[实用新型]一种集中绕组式永磁同步电机

说明书

技术领域

本实用新型属于电力电子设备技术领域，尤其涉及一种集中绕组式永磁同步电机。

背景技术

随着现代电力电子技术的发展和永磁材料性能的不断提高，永磁同步电机具有的高效、高功率密度等特性得以进一步体现，并广泛应用于生产生活的各个领域，其中用于机床加工、电动汽车、游艇等领域的驱动电机不同于常规的工业电机，该类驱动电机通常要求能够频繁的启动/停车、加速/减速；低转速或爬坡时要求高转矩，高速行驶时要求低转矩；能承受高达4-5倍的过载；调速范围大，既能工作在恒转矩区，又能运行在恒功率区，同时在整个调速范围内还要保持较高的运行效率。

目前，传统的永磁同步电机若想实现上述功能，大都采用基于空间矢量的定子磁链弱磁控制方法，在电机达到基本转速之前采用最大转矩/电流控制策略，在超过基本转速之后采用弱磁扩速的电流控制策略，通过控制直轴电流矢量产生的直轴去磁磁动势削弱永磁磁场，维持高速运行时电机端电压的平衡，以使电机具有更大的调速空间。该策略可实现电压矢量近似连续调节，有效减小永磁电机的转矩脉动，提高系统的性能，但是弱磁运行也会带来很多问题,诸如:电机效率随着转速升高急剧下降；电机温升高，存在弱磁失控的风险；弱磁能力有限；容易退磁，磁钢寿命降低等问题。

如图1所示，传统永磁同步电机的定子，其上圆周方向的小圆孔为定子的固定孔。

如图2和3所示，电动机定子1的绕组中通入三相交流电，在通入电流后就会在电动机的定子绕组中形成旋转磁场，由于在转子2上安装了永磁体3，永磁体3的磁极是固定的，根据磁极的同性相吸异性相斥的原理，在定子1中产生的旋转磁场会带动转子2进行旋转，最终达到转子2的旋转速度与定子1中产生的旋转磁场的转速相等，由于存在弱磁的现象，转子2的转速下降，电机温升高，磁钢寿命降低的问题。

综上所述，到目前为止还没有一个更好的方案能解决上述问题，因此有必要实用新型一种新型高过载、宽调速永磁同步电机，既能满足上述分析中的特定要求，又能避免弱磁调速带来的问题。

实用新型内容

本实用新型之目的在于提供一种集中绕组式永磁同步电机，解决现有永磁同步电机过载低和存在弱磁的问题。

其解决的技术方案为：一种集中绕组式永磁同步电机，包括电机本体，所述电机本体包括定子绕组、转子和永磁体，所述定子绕组通三相交流电，带动转子旋转，所述转子上安装永磁体，所述电机本体内部增加一个与转子同轴且各自独立的机械同步装置，所述机械同步装置包括不锈钢圆盘、螺纹杆和磁棒，所述螺纹杆和磁棒分别焊接在不锈钢圆盘的两个平面上，所述磁棒沿着与螺纹杆、不锈钢圆盘同心的圆周方向均匀分布。

其中，优选地，所述磁棒的磁导率与定子绕组铁芯的磁导率相同。

其中，优选地，所述机械同步装置的外部加一端盖，所述端盖与螺纹杆配合，所述端盖将机械同步装置包围。

其中，优选地，所述端盖的一端有开孔。

其中，优选地，所述螺纹杆穿过电机本体的端盖开孔。

其中，优选地，所述不锈钢圆盘、磁棒和穿过开孔的螺纹杆位于电机本体内的后部。

其中，优选地，所述定子绕组的铁芯轭部开设有磁棒孔，所述磁棒孔内可抽拔与定子绕组铁芯的磁导率相同的磁棒。

其中，优选地，所述螺纹杆在外部驱动装置的控制下移动时，带动机械同步装置的磁棒在磁棒孔内移动。

采用上述技术方案，当电机本体转速达到一定范围需要进行弱磁控制时，机械同步装置会依据接收到的信号驱动螺纹杆进退，带动磁棒进退，改变磁棒插入定子上与之相对应的磁棒孔的深度，改变定子绕组合成的感应电动势的大小，实现机、电、磁三者耦合的磁场调节，保证电机本体在恒定功率区间内的高速运行，实现电机高过载、宽转速的运行性能。

附图说明

图1为传统永磁同步电机的半剖图；

图2为传统永磁同步电机的剖面图；

图3为传统永磁同步电机的定子结构图；

图4为本实用新型的结构图；

图5为本实用新型的剖面图；

图6为本实用新型中定子的结构图；

图7为本实用新型中机械同步装置的结构图；

图8为本实用新型中磁棒未插入定子上的磁棒孔上的状态图；

图9为本实用新型中磁棒部分插入定子上的磁棒孔上的状态图。

图中：1—定子绕组，2—转子，3—永磁体，4—机械同步装置，5—不锈钢圆盘，6—螺纹杆，7—磁棒，8—固定孔，9—磁棒孔。

具体实施方式