[发明专利]一种直插式槽导体可变磁极磁场调制复合电机

说明书

本发明提供了一种直插式槽导体可变磁极磁场调制复合电机，包括定子铁芯和转子铁芯，所述定子铁芯和所述转子铁芯之间设置有可移动调磁组件，所述可移动调磁组件包括Pm个调磁块、调磁导轨Ⅰ和调磁导轨Ⅱ；所述调磁块，其一端部与所述调磁导轨Ⅰ滑动连接，其另一端部与所述调磁导轨Ⅱ滑动连接，所述调磁块可沿所述调磁导轨Ⅰ和所述调磁导轨Ⅱ移动，改变相邻调磁块之间的间距，构成不同的调磁组合模式。本发明即可与异步转子相结合，实现异步电机变极调速效果，也可与同步转子相结合，与多种磁极个数的永磁转子配套使用，在不改变定子槽数的情况下与更多极对数的永磁转子配合，使其更适用于直驱低速大转矩应用领域。

技术领域

本发明涉及磁场调制电机领域，具体的说，涉及了一种直插式槽导体可变磁极磁场调制复合电机。

背景技术

传统电机常用的绕组结构有：叠绕组、非重叠集中绕组、环形绕组等，在这些传统绕组结构中，由于其线圈均具有回路，不可避免的会存在端部绕组，增加无效绕组的长度；过长的端部绕组会造成绕组利用率低，端部漏磁严重，铜耗大等缺点。其次，传统绕组结构在嵌线时往往需要大量的人力物力，过程繁琐。此外，传统绕组结构存在匝间短路故障的风险，对于双层的叠绕组和非重叠集中绕组等绕组结构还会存在相间短路故障的风险；发生故障时，绕组更换困难，维修难度大。

另外，通常情况下，制造好的电机的极对数是无法改变的，只有事先制成具有专门接线的多速电动机绕组，才能实现变极对数调速。变极调速电动机是指在电源频率保持不变时，利用改变定子绕组的接法，在一套绕组中获得两种或两种以上的转速，这些转速既可以是倍极比（2：1），也可以是非倍极比（3：2），显然，变极调速为有级调速。实现变极调速的设备较为简单，技术成熟、可靠，但其变速的跃变值大、接线抽头多、接线复杂，电动机参数会发生较大变化，因此，调速效率低。

相较于传统电机，磁场调制电机的转矩密度优势明显，但因其运行于多工作谐波，分析、计算与控制也更加复杂。传统磁场调制电机的调磁环多为固定的调磁块个数，只能利用固定次数的电枢磁场谐波，与固定极对数的转子进行配合。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种直插式槽导体可变磁极磁场调制复合电机。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种直插式槽导体可变磁极磁场调制复合电机，包括定子铁芯和转子铁芯，所述定子铁芯沿周向开设有Ns个齿槽，所述齿槽中设置有直插式槽导体，Ns根直插式槽导体可形成不同结构的最小单元；

所述直插式槽导体的一端部插入导电端环对应卡槽中进行短接，所述直插式槽导体的另一端部用于连接电源，以产生定子电枢磁场，定子电枢磁场磁动势极对数为P₁；

所述定子铁芯和所述转子铁芯之间设置有可移动调磁组件，所述可移动调磁组件包括Pm个调磁块、调磁导轨Ⅰ和调磁导轨Ⅱ；所述调磁块，其一端部与所述调磁导轨Ⅰ滑动连接，其另一端部与所述调磁导轨Ⅱ滑动连接，所述调磁块可沿所述调磁导轨Ⅰ和所述调磁导轨Ⅱ移动，改变相邻调磁块之间的间距，构成不同的调磁组合模式；

不同的调磁组合模式下，所述可移动调磁组件组合出不同数量的等效调磁块；

所述调磁块的调磁组合模式总数为j，j=等效调磁块组合总数；

所述可移动调磁组件处于第i调磁组合模式时，所述可移动调磁组件可组合出X_i个等效调磁块，在X_i个等效调磁块的作用下，电枢磁场当前主要工作谐波变换为Y_i次谐波，使得电枢磁场气隙磁密极对数变换为Y_i；其中，等效调磁块数量X_i= Y_i+ P₁ ，i∈[1、2、…、j]；