磁材料制成的冲片叠压而成。 

所述的移动部分无磁源。 

其中，所述的励磁绕组为直流绕组，通直流电，所述的电枢绕组为交流绕组，通交流电。 

优选地，所述的固定部分可移动，所述的移动部分可固定。 

其中可选地，所述的磁极结构可多个单独和联合组成电能和机械能转换单元； 

联合组成时，相邻电枢绕组的两侧磁通切换凸极单元可合成为一个。

电枢绕组通交流电，创建电枢交变磁场，励磁绕组通直流电，且串联连接，创建励磁磁场，励磁磁场和电枢交变磁场共同经过气隙和转子闭合，当电枢绕组产生的交变磁场改变方向时，电枢气隙轭部中的磁通方向反响，磁路该变闭合路径，从而对外做功，本发明一种新型磁通切换磁极结构，与目前的磁通切换磁极技术相比，有以下有益效果：槽满率高，因而功率密度高，磁路磁阻低，由于一个电枢绕组占据一个槽，故而不存在相电枢绕组之间的涡流场耦合。 

一种电机（01），其特征在于，包括 ： 

定子（S），所述的定子由定子铁芯（SI）、电枢绕组（A1～A4,B1～B4,C1～C4）和励磁绕组（F1～F12）组成；所述的定子铁芯分布有若干以一定间隙排列的定子凸极（SP-1、SP-2），所述的定子凸极相互分别构成励磁气隙（FG）和电枢气隙（AG）；所述的电枢绕组为交流绕组，且缠绕于励磁气隙的轭部（SY），一端内嵌于电枢气隙中；所述的励磁绕组为直流绕组，内嵌于励磁气隙中；励磁气隙的轭部（MB）为磁桥；由定子凸极（SP-1、SP-2）和励磁气隙组成磁通切换凸极（SS）；