CN102570647A - 一种混合励磁的磁通反向电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合励磁的磁通反向电机，其包括定子、转子和转轴；所述转子包括转子轭和转子极，所述定子包括定子轭和连接在定子轭上的若干个定子极；所述每个定子极包括定子极身，定子极靴和定子极弧面；在每两个相邻的定子极之间设置一定子功率绕组线槽，所述定子功率绕组线槽中布置有定子功率绕组；在上述每个定子极弧面上对称地贴装有两块极性相反的定子永磁体；对应于上述每个定子永磁体，在相应的定子极靴上缠绕一定子励磁绕组，每个定子极上的两个定子励磁绕组相互串联。本发明具有励磁磁场可以调节，结构简单的优点。

Description

一种混合励磁的磁通反向电机

技术领域

本发明涉及一种磁通反向电机，特别是一种混合励磁的磁通反向电机。

背景技术

随着能源危机的不断加剧，采用永磁励磁取代电励磁以节省能源消耗成为全世界的共识。同时由于我国是世界上稀土资源最丰富的国家，开发研究和推广应用新型结构的稀土永磁电机，具有重要的理论意义和实用价值。然而，由于永磁电机自身存在气隙磁场无法调节的缺点，成了限制其应用推广的瓶颈。

目前，以转子永磁型电机为原型的混合励磁电机，提出的电机结构都非常复杂。不论从制造工艺还是成品化大规模生产而言，都面临巨大的挑战。而基于永磁体的磁通反向电机励磁磁场无法调节，控制性能较差。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种励磁磁场可以调节，结构简单的混合励磁的磁通反向电机。

为实现上述目的，本发明包括定子、转子和转轴；所述转子包括转子轭和转子极，所述定子包括定子轭和连接在定子轭上的若干个定子极；所述每个定子极包括定子极身，定子极靴和定子极弧面；在每两个相邻的定子极之间设置一定子功率绕组线槽，所述定子功率绕组线槽中布置有定子功率绕组；在上述每个定子极弧面上对称地贴装有两块极性相反的定子永磁体；对应于上述每个定子永磁体，在相应的定子极靴上缠绕一定子励磁绕组，每个定子极上的两个定子励磁绕组相互串联。

在上述每个定子极靴上沿轴向各开凿有三个定子励磁绕组线槽，上述三个定子励磁绕组线槽分别位于定子极靴的左、右两个背面铁心内和定子极弧面中部的铁心内；在上述每个定子极靴上布置两个定子励磁绕组，其中一个定子励磁绕组的两个有效边分别布置在定子极靴左背面的定子励磁绕组线槽和定子极弧面中部的定子励磁绕组线槽中，另一个定子励磁绕组的两个有效边分别布置在定子极靴右背面的定子励磁绕组线槽和定子极弧面中部的定子励磁绕组线槽中。

所述每个定子功率绕组的两个有效边分别布置在相应的定子极两侧的定子功率绕组线槽中，并与定子极身相环绕。

所述的定子轭、定子极、转子轭和转子极都是采用0.3~0.5毫米厚的硅钢片叠装而成。

本发明的混合励磁的磁通反向电机的励磁调节原理：当需要增加每极励磁磁通时，给每极上的定子励磁绕组通正向直流电流，它产生的磁场方向与定子永磁体的磁场方向相同，这两部分磁场相加，每极下的总励磁磁通量就会加大；当需要减少每极励磁磁通时，给每极上的定子励磁绕组通负向直流电流，它产生的磁场方向与定子永磁体的磁场方向相反，这两部分磁场相减，每极下的总励磁磁通量就会减小。通过控制定子励磁绕组的电流就可以方便地调节电机的磁场大小。由于每个定子极上的定子励磁绕组是缠绕在自身的定子极靴上，当某个定子极上的定子永磁体失磁时，对该定子极上的定子励磁绕组通正电流为该定子永磁体重新充磁，从而恢复该定子永磁体的磁性。

有益效果：（1）上述混合励磁磁通反向电机，在每个定子极上都有定子励磁绕组，通过控制定子励磁绕组的电流就可以方便地调节电机的磁场大小，可以极大地提高电机的控制性能；（2）上述混合励磁磁通反向电机，每个定子极上的定子励磁绕组是缠绕在自身的极靴上，因此，定子励磁绕组的端接线短，结构简单，方便下线；（3）当某个定子极下的永磁体失磁时，利用本极定子励磁绕组可以为该永磁体进行重新充磁；（4）本发明电机只在每个定子极弧的中央开了一个定子励磁绕组线槽，其余两个定子励磁绕组线槽开在极靴背面，没有影响气隙结构，因此对永磁体的主磁路磁阻没有造成影响。

附图说明

图1是混合励磁的磁通反向电机的结构示意图；

图2是混合励磁的磁通反向电机的定子极结构示意图。

图中：1.定子轭；2.定子极；2-1.定子极身；2-2.定子极靴；2-3.定子极弧面；3.定子功率绕组线槽；4.定子功率绕组；5.定子永磁体；6.定子励磁绕组；7.定子励磁绕组线槽；8.转子轭；9.转子极；10.转轴。

具体实施方式

下面以定子六极，转子八极的三相混合励磁的磁通反向电机为例，结合附图中的具体实施例对本发明作进一步的描述。

如图1和图2所示，本发明中的混合励磁的磁通反向电机包括定子、转子和转轴10。所述转子包括转子轭8和转子极9，所述定子包括定子轭1和六个定子极2，所述六个定子极2连接在定子轭1上。所述每个定子极2包括定子极身2-1，定子极靴2-2和定子极弧面2-3。在每两个相邻的定子极2之间设置一定子功率绕组线槽3，所述定子功率绕组线槽3中布置有定子功率绕组4。所述定子功率绕组4是集中绕组，每个定子功率绕组4的两个有效边分别布置在对应的定子极2两侧的定子功率绕组线槽3中，并与定子极身2-1相环绕。

在上述每个定子极弧面2-3上对称地贴装有两块极性相反的定子永磁体5。相邻两个定子极弧面2-3上的相邻两块定子永磁体5则极性可以相同也可以相反，即相邻两个定子极弧面2-3的上四块定子永磁体5极性可以是NS-NS分布，也可以是NS-SN分布。对应于上述每个定子永磁体5，在相应的定子极靴2-2上缠绕一定子励磁绕组6，每个定子极2上的两个定子励磁绕组6相互串联。

在上述每个定子极靴2-2上沿轴向各开凿有三个定子励磁绕组线槽7，上述三个定子励磁绕组线槽7分别位于定子极靴2-2的左、右两个背面铁心内和定子极弧面2-3中部的铁心内。其中位于定子极弧面2-3中部铁心内的定子励磁绕组线槽7的宽度是位于定子极靴2-2背面铁心内定子励磁绕组线槽7宽度的两倍。在上述每个定子极靴2-2上布置两个定子励磁绕组6，其中一个定子励磁绕组6的两个有效边分别布置在定子极靴2-2左背面的定子励磁绕组线槽7和定子极弧面2-3中部的定子励磁绕组线槽7中，另一个定子励磁绕组6的两个有效边分别布置在定子极靴2-2右背面的定子励磁绕组线槽7和定子极弧面2-3中部的定子励磁绕组线槽7中。

上述的定子轭1、定子极2、转子轭8和转子极9都是采用0.3~0.5毫米厚的硅钢片叠装而成。

上述混合励磁的磁通反向电机的工作原理为：当需要增加每极励磁磁通时，给每极上的定子励磁绕组6通正向直流电流，它产生的磁场方向与定子永磁体5的磁场方向相同，这两部分磁场相加，每极下的总励磁磁通量就会加大；当需要减少每极励磁磁通时，给每极上的定子励磁绕组6通负向直流电流，它产生的磁场方向与定子永磁体5的磁场方向相反，这两部分磁场相减，每极下的总励磁磁通量就会减小。通过控制定子励磁绕组6的电流就可以方便地调节电机的磁场大小。由于每个定子极2上的定子励磁绕组6是缠绕在自身的定子极靴2-2上，当某个定子极2上的定子永磁体5失磁时，对该定子极2上的定子励磁绕组6通正电流为该定子永磁体5重新充磁，从而恢复该定子永磁体5的磁性。

Claims (4)

1.一种混合励磁的磁通反向电机，包括定子、转子和转轴（10），其特征在于：所述转子包括转子轭（8）和转子极（9），所述定子包括定子轭（1）和连接在定子轭（1）上的若干个定子极（2）；所述每个定子极（2）包括定子极身（2-1），定子极靴（2-2）和定子极弧面（2-3）；在每两个相邻的定子极（2）之间设置一定子功率绕组线槽（3），所述定子功率绕组线槽（3）中布置有定子功率绕组（4）；在上述每个定子极弧面（2-3）上对称地贴装有两块极性相反的定子永磁体（5）；对应于上述每个定子永磁体（5），在相应的定子极靴（2-2）上缠绕一定子励磁绕组（6），每个定子极（2）上的两个定子励磁绕组（6）相互串联。

2.根据权利要求1所述的混合励磁的磁通反向电机，其特征在于：在上述每个定子极靴（2-2）上沿轴向各开凿有三个定子励磁绕组线槽（7），上述三个定子励磁绕组线槽（7）分别位于定子极靴（2-2）的左、右两个背面铁心内和定子极弧面（2-3）中部的铁心内；在上述每个定子极靴（2-2）上布置两个定子励磁绕组（6），其中一个定子励磁绕组（6）的两个有效边分别布置在定子极靴（2-2）左背面的定子励磁绕组线槽（7）和定子极弧面（2-3）中部的定子励磁绕组线槽（7）中，另一个定子励磁绕组（6）的两个有效边分别布置在定子极靴（2-2）右背面的定子励磁绕组线槽（7）和定子极弧面（2-3）中部的定子励磁绕组线槽（7）中。

3.根据权利要求1或2所述的混合励磁的磁通反向电机，其特征在于：所述每个定子功率绕组（4）的两个有效边分别布置在相应的定子极（2）两侧的定子功率绕组线槽（3）中，并与定子极身（2-1）相环绕。

4.根据权利要求1所述的混合励磁的磁通反向电机，其特征在于：所述的定子轭（1）、定子极（2）、转子轭（8）和转子极（9）都是采用0.3~0.5毫米厚的硅钢片叠装而成。

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