[发明专利]一种绕组式永磁耦合调速电机

说明书

本发明涉及交流调速电机，尤其涉及绕组式永磁耦合调速电机，包括定子、电动转子和绕组转子，其中，定子包括定子铁心和励磁绕组，励磁绕组采用三相整数槽分布式排列；电动转子包括电动转子铁心、鼠笼导条和永磁体，电动转子铁心贴近绕组转子一侧表贴以聚磁阵列方式充磁的永磁体；绕组转子包括绕组转子铁心和感应绕组，绕组转子铁心贴近电动转子一侧开槽，感应绕组设置于开槽中，另外在相邻感应绕组之间开槽以形成调制齿，调制齿用来对永磁磁场和感应磁场进行调制，感应绕组采用三相双层分数槽集中式排列。本发明提供的电机，具备低电压穿越能力，此外通过调制齿引入磁场调制效应，对感应绕组所匝链磁通进行调制，提高了电机转矩密度。

技术领域

本发明涉及交流调速电机领域，尤其涉及一种绕组式永磁耦合调速电机。

背景技术

近年来，我国经济迅速发展，尤其是工业发展突出，促进了对电力的需求量。火力发电作为我国主要发电方式，2018年占全国总发电量70％以上，当环保节能成为中国电力工业结构调整的重要方向时，国内火电设备也在加速更新换代。在火力发电厂中，一类辅机是最主要的耗电辅机设备，且容量大、耗电多，加上这些设备都是长期连续运行和常常处于低负荷运行状态，缩小体积、提高单位体积功率密度成为了辅机设备的发展方向之一。另外调查表明，我国50MW以上机组辅机运行效率低于70％的占一半以上，低于50％的占20％左右，由于目前普遍的机组负荷偏低，辅机的效率就更低，结果是白白地浪费掉大量的电能，因此节能也成为辅机设备改造的重点。

目前我国火电厂中除少量采用液力耦合器及双速电机外，大量辅机采用变频器调速方式，也因此，全国各级电网均出现过瞬时电压波动导致机组跳闸事故。事故的主要原因是电网故障电压降低时，电厂的一类辅机(特别是磨煤机、给煤机和引风机等)变频器不具备低电压穿越功能，辅机变频器不能躲过故障时间，低压保护动作跳闸，辅机退出，从而造成机组跳闸、非计划脱离电网等事故，严重影响电力系统的安全稳定运行面对上述低电压穿越问题，目前变频器调速系统中提高发电厂一类辅机(特别是磨煤机、给煤机和引风机等)可靠性主要有以下四个方案：

(1)在变频器直流母线加装电池组；

(2)在变频器加装交流稳压装置；

(3)给煤机安装三相UPS电源；

(4)每台给煤机安装单相UPS电源。

然而，上述四个解决变频器调速低电压穿越能力的方案均需要增加设备，改造投资较高，随着投运时间延长，电容、UPS、蓄电池等都存在老化问题，后期维护成本较高。

技术目的：

本发明的目的在于解决上述火电厂辅机现有问题，在不增加设备的前提下，提出一种具有低电压穿越能力、高转矩密度、高功率密度并且节能的绕组式永磁耦合调速电机。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种绕组式永磁耦合调速电机。

本发明的技术方案如下：

绕组式永磁耦合调速电机，其特征在于，包括定子、电动转子和绕组转子，其中，定子包括定子铁心和励磁绕组，电动转子包括电动转子铁心、鼠笼导条和永磁体，电动转子铁心贴近定子一侧设计为开口槽，鼠笼导条放置于电动转子铁心开口槽内，鼠笼导条端部由端环短接以获得感应涡流，电动转子铁心贴近绕组转子一侧表贴以聚磁阵列方式充磁的永磁体；绕组转子包括绕组转子铁心和感应绕组，绕组转子铁心贴近电动转子一侧开槽，感应绕组设置于开槽中，另外在相邻感应绕组之间开槽以形成调制齿，调制齿用来对永磁磁场和感应磁场进行调制，感应绕组采用分数槽集中式排列，并通过集电环和电刷与外部控制器相连，将转差功率回馈电网。

进一步，所述定子铁心设计为开口槽，所述励磁绕组设置在定子铁心开口槽内，励磁绕组采用整数槽分布式排列，并通过逆变器供交流电以产生旋转磁场，每个绕组线圈缠绕在定子齿上。