[发明专利]一种轴向磁场交替极无刷混合励磁电机

说明书

本发明公开一种轴向磁场交替极无刷混合励磁电机，轴向磁场交替极无刷混合励磁电机包括轴向转子，其特征在于，所述轴向转子的一侧紧固设有阵列分布的永磁体N极，轴向转子的一侧紧固设有阵列分布的永磁体S极，轴向转子的一侧固定设有阵列分布的铁心极，轴向转子的一侧设有轴向定子，轴向转子与轴向定子同轴心，轴向转子与轴向定子之间设有气隙，轴向定子的一侧紧固设有电枢绕组，电枢绕组靠近气隙，电枢绕组与轴向定子之间紧固设有用于实现无刷化励磁的交流励磁绕组，电枢绕组和交流励磁绕组均绕制在轴向定子上，电枢绕组与交流励磁绕组同轴心。本发明电机，采用交流励磁绕组，省去电刷和滑环，实现无刷化励磁，降低电机的成本，提高可靠性。

技术领域

本发明涉及一种电机，具体是一种轴向磁场交替极无刷混合励磁电机。

背景技术

由于能源紧缺，环境污染严重等问题，可持续发展的生活生产方式已成为紧迫需求。为减少燃油汽车尾气排放等，各国都加紧推进电动汽车发展。与传统燃油汽车相比，电动汽车具有高效率、低污染、低噪音等优势。驱动电机是电动汽车的核心部件，其需要具备高效率、高功率密度、可靠性高等特点。永磁同步电机以其高功率密度、高效率等优势逐渐占领电动汽车驱动电机市场。

永磁同步电机按照磁通方向分为径向与轴向，相较于径向磁通电机，轴向磁通电机磁通方向沿转轴形成闭合回路，具有轴向尺寸短、质量轻、体积小、效率高、散热性能好、功率密度高等优势，在电动汽车驱动电机系统中具有很好的应用前景，但是其弱磁性能较差，永磁材料的固有特性使电机气隙磁场调节困难，影响电动汽车广域高效运行，因此混合励磁电机应运而生，混合励磁电机通常是在转子上增加直流励磁绕组实现磁场调节，但增加了电刷和滑环，使得成本变高，可靠性降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轴向磁场交替极无刷混合励磁电机，采用交流励磁绕组，省去电刷和滑环，实现无刷化励磁，降低了电机的成本，提高了可靠性，交流励磁绕组对主磁场进行增磁和弱磁，调节灵活，有较好的磁场调节能力，作为交流电枢使用时，是电枢绕组的热备份，当电枢绕组发生故障时，提供输出转矩，具有容错性，采用永磁体N极和永磁体S极交替结构，铁心极代替部分永磁体，节约成本，同时铁心极提供了励磁通路，永磁磁通与励磁磁通并联连接，降低了永磁体退磁风险，方便调磁，电枢绕组采用分数槽集中绕组，具有端部短、铜耗小、结构紧凑的优点，适合集成度、功率、密度较高的场合。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种轴向磁场交替极无刷混合励磁电机，轴向磁场交替极无刷混合励磁电机包括轴向转子，其特征在于，所述轴向转子的一侧紧固设有阵列分布的永磁体N极，轴向转子的一侧紧固设有阵列分布的永磁体S极，轴向转子的一侧固定设有阵列分布的铁心极，轴向转子的一侧设有轴向定子。

所述轴向转子与轴向定子同轴心，轴向转子与轴向定子之间设有气隙。

所述轴向定子的一侧紧固设有电枢绕组，电枢绕组靠近气隙，电枢绕组与轴向定子之间紧固设有用于实现无刷化励磁的交流励磁绕组，电枢绕组和交流励磁绕组均绕制在轴向定子上，电枢绕组与交流励磁绕组同轴心。

进一步地，所述轴向转子采用永磁体N极和永磁体S极交替结构，永磁体N极、永磁体S极与铁心极沿周向均匀交替设置。

进一步地，所述铁心极的两侧为同极性永磁极，永磁极为永磁体N极和永磁体S极，相邻的铁心极的极性相反，铁心极提供了励磁通路，永磁磁通与励磁磁通并联连接。

进一步地，所述电枢绕组采用分数槽集中绕组，交流励磁绕组采用分数槽短距分布绕组，交流励磁绕组是电枢绕组的热备份，能提供输出转矩。

进一步地，所述电枢绕组极对数与轴向转子极对数相等。

进一步地，所述交流励磁绕组极对数与铁心极极对数相等。

进一步地，所述轴向转子极对数与永磁极极对数和铁心极极对数之和相等。