[发明专利]轴向并列型多相永磁容错电机

权利要求书

1.轴向并列型多相永磁容错电机，其特征在于，包括转轴(1)、转子(4)、机壳(5)和定子(6)，定子(6)固定在机壳(5)的内侧壁上，转子(4)固定在转轴(1)上，转子(4)和定子(6)之间有径向气隙L；定子(6)设置多相绕组；

其特征在于，转子(4)包括第一可调磁永磁单元、第二可调磁永磁单元和不可调磁永磁单元，三者并列设置在转轴(1)上，且结构相同的第一可调磁永磁单元、第二可调磁永磁单元分别固定在不可调磁永磁单元的左右两侧端面上，第一可调磁永磁单元、第二可调磁永磁单元均沿外圆周交错设置有p个永磁磁极和p个铁磁磁极，且两个可调磁永磁单元的永磁磁极沿周向错开180/p度；电机直轴电抗等于交轴电抗；

不可调磁永磁单元中的永磁体的充磁方向为轴向；两个可调磁永磁单元中的永磁体的充磁方向为平行充磁，每个永磁体中点的充磁方向为径向，且两个可调磁永磁单元中的永磁体的充磁方向相反；

通过调整定子(6)绕组中的电流来改变两个可调磁永磁单元的永磁体的工作点，以改变磁通大小或方向，进而实现两个可调磁永磁单元对不可调磁单元在气隙L中的永磁磁场进行正向或反向叠加；

定子(6)包括定子铁心(6-2)和m相定子绕组(6-1)，定子绕组(6-1)为多相分数槽集中绕组，不同相绕组间满足电、磁、热隔离条件，定子绕组(6-1)通有m相对称交流电流，m＝5；

任一相短路故障时的调磁策略：

在正常运行状态，采用直轴电流i_d＝0控制时，定子绕组A、B、C、D、E相通以幅值为I_m、角频率为ω、初相角为的五相对称正弦电流i_A，i_B，i_C，i_D，i_E，即

当A相绕组发生短路故障，控制剩余四相正常绕组通以如下电流：

其中中间变量

式中：R₀为短路相绕组电阻；L₀为短路相绕组电感；N为电机绕组匝数；k_dp为电机绕组因数；Φ_pm-D为与短路相绕组耦合的永磁磁通；K为电流系数；

当A相发生短路故障时，采用五相全桥逆变器将A相绕组端部短路，同时对剩余B、C、D、E相绕组按照上述电流形式进行供电，通过调整定子绕组(6-1)的电流来降低第一永磁体(4-1)和第二永磁体(4-8)的工作点，以减小磁场正向叠加的幅度，来减小绕组短路电流。

2.根据权利要求1所述轴向并列型多相永磁容错电机，其特征在于，当A相发生短路故障时，采用五相全桥逆变器将A相绕组端部短路，同时对剩余B、C、D、E相绕组按照上述电流形式进行供电，通过调整定子绕组(6-1)的电流进一步改变第一永磁体(4-1)和第二永磁体(4-8)的充磁方向，通过磁场负向叠加来减小绕组短路电流。

3.根据权利要求1所述轴向并列型多相永磁容错电机，其特征在于，第一可调磁永磁单元包括第一转子铁心(4-2)、第三转子铁心(4-3)和p个第一永磁体(4-1)；第二可调磁永磁单元包括第二转子铁心(4-7)、第四转子铁心(4-6)、和p个第二永磁体(4-8)；

第一转子铁心(4-2)和第二转子铁心(4-7)的外圆表面分别均匀分布p个弧度为a的第一转子铁心凹槽(4-2-1)和第二转子铁心凹槽(4-7-1)，a＝180/p，每两个第一转子铁心凹槽(4-2-1)之间形成一个第一铁磁极(4-2-2)，每两个第二转子铁心凹槽(4-7-1)之间形成一个第二铁磁极(4-7-2)；第三转子铁心(4-3)固定在转轴(1)上，第一转子铁心(4-2)固定在第三转子铁心(4-3)的外圆表面，p个第一永磁体(4-1)沿圆周方向均匀嵌入在第一转子铁心凹槽(4-2-1)内，第一永磁体(4-1)的弧度为b，且b≤a；第四转子铁心(4-6)固定在转轴(1)上，第二转子铁心(4-7)固定在第四转子铁心(4-6)的外圆表面，p个第二永磁体(4-8)沿圆周方向均匀嵌入在第二转子铁心凹槽(4-7-1)内，第二永磁体(4-8)的弧度为b；第一转子铁心(4-2)和第二转子铁心(4-7)沿周向错开180/p度。