[实用新型]基于无线电能传输的电励磁同步电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机领域，尤其涉及一种基于无线电能传输的电励磁同步电机。

背景技术

目前车用电机多为永磁同步电机、异步电机、永磁无刷直流电机，以永磁同步电机为例，说明永磁电机存在的问题：

1、汽车电机普遍使用的稀土永磁体价格昂贵，铁氧体永磁体磁性能较差，功率密度低。

2、永磁体存在不可逆退磁的风险。当电机遇到突发事件导致某个部分瞬间电流过大，在热机状态下，容易导致局部不可逆退磁，导致电机性能发生改变，甚至不能达到最初的设计要求。

3、永磁体磁性能在电机运行过程中不能改变。电机定子绕组确定后，其反电势常数就确定了，在高速的时候会造成电机的反电势过大超过母线电压，造成反冲等问题，因此需要弱磁控制。而弱磁控制较为复杂，且对电机的一致性要求很高，用于弱磁控制的电流都损耗掉了，也是一部分功率损耗，降低了电机的效率。

解决这一问题可以使用电励磁代替永磁体，从而出现了电励磁同步电机，然而，对于电励磁同步电机，需要通过换向器传输转子绕组所需的励磁电流，由于引入了换向器，电励磁同步电机存在以下缺陷：

1、由于有换向器，存在机械磨损，要定期对碳刷进行维护。

2、换向器在高速时会拉弧、摩擦过大导致过热烧蚀等问题，因此电机的转速受到了很大的限制。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种基于无线电能传输的电励磁同步电机。

为实现上述目的，所述基于无线电能传输的电励磁同步电机，包括机壳、定子和转子、以及定子绕组和转子绕组，其特点是，所述电励磁同步电机还包括，

固装在机壳上的无线电能发射器；

固装在转子上的无线电能接收器；以及，

固装在转子上的整流器；并且，

所述无线电能发射器与无线电能接收器无线连接，该无线电能接收器通过所述整流器与所述转子绕组电连接；

所述无线电能发射器的发射线圈与所述无线电能接收器的接收线圈为同心布设。

优选的是，所述无线电能发射器的发射线圈与所述无线电能接收器的接收线圈邻近布设。

本实用新型的有益效果在于：

1、由于是电励磁的，在电机需要大电流时，可以直接通过增加转子励磁电流，以增加电机磁场强度，避免定子绕组电流过大；

2、所产生的磁场稳定，完全没有退磁的危险；

3、解决了高速运转时电机弱磁的问题，当电机需要提供高转速时不需要在定子上增加弱磁，以免反电势过大而超过供电电压，只需降低通入无线电能发射器的电流即可；

4、对电机温度的限制不大，对散热的要求降低，可以减少散热设计的难度，降低热设计成本。

附图说明

图1示出了本实用新型所述的基于无线电能传输的电励磁同步电机的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

图1示出了本实用新型所述的基于无线电能传输的电励磁同步电机的结构示意图，如图1所示，所述基于无线电能传输的电励磁同步电机，包括转轴1、前端盖2、轴承3、壳体4、转子前端盖5、定子绕组6、定子硅钢片7、接线盒8、转子硅钢片9、转子后端盖10、转子绕组11、低压引出线13、旋转变压器定子15和旋转变压器转子16。

所述电励磁同步电机还包括无线电能发射器、无线电能接收器和整流器。所述无线电能发射器与无线电能接收器无线连接，该无线电能接收器通过所述整流器与所述转子绕组电连接；所述无线电能发射器的发射线圈14与所述无线电能接收器的接收线圈12为同心布设。

具体地，如图1所示，所述基于无线电能传输的电励磁同步电机大部分结构和传统的同步电机相似，在轴承端盖上固装有所述无线电能发射器，低压引出线13传输过来的高频交流电通过无线电能发射器的发射线圈14时产生高频电磁波。固装在转子上的无线电能接收线圈感应产生交流电，再经过转子上安装的整流器（例如，二极管）滤波形成直流电，直流电供给转子的励磁绕组，形成磁场。该磁场与定子绕组6相互作用，产生扭矩或者发电。

进一步地，所述无线电能发射器的发射线圈14与无线电能接收器的接收线圈12邻近布设，使两者之间的气隙17尽可能的小，以提高无线电能传输的效率。

所述基于无线电能传输的电励磁同步电机的励磁方法，包括以下几个步骤：