[发明专利]一种转子永磁型混合励磁轴向磁通切换永磁电机

说明书

本发明公开了一种转子永磁型混合励磁轴向磁通切换永磁电机，属于混合励磁同步电机领域；包括同轴安装的第一定子、转子、第二定子，转子夹于第一定子和第二定子之间，定子由六个E型铁心、六个集中电枢绕组、六个集中励磁绕组构成，转子由十对转子极与十个铝镍钴永磁体组成；本发明电机轴向长度短，结构紧凑，体积小，提高了功率和转矩密度；铝镍钴永磁体放置在转子上，转矩输出能力强，提高了电机过载能力；转矩脉动小，提高了系统的动态和稳态性能，运行更加平稳。电枢反应电抗较小，励磁磁场与永磁磁场呈并联关系，调磁灵活方便；永磁体位于转子上，定子磁路不易饱和，极大拓宽了电机的恒功率调速范围。

技术领域

本发明属于混合励磁同步电机技术领域，具体涉及一种转子永磁型混合励磁轴向磁通切换永磁电机。

背景技术

在1997年欧洲电力电子及应用会议上，法国学者E.Hoang提出了一种定子永磁型三相12/10极磁通切换永磁电机，受到了国内外诸多学者的广泛关注。磁通切换永磁电机采用了双凸极结构，电枢绕组与永磁体均置于定子上，转子既无绕组也无永磁体，具有功率/转矩密度高、效率高、磁链与反电势正弦度高、转子结构简单坚固、散热容易等优点。但磁通切换永磁电机磁场不易调节，为进一步提高该类电机的调磁能力，在2007年的欧洲电力电子及应用会议上，E.Hoang提出了一种混合励磁磁通切换永磁电机，该电机在磁通切换永磁电机基础上添加了一套电励磁绕组，通过改变励磁磁场的大小和方向调节气隙磁场，兼具磁通切换永磁电机和电励磁电机的特点，功率/转矩密度高，转子结构简单，调磁范围宽，高速运行性能好，低速转矩大，散热容易。此外，该电机本身也具有一定的容错能力，既可应用于低速大转矩场合，也可作为高速电机使用，是风力发电和电动汽车等领域的最佳候选。

相对于径向磁场电机，轴向磁场电机具有结构简单紧凑、体积小、功率/转矩密度高、散热方便和转子铁心利用率高等优点，已经成为国内外学者研究的热点。

定子永磁型混合励磁轴向磁通切换永磁电机的永磁体、电枢绕组与励磁绕组均置于定子上，转子既无永磁体也无绕组，具有结构简单紧凑、功率/转矩密度高、调磁能力较强、转子结构坚固、易于散热冷却等优点，但该类电机过载能力低、输出转矩脉动较大、增磁与弱磁能力仍然不够强，在一定程度上限制了该类电机在输出转矩要求高的领域的应用。

发明内容

本发明目的是提供一种转子永磁型混合励磁轴向磁通切换永磁电机，解决了现有技术中存在的定子永磁型盘式混合励磁磁通切换永磁电机输出转矩脉动大的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种转子永磁型混合励磁轴向磁通切换永磁电机，包括同轴依次安装的第一定子、转子、第二定子，第一定子、第二定子与转子之间均留有气隙，第一定子与第二定子关于转子对称，转子外圆周上等距离设置十对转子极和十个铝镍钴永磁体，每对转子极之间设置一个铝镍钴永磁体，相邻的两个铝镍钴永磁体的极性相反。

本发明的特点还在于：

铝镍钴永磁体的径向长度低于转子极的径向长度，每对转子极与铝镍钴永磁体在径向末端形成转子槽。

第一定子、第二定子均包括由六个E形铁心并构成定子圆盘，相邻的两个E形铁心上均跨绕有集中电枢绕组，每个E形铁心的中间齿上均缠绕有集中励磁绕组。

每两个集中电枢绕组串联构成一相电枢绕组，三相电枢绕组分别顺次序串联或并联构成整个电机的A相、B相、C相电枢绕组。

E形铁心采用非晶合金材料，沿着定子圆盘中心卷绕成盘式结构。

E型铁心采用矩形槽与矩形齿结构。

第一定子、转子、第二定子均为凸极结构。

本发明一种转子永磁型混合励磁轴向磁通切换永磁电机有益效果为：