[发明专利]一种并列式轴向磁通混合励磁双凸极电机

说明书

本发明公开了一种并列式轴向磁通混合励磁双凸极电机，其组成包括：两块定子(1，2)、一块转子(3)和电枢绕组(8)，定子(1)采用分段拼接的结构，包括内部导磁环(101)、外部导磁环(102)、励磁极(103)、内部环形永磁体(4)和外部环形永磁体(5)；定子(2)采用切削加工的方式得到，包括内部导磁环(201)、外部导磁环(202)、励磁极(203)、绕制在励磁极(203)内外两侧的励磁绕组(6，7)。该电机不仅具有结构紧凑的优点，而且能实现空载励磁磁场和电枢磁场的磁分路，且空载励磁磁场和电枢磁场的主磁路相互分离，不仅抑制了铁心损耗，还改善了由于永磁体磁阻较大而抑制了电枢反应的问题。

技术领域

本发明属于电机领域，具体涉及一种并列式轴向磁通混合励磁双凸极电机。

背景技术

双凸极永磁电机(doubly salient permanent magnet motor,DSPM电机)的最初概念可以溯源至1955年，由Rauch和Johnson提出，但受到当时永磁材料和功率器件的限制，难以在实际中应用。

随着新的高磁能积的永磁材料的出现，在上世纪九十年代初DSPM电机又重新得到了重视，国内学者也对此进行了大量的研究工作，提出了各种结构形式的DSPM电机，并对电机的特性进行了深入的研究，从而为双凸极电机机理的深入理解作出了很大贡献。华中理工大学的詹琼华教授提出了一种单相4/6极DSPM电机，定子极采用阶梯形结构，使电机可以可靠起动，且实现双向起动能力(边敦新,詹琼华,哈里布·法迪,郭伟.一种新型双凸极单相永磁电动机的工作原理与参数计算[J].中国电机工程学报,2000,(10):15-19)。东南大学的程明教授提出一种新型的定子永磁型8/6极DSPM电机，相对于6/4极结构具有功率密度高、速度范围宽、转矩脉动小等优点，并针对DSPM电机存在的永磁磁场调节能力相比于电励磁较弱而导致的恒功率运行范围十分有限的问题，提出了采用分裂绕组扩展电机恒功率运行区的新方法(程明,周鹗.新型分裂绕组双凸极变速永磁电机的分析与控制[J].中国科学E辑:技术科学,2001,(03):228-237.)。东南大学的林明耀教授提出了一种新型12/8极DSPM电机，它集永磁无刷直流电机和SRM的主要优点于一身，加上其独特的转子斜槽和12/8极结构，该电机具有功率密度高、用铜量小、绕组电阻小和转矩脉动小等优点(林明耀,程明,周鹗.新型12/8极双凸极变速永磁电机的设计与分析[J].东南大学学报(自然科学版),2002,(06):944-948.)。

上述电机的空载励磁磁场和电枢磁场均采用共用定、转子轭部铁心磁路的方式，使得电机具有较长的饱和磁路，加剧了电机的铁心损耗；此外，由于采用稀土永磁体励磁，而稀土永磁体的磁阻较大，减弱了电枢电流产生的磁场，抑制了电枢反应。此外，永磁体的励磁不可调节，无法调节气隙磁场。

发明内容

本发明的目的是要提供一种并列式轴向磁通双凸极电机，它能实现空载励磁磁场和电枢磁场的磁分路，不仅改善了由于磁场叠加而使得电机具有较长的饱和磁路而产生较大铁心损耗的问题，还改善了由于永磁体磁阻较大而抑制了电枢反应的问题。此外，该电机还具有较好的弱磁调速能力。

实现本发明目的的技术解决方案为：

1、并列式轴向磁通混合励磁双凸极电机，其组成包括：两块定子1，2、一块转子3、励磁绕组7、电枢绕组8、轴承9、转轴10、端盖12和机壳13。励磁绕组6和励磁绕组7分别绕制在定子2上励磁极203的内外侧，再将电枢绕组8绕制在两块定子1，2的励磁极103，203上；在电枢绕组8绕制完成后将两块定子1，2分别安装在转子3两侧的机壳13上；转子3通过键11固定在转轴10上；最后将两块定子1，2通过轴承9和端盖12固定安装在转轴10上。

2、定子1的组成主要包括：内部导磁环101、外部导磁环102、励磁极103、内部环形永磁体4和外部环形永磁体5。