[发明专利]一种局部磁路并联型内置式混合永磁记忆电机

说明书

本发明公开了一种局部磁路并联型内置式混合永磁记忆电机，包括混合永磁转子、定子、电枢绕组和转轴，所述电枢绕组设置在定子上，所述定子设置在混合永磁转子外部，所述混合永磁转子包括转子铁心、第一永磁体、第二永磁体以及V型磁障，所述转子铁心设置于所述转轴外部，所述V型磁障设置于转子铁心内部，V型磁障开口向外等分分布于所述转子铁心的周向，所述第一永磁体设置于所述V型磁障的开口内，所述第二永磁体设置于相邻的两个V型磁障之间，所述第一永磁体的矫顽力大于第二永磁体的矫顽力，所述第一永磁体和第二永磁体的横截面呈一字形。本发明可以有效解决永磁体尺寸设计受空间位置限制的问题，提高低矫顽力永磁抗去磁能力和电机的弱磁能力。

技术领域

本发明涉及一种永磁记忆电机，特别是涉及一种局部磁路并联型内置式混合永磁记忆电机，属于电机技术领域。

背景技术

在电机领域中，普通永磁同步电机(PMSM)由于普通永磁材料(如钕铁硼)的固有特性，电机内的气隙磁场基本保持恒定，作为电动运行时调速范围十分有限，在诸如电动汽车，航空航天等宽调速直驱场合的应用受到一定限制，故以实现永磁电机气隙磁场的有效调节为目标的可调磁通永磁电机一直是电机研究领域的热点和难点。永磁记忆电机(以下简称“记忆电机”)是一种新型磁通可控型永磁电机，它采用低矫顽力铝镍钴永磁体，通过定子绕组或者直流脉冲绕组产生周向磁场，从而改变永磁体磁化强度，对气隙磁场进行调节，同时永磁体具有磁密水平能够被记忆的特点。

传统的记忆电机由写极式电机发展而来，转子由铝镍钴永磁体、非磁性夹层和转子铁心共同组成三明治结构。这种特殊结构能够随时实现对永磁体进行在线反复不可逆充去磁，同时减小交轴电枢反应对气隙磁场的影响。

然而，这种基本结构的记忆电机的转子存在不足。由于永磁体位于转子，电枢绕组将同时具备能量转换和磁场调节两种功能，从而大大增加在线调磁难度；由于采用铝镍钴永磁，为了获取足够的磁通，永磁材料需达到足够的厚度，但在上述切向式结构下，不易实现；整个转子是由多个部分组成，共同紧固在轴上，机械可靠性有所降低；在需要宽调速驱动电机的应用场合中(如机床和电动汽车)，采用上述结构会导致永磁气隙主磁通不高，电机力能指标有待提高。

因此众多学者相继提出了多种拓扑结构的混合永磁式内置式永磁记忆电机，转子内部设有两种不同材料的永磁共同励磁，其中钕铁硼永磁提供气隙主磁场，而铝镍钴永磁起磁场调节的作用。但是由于转子永磁以及铁心磁路饱和现象，会导致在高负载运行区域下，低矫顽力永磁交叉去磁严重，使得磁阻转矩严重降低，影响了电机的转矩密度。

对于传统的U型并联磁路内置式永磁记忆电机，一般对铝镍钴永磁矫顽力要求较高，否则在空载情况下容易被钕铁硼永磁大幅反向去磁；且在负载情况下，铝镍钴永磁易受到电枢反应磁场和钕铁硼永磁的反向去磁影响，永磁工作点会相应降低，导致转矩密度减少。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种局部磁路并联型内置式混合永磁记忆电机，解决现有并联磁路内置式永磁电机永磁尺寸受限，利用率不高，高矫顽力永磁体对低矫顽力永磁体交叉耦合去磁严重，低矫顽力永磁体工作点不稳定等问题。

本发明技术方案如下：一种局部磁路并联型内置式混合永磁记忆电机，包括混合永磁转子、定子、电枢绕组和转轴，所述电枢绕组设置在定子上，所述定子设置在混合永磁转子外部，所述混合永磁转子包括转子铁心、第一永磁体、第二永磁体以及V型磁障，所述转子铁心设置于所述转轴外部，所述V型磁障设置于转子铁心内部，V型磁障开口向外等分分布于所述转子铁心的周向，所述第一永磁体设置于所述V型磁障的开口内，所述第二永磁体设置于相邻的两个V型磁障之间，所述第一永磁体的矫顽力大于第二永磁体的矫顽力，所述第一永磁体和第二永磁体的横截面呈一字形。

进一步的，所述V型磁障的底部的厚度大于侧面的厚度。

进一步的，所述转子铁心设有若干横截面呈一字的空气槽，所述第一永磁体和第二永磁体分别设置于所述空气槽内。