[发明专利]一种转子永磁型双定子轴向磁场混合永磁磁通切换电机

说明书

本发明公开了一种转子永磁型双定子轴向磁场混合永磁磁通切换电机，包括同轴安装的第一定子、第二定子和位于两个定子之间且与定子之间留有气隙的转子，转子上设置有永磁体；第一定子、第二定子与转子均为凸极拓扑结构，第一定子与第二定子相对于转子对称设置；所述第一定子、第二定子都包括定子导磁铁芯和电枢绕组；所述转子包括转子齿和调磁绕组；本发明电机轴向长度短，结构紧凑，提高了电机的转矩密度与功率密度；本发明电机采用混合永磁的励磁方式，使得该电机既具有传统永磁电机功功率密度的特点，又具有记忆电机调速范围宽，效率高的特点。

技术领域

本发明属于混合永磁电机技术，具体涉及一种转子永磁型双转子轴向磁场混合励磁磁通切换电机。

背景技术

永磁磁通切换电机通常采用双凸极结构，电枢绕组与永磁体均位于定子上，转子上既无绕组也无永磁体，结构简单，使得电机具有高功率密度，高转矩密度，高效率等优点。由于永磁体固有特性导致电机气隙磁场恒定难以调节，导致电机调速范围较窄，限制了其在恒压发电与宽范围调速驱动领域的应用，因此实现永磁磁通切换电机内部气隙磁场有效调节成为国内外学者的研究热点。

2001年德国学者Vlado Ostovic提出了记忆电机的概念，记忆电机又称为变磁通电机，所谓记忆电机是永磁体的磁化状态可以根据负载和转速，通过直流磁化电流或者直轴电枢电流在线调节，从而调节气隙磁场，使得电机高效率运行。由于所采用永磁材料的特性施加短时的脉冲电流即可改变永磁体的磁化状态，方便气隙磁场的调节。

在定子永磁型轴向磁场磁通切换电机中，永磁体位于定子使得电枢绕组槽面积被严重挤压，定子齿部磁路饱和严重，电机绕组铜耗与定子铁耗急剧增加，削弱电机过载状态下转矩能力，电机整体发热严重，对电机工作寿命与可靠性产生不良影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转子永磁型双定子轴向磁场混合永磁磁通切换电机，解决现有技术中存在的定子永磁型混合励磁电机电励磁损耗高，过载能力差，散热效率低等问题。

实现本发明目的的技术方案为：一种转子永磁型双定子轴向磁场混合永磁磁通切换电机，包括同轴安装的第一定子、第二定子和位于两个定子之间且与定子之间留有气隙的转子，转子上设置有永磁体；第一定子、第二定子与转子均为凸极拓扑结构，第一定子与第二定子相对于转子对称设置；

所述第一定子、第二定子都包括定子导磁铁芯和电枢绕组；所述转子包括转子齿和调磁绕组。

进一步的：第一定子(1)和第二定子(3)中的导磁铁芯(5)都均匀布置形成圆环形；转子(2)上上转子齿(6)均匀布置形成圆环形，相邻转子齿(6)之间存在间隙。

进一步的：所述第一定子(1)与第二定子(3)上的导磁铁芯(5)数量都为6n个，转子(2)上所述转子齿(6)数量为(12±k)n个，其中k，n为正整数。

进一步的：所述转子齿(6)包括第一转子极(6-1)和第二转子极(6-2)；每一个转子齿(6)上都设置有一永磁体且永磁体设置在第一转子极(6-1)和第二转子极(6-2)之间。

进一步的：永磁体包括高矫顽力永磁体(9)和低矫顽力永磁体(8)；所述高矫顽力永磁体(9)靠近第二转子极(6-2)，所述低矫顽力永磁体(8)靠近第一转子极(6-1)，所述高矫顽力永磁体(9)和低矫顽力永磁体(8)沿切向充磁，相邻转子齿(6)上的高矫顽力永磁体(9)充磁方向相反，低矫顽力永磁体(8)初始充磁方向与同一转子齿(6)上高矫顽力永磁体(9)充磁方向相同。

进一步的：所述定子导磁铁芯(5)包括第一定子齿(5-1)、第三定子齿(5-3)、位第一定子齿(5-1)和第三定子齿(5-3)中间的第二定子齿(5-2)以及用于将三个定子齿连接在一起的定子轭部(5-4)，第二定子齿(5-2)与两侧的第一定子齿(5-1)、第三定子齿(5-3)之间设置平行定子槽(5-5)。

进一步的：所述定子导磁铁芯(5)由硅钢片叠压制成。