[发明专利]一种磁路分离型变磁通永磁记忆电机

说明书

本发明公开了一种磁路分离型变磁通永磁记忆电机，包括定子、电枢绕组、转子、第一永磁体和第二永磁体，第一永磁体和第二永磁体均设置于转子上，第一永磁体包括第一高矫顽力永磁体和第一低矫顽力永磁体，第二永磁体包括第二高矫顽力永磁体和第二低矫顽力永磁体，在运行状态下，第一永磁体的第一低矫顽力永磁体与第二永磁体的第二低矫顽力永磁体在脉冲电流的作用下改变本身的磁化方向，使电机处于增磁场运行状态或者弱磁场运行状态。本发明通过改变低矫顽力永磁的磁化方向，实现电机空载气隙磁场的有效调节，增强电机的弱磁扩速能力和高速区效率。

技术领域

本发明属于永磁同步电机技术领域，具体涉及一种磁路分离型变磁通永磁记忆电机。

背景技术

随着电力电子技术和高性能稀土材料的迅速发展，永磁同步电机以其高功率密度和高效率的优点，在电动汽车、空气压缩机等各种工业应用中得到了广泛的应用。然而，传统永磁同步电机的气隙磁场难以调节，恒功率转速区范围相对有限，不利于宽转速场合的应用。如何实现气隙磁通的调节，进一步扩展恒功率区范围是传统永磁同步电动机面临的一大挑战。

传统方法是采用负的d轴弱磁电流来实现恒功率区的扩展。然而，连续的d轴弱磁电流会导致较高的铜耗，从而显著降低永磁同步电动机的高速运行效率。为了获得理想的宽恒功率区范围，变磁通永磁记忆电机可作为永磁同步电机中较优的选择。无需复杂的弱磁控制方法和过大的励磁损耗，变磁通永磁记忆电机采用脉冲电流可灵活改变低矫顽力永磁体的磁化状态，从而实现气隙磁场调节。

然而，为了同时保障良好的负载稳磁能力和调磁能力，变磁通永磁记忆电机中往往同时设计了串联磁路结构和并联磁路结构。但现有的此类电机存在两种磁路高度耦合，单层永磁无法单独形成磁路的问题，这致使其调磁范围相对有限。因此，如何在保障良好负载稳磁能力的基础上，实现变磁通永磁记忆电机的调磁范围显著提升成为目前工业界和学术界的研究热点。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具有良好负载稳磁能力和宽调磁范围的磁路分离型变磁通永磁记忆电机。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：一种磁路分离型变磁通永磁记忆电机，包括定子、电枢绕组、转子、第一永磁体和第二永磁体，所述定子包括定子槽，所述电枢绕组安装于所述定子槽内，所述转子位于定子的内侧且相对定子转动，所述第一永磁体和第二永磁体均设置于所述转子上，所述第一永磁体包括第一高矫顽力永磁体和第一低矫顽力永磁体，第二永磁体包括第二高矫顽力永磁体和第二低矫顽力永磁体，在初始状态下，所述第一永磁体的第一高矫顽力永磁体的充磁方向与第二永磁体的第二高矫顽力永磁体的充磁方向相同，且所述第一永磁体的第一低矫顽力永磁体的充磁方向与第二永磁体的第二低矫顽力永磁体的充磁方向相同；在运行状态下，所述第一永磁体的第一低矫顽力永磁体与第二永磁体的第二低矫顽力永磁体在脉冲电流的作用下改变本身的磁化方向，使电机处于增磁场运行状态或者弱磁场运行状态。

在一优选实施例中，在增磁场运行状态时，所述第一永磁体的第一高矫顽力永磁体的充磁方向及其第一低矫顽力永磁体的充磁方向、所述第二永磁体的第二高矫顽力永磁体的充磁方向及其第二低矫顽力永磁体的充磁方向均相同；在弱磁场运行状态时，所述第一永磁体的第一低矫顽力永磁体的充磁方向与其第一高矫顽力永磁体的充磁方向相反，所述第二永磁体的第二低矫顽力永磁体的充磁方向与其第二高矫顽力永磁体的充磁方向相反。

在一优选实施例中，所述第一永磁体的第一高矫顽力永磁体和第一低矫顽力永磁体构成并联磁路结构；所述第二永磁体的第二高矫顽力永磁体和第二低矫顽力永磁体构成并联磁路结构；所述第一永磁体的第一高矫顽力永磁体与所述第二永磁体的第二低矫顽力永磁体构成串联磁路结构；所述第一永磁体的第一低矫顽力永磁体与所述第二永磁体的第二高矫顽力永磁体构成串联磁路结构。

在一优选实施例中，所述转子包括多个极，每个极设置有至少一个第一永磁体和至少一个第二永磁体，且每个极的第二永磁体设置于相邻两个极的第一永磁体之间。

在一优选实施例中，所述多个极沿电机转子的转轴周向均匀分布。