[发明专利]一种磁场调制混合励磁电机及其多工作波设计方法

权利要求书

1.一种磁场调制混合励磁电机，其特征在于：包括定子(1)和转子(2)，定子包括定子铁心、电枢绕组(3)、励磁绕组(4)、永磁体(5)，其中定子铁心为开口槽设计，形成定子齿，电枢绕组(3)或励磁绕组(4)分布于定子齿的底部开口槽内，采用集中式缠绕在一个定子齿(6)上，每个定子齿的端部开设端部凹槽，励磁绕组(4)或电枢绕组(3)放置在定子齿(6)的端部凹槽内，每个定子齿通过端部凹槽分裂成两个调制齿(7)，每个调制齿(7)上嵌入一个永磁体(5)，永磁体(5)位于调制齿(7)端部的两个铁极(8)的中间，励磁绕组(4)或电枢绕组(3)采用集中式缠绕在由不同定子齿分裂而成的两个相邻调制齿(7)上，永磁体(5)的充磁方向为径向充磁，N、S极的摆放位置由励磁绕组的放置位置决定；励磁绕组(4)和电枢绕组(3)的每个线圈空间上错开180°/N_s放置，N_s为定子槽数；其中定子铁心和转子铁心采用硅钢片导磁材料，永磁体(5)采用钕铁硼材料；

永磁体(5)充磁方向根据下列情况设置：

若励磁绕组(4)集中绕制于定子齿(6)的底部开口槽内，则由相同定子齿(6)分裂而成的两个调制齿(7)上的永磁体(5)极性相同，由不同定子齿(6)分裂而成的两个相邻调制齿(7)上的永磁体(5)极性相反，永磁体(5)为径向充磁，励磁绕组(4)所缠绕的定子齿(6)上形成的磁场回路方向与永磁体(5)在该定子齿上形成的磁场回路方向平行；

若励磁绕组(4)集中绕制于由不同定子齿(6)分裂而成的两个相邻调制齿(7)，则由不同定子齿(6)分裂而成的两个相邻调制齿(7)上的永磁体(5)极性相同，由相同定子齿(6)分裂而成的两个调制齿(7)上的永磁体(5)极性相反，永磁体(5)为径向充磁，励磁绕组(4)在两个调制齿上形成的磁场回路方向与永磁体(5)在两个调制齿上形成的磁场回路方向平行。

2.根据权利要求1所述的一种磁场调制混合励磁电机，其特征在于：该电机形成两个磁路路径，其一永磁磁场形成的磁路路径：永磁体(5)→定子齿(6)→定子轭→相邻定子齿(6)→相邻定子齿(6)上的永磁体(5)→气隙→转子凸极(9)→转子轭→转子凸极(9)→气隙→永磁体(5)；其二励磁磁场形成的磁路路径：铁极(8)→定子齿(6)→定子轭→相邻定子齿(6)→相邻定子齿(6)的铁极(8)→气隙→转子凸极(9)→转子轭→转子凸极(9)→气隙→铁极(8)；励磁磁场形成的回路不经过永磁体，永磁和励磁两激励磁场的磁路平行，且相互独立。

3.根据权利要求2所述的一种磁场调制混合励磁电机，其特征在于：还包括：通过对磁路的分析，在一个电周期内，经过单线圈的永磁磁场和励磁磁场的方向都会发生反向，即在永磁激励或励磁激励下，电机的每个电枢线圈磁链均为双极性。

4.根据权利要求1所述的一种磁场调制混合励磁电机，其特征在于：永磁体(5)极对数P_s、励磁绕组(4)极对数P_w、转子凸极(9)数N_r、电枢绕组(3)极对数P_a满足如下磁场调制关系：

P_a＝|N_r±iP_s|，i＝1,2,3…

其中，永磁体(5)极对数P_s与励磁绕组(4)极对数P_w相等，均为定子槽数N_s的一半。

5.根据权利要求4所述的一种磁场调制混合励磁电机，其特征在于：电枢绕组(3)采用A、B、C三相绕制，通入交流电；励磁绕组(4)通入直流电，励磁绕组(4)通入电流的方向根据右手定则进行确定，励磁绕组通电后产生的磁场方向与绕制其中的定子齿(6)或调制齿(7)上的永磁体(5)充磁方向平行，通过改变励磁电流方向，调整励磁磁场方向，达到增强气隙磁场或削弱气隙磁场的目的。