CN104242501A - 混合永磁体在磁通切换永磁电机中的应用方法 - Google Patents

混合永磁体在磁通切换永磁电机中的应用方法 Download PDF

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CN104242501A CN201410508547.2A CN201410508547A CN104242501A CN 104242501 A CN104242501 A CN 104242501A CN 201410508547 A CN201410508547 A CN 201410508547A CN 104242501 A CN104242501 A CN 104242501A
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Abstract

本发明混合永磁体在磁通切换永磁电机中的应用方法,涉及有永久磁体的定子铁芯的电机,在磁通切换永磁电机定子模块的轭部的位置安装高磁能积的稀土永磁体,在靠近电机定子模块的齿部位置安装低磁能积的铁氧体永磁体,将高磁能积的稀土永磁体与低磁能积的铁氧体永磁体连接为一体组成混合永磁体模块,在每一个电机定子模块的一侧安装磁化方向为顺时针的混合永磁体模块,在该电机定子模块的另一侧则安装磁化方向为逆时针的混合永磁体模块,由此磁化方向为顺时针的混合永磁体模块与磁化方向为逆时针的混合永磁体模块在电机定子模块的两侧形成交替安装方式,克服了现有磁通切换永磁电机成本过高,齿部严重磁饱和,电机转矩密度下降和齿槽转矩大的缺陷。

Description

混合永磁体在磁通切换永磁电机中的应用方法
技术领域
[0001] 本发明的技术方案涉及有永久磁体的定子铁芯的电机,具体地说是混合永磁体在磁通切换永磁电机中的应用方法。
背景技术
[0002] 磁通切换永磁电机由于其永磁体安装在电机的定子上,转子上既无永磁体也无绕组,故其结构非常稳定,是一种容错性能很高的新型永磁电机。与其它的定子型永磁同步电机,如磁通反向永磁电机和双凸极永磁同步电机相比,由于磁通切换永磁电机的特殊聚磁结构,可以使其在气隙部分产生很高的磁通密度,并且磁通切换永磁电机是一个双极性的永磁电机,使得有效的磁通利用率较高,故其功率密度较其它两种定子型永磁电机要高很多。所以磁通切换永磁电机在近年来吸引了很多学者的注意。
[0003] 现有技术的磁通切换永磁电机绝大多数是在其定子部分全部使用高磁能积的钕铁硼稀土永磁材料,存在的缺陷是:电机制造成本过高;这种高性能的永磁体的使用使得电机的定子齿部产生的磁通密度过高进而使得齿部严重磁饱和,导致电机转矩密度下降和齿槽转矩非常大,例如现有技术中的CNlO 1820192A “混合励磁型永磁磁通切换电机”和CN101277053A “混合励磁型磁通切换电机”,均是这一类磁通切换永磁电机。CN103580327A公开了混合永磁体转子组件及相应的电机,包括转子铁心、设置在转子铁心中的多个磁体容置槽和容置在磁体容置槽内的多组混合永磁体,其中,多组混合永磁体中的每一组均包括位于磁体容置槽的中心位置处的铁氧体永磁体和位于磁体容置槽的两侧端部的稀土永磁体,由于低磁能积的铁氧体永磁体的体积远大于稀土永磁体的体积,这使得电机体积增大,制造工艺复杂,又因为转子是旋转的,所以转子越复杂,故障越高。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是:提供混合永磁体在磁通切换永磁电机中的应用方法,在磁通切换永磁电机的定子中使用两种磁性能不同的永磁体连接而成的混合永磁体,即在靠近电机定子轭部的位置安装高磁能积的稀土永磁体,在靠近电机定子齿部位置安装低磁能积并低价格的铁氧体永磁体,克服了现有技术的磁通切换永磁电机制造成本过高,使用高磁能积的永磁体使得电机定子齿部产生的磁通密度过高进而使得齿部严重磁饱和,导致电机转矩密度下降和齿槽转矩非常大的缺陷。
[0005] 本发明解决该技术问题所采用的技术方案是:混合永磁体在磁通切换永磁电机中的应用方法,步骤是:在磁通切换永磁电机的电机定子模块的轭部的位置安装高磁能积的稀土永磁体,在靠近电机定子模块的齿部位置安装低磁能积的铁氧体永磁体,并且将高磁能积的稀土永磁体与低磁能积的铁氧体永磁体连接为一体组成混合永磁体模块,在每一个电机定子模块的一侧安装磁化方向为顺时针的混合永磁体模块,在该电机定子模块的另一侧则安装磁化方向为逆时针的混合永磁体模块,由此磁化方向为顺时针的混合永磁体模块与磁化方向为逆时针的混合永磁体模块在电机定子模块的两侧形成交替安装方式,更具体地说是选择以下两种方式中的一种:
[0006] 第一种,混合永磁体在圆形旋转磁通切换永磁电机中的安装方式:
[0007] 在圆形旋转电机定子模块的靠近轭部的位置安装高磁能积的稀土永磁体,在圆形旋转电机定子模块的靠近齿部位置安装低磁能积的铁氧体永磁体,并且高磁能积的稀土永磁体与低磁能积的铁氧体永磁体连接为一体组成混合永磁体模块;在每一个圆形旋转电机定子模块的一侧安装磁化方向为顺时针的混合永磁体模块,在该圆形旋转电机定子模块的另一侧则安装磁化方向为逆时针的混合永磁体模块,由此磁化方向为顺时针的混合永磁体模块与磁化方向为逆时针的混合永磁体模块在圆形旋转电机定子模块的两侧形成交替安装方式;在圆形旋转电机定子模块上的电枢绕组采用集中式排布方式即形成集中式电枢绕组,根据每一相绕组的相位特性,将其分相连接,形成具有合理相序排列的三相或六相绕组结构,由此构成圆形旋转磁通切换永磁电机中的定子,该定子与既无永磁体也无绕组的圆形旋转电机转子组成圆形旋转磁通切换永磁电机;
[0008] 第二种,混合永磁体在直线磁通切换永磁电机中的安装方式:
[0009] 在直线电机定子的U型模块的靠近轭部的位置安装高磁能积的稀土永磁体,在直线电机定子的U型模块的靠近齿部位置安装低磁能积的铁氧体永磁体,并且高磁能积的稀土永磁体与低磁能积的铁氧体永磁体连接为一体组成混合永磁体模块;在每一个直线电机定子的U型模块的一侧安装磁化方向为顺时针的混合永磁体模块,在该直线电机定子的U型模块的另一侧则安装磁化方向为逆时针的混合永磁体模块,由此磁化方向为顺时针的混合永磁体模块与磁化方向为逆时针的混合永磁体模块在直线电机定子的U型模块的两侧形成交替安装方式;直线电机定子的两个U型模块的相邻的两个齿和两块混合永磁体模块形成一个极,电枢绕组跨绕在极上形成一相绕组,其两侧的极上的绕组按照此规律分别形成其他的绕组,每过三个极将形成相同的相,由此构成直线磁通切换永磁电机中的定子,该定子与既无永磁体也无绕组的直线电机动子构成直线磁通切换永磁电机。
[0010] 上述混合永磁体在磁通切换永磁电机中的应用方法,所述在将高磁能积的稀土永磁体与低磁能积的铁氧体永磁体连接为一体组成混合永磁体模块中,稀土永磁体与铁氧体永磁体的用量各占一半。
[0011] 上述混合永磁体在磁通切换永磁电机中的应用方法,所述高磁能积的稀土永磁体与低磁能积的铁氧体永磁体连接为一体的连接方式是使用胶进行粘接的方式或使用非导磁性材料进行夹装的方式将不同磁性能的永磁体连接起来。
[0012] 上述混合永磁体在磁通切换永磁电机中的应用方法,所述稀土永磁体为钕铁硼永磁体。
[0013] 上述混合永磁体在磁通切换永磁电机中的应用方法,所述钕铁硼永磁体的磁能积为270KJ/m3,铁氧体永磁体的磁能积为30KJ/m3。
[0014] 上述混合永磁体在磁通切换永磁电机中的应用方法,所述钕铁硼永磁体的牌号为N35,铁氧体的牌号为Y30。
[0015] 上述混合永磁体在磁通切换永磁电机中的应用方法,所涉及的原材料均通过商购获得,零部件的安装方式是本技术领域的技术人员能掌握的。
[0016] 本发明的有益效果是:与现有技术相比,本发明的显著的进步和突出的实质性特点如下:
[0017] (I)本发明通过使用两种不同磁性能的混合永磁体励磁,使得磁通切换永磁电机的制造成本大大降低,原因如下:
[0018] 由于在磁通切换永磁电机中,稀土永磁体材料的价格远远高于其他材料的价格,故其制作成的电机的材料成本主要由稀土永磁体材料的成本决定。例如,钕铁硼N35中的主要元素组成是:钕29%〜32.5%、铁63.95〜68.65%、硼L I〜L 2%、镝0.6〜L 2%、铌0.3〜0.5%、铝0.3〜0.5%和铜0.05〜0.15%,其中钕和镝虽然含量不大,但其价格却极高,镝的价格是在3000多美元一公斤。一般而言,钕铁硼的价格是铁氧体价格的七十倍左右,故在本发明方法制得的磁通切换永磁电机中,如果使用钕铁硼和铁氧体的用量各占一半,其材料成本将会比现有的磁通切换永磁电机的材料成本降低一半左右。
[0019] (2)在本发明方法中,由于低性能的铁氧体安装在电机定子齿部的位置,缓解了定子齿部的磁饱和现象,原因如下:
[0020] 因为在磁通切换永磁电机中,有效的磁链将会链过相邻的两个定子的轭部,而安装在电机定子齿部的永磁体会形成很高的漏磁,这一部分的漏磁将会使齿部产生磁饱和现象。如果使用低磁能积的铁氧体材料这种磁饱和现象将会得到缓解。
[0021] 图3(a)和图3(b)是借助有限元分析软件ANSOFT对用本发明方法制得的磁通切换永磁电机中和现有磁通切换永磁电机分别进行计算所得到的磁通密度分布图。图3(a)所示为铁氧体和钕铁硼各使用一半的情况,该图显示了本发明方法制得的混合永磁体励磁的磁通切换永磁电机的磁通密度分布图形;图3(b)显示了现有的磁通切换永磁电机的磁通密度分布图形。从图3(a)的混合永磁体励磁的磁通切换永磁电机空载磁通密度分布图中可以看出,在其定子齿部的磁通密度分布明显较图3(b)显示的现有的磁通切换永磁电机的定子齿部的磁通密度分布要均匀;进一步对比图3(a)和图3(b),本发明方法采用铁氧体永磁材料来励磁,所制得的混合永磁体励磁的磁通切换永磁电机的定子齿部的磁通密度值较现有技术全部由钕铁硼材料励磁产生的磁通切换永磁电机的定子的磁通密度要略低一些。由两图对比分析可知,采用混合永磁体励磁的磁通切换永磁电机的定子齿部的磁通密度的饱和程度得到有效的改善,缓解了定子齿部的磁饱和现象,从而减轻了定子的铁芯损耗和铁芯发热现象。
[0022] (3)由于本发明方法制得的混合永磁体励磁的磁通切换永磁电机的定子齿部的磁饱和程度有所缓解,增加了电机的有效励磁磁通从而提高了电机的转矩密度。
[0023] 通过进行数值分析,如果铁氧体和钕铁硼永磁体各自使用一半的话,转矩密度将会提闻10%左右,其具体提闻多少会随着电机的尺寸和永磁体中两种不同永磁体的各自用量的变化而变化的。
[0024] (4)由于在本发明方法制得的混合永磁体励磁的磁通切换永磁电机的定子的齿部安装温度特性较好的铁氧体永磁材料,降低了由于温度升高带来的永磁体不可逆退磁的风险。
[0025] (5)与现有技术CN201310069143混合永磁体转子组件及相应的电机相比,本发明的突出的实质性特点和显著进步是:①CN201310069143的混合永磁体为转子组件,本发明方法制得的电机中永磁体安装在定子上,由定子提供励磁磁场CN201310069143中电机的永磁体组成的磁路为串联磁路,本发明方法制得的电机中的永磁体组成的磁路为并联磁路;@CN201310069143中电机的制造工艺复杂,本发明方法制得的电机的制造工艺相对比较简单,这将大大降低电机的制造成本;④由于本发明方法制得的电机的永磁体是安装在定子上的,从图1显示可以知道该电机属于高聚磁结构,具有高聚磁的特性,其功率密度远远高于CN201310069143的电机,是目前所有电机中功率密度最高的,这是很多文献证明了的;⑤本发明方法制得的电机的转子上既无绕组也无永磁体,其运行稳定性也远远高于CN201310069143电机的稳定性,CN201310069143中的电机转子上安装绕组和永磁体,因为转子是旋转的,所以转子越复杂,故障越高,而本发明方法制得的电机的转子和开关磁阻电机的转子是一样的,只有硅钢叠片,所以很稳定,鲁棒性很高,容错性能强。
附图说明
[0026] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0027] 图1为本发明方法制得的圆形旋转磁通切换永磁电机的结构示意图。
[0028] 图2为本发明方法制得的直线磁通切换永磁电机的结构示意图。
[0029] 图3(a)为本发明方法制得的混合永磁体励磁的磁通切换永磁电机的磁通密度分布图。
[0030] 图3(b)为现有的磁通切换永磁电机的磁通密度分布图。
[0031] 图4为电机两种永磁体的用量比例与转矩密度的关系曲线图。
[0032] 图中,101.圆形旋转电机定子(Y),102.磁化方向为顺时针的稀土永磁体(Y),103.磁化方向为逆时针的稀土永磁体(Y),104.磁化方向为顺时针的铁氧体永磁体(Y),105.磁化方向为逆时针的铁氧体永磁体(Y),106.集中式电枢绕组(Y),107.圆形旋转电机转子(Y),201.直线电机型定子(Ζ),202.磁化方向为顺时针的稀土永磁体(Ζ),203.磁化方向为顺时针的铁氧体永磁体(Z),204.磁化方向为逆时针的稀土永磁体(Z),205.磁化方向为逆时针的铁氧体永磁体(Z),206.电枢绕组(Z),207.直线电机动子(Z)。
具体实施方式
[0033] 图1所示实施例表明,本发明方法制得的圆形旋转磁通切换永磁电机的结构包括一个圆形旋转电机定子(Y) 101、三块高磁能积的磁化方向为顺时针的稀土永磁体(Y) 102、三块高磁能积的磁化方向为逆时针的稀土永磁体(Y) 103、三块低磁能积的磁化方向为顺时针的铁氧体永磁体(Y) 104、三块低磁能积的磁化方向为逆时针的铁氧体永磁体(Y) 105、六个集中式电枢绕组(Y) 106和一个圆形旋转电机转子(Y) 107 ;其中,三块磁能积较高的磁化方向为顺时针的稀土永磁体(Y) 102和三块磁能积较高的磁化方向为逆时针的稀土永磁体(Y) 103分别安装在圆形旋转电机定子(Y)1l模块的两侧靠近轭部的位置,三块磁能积较低的磁化方向为顺时针的铁氧体永磁体⑴104和三块磁能积较低的磁化方向为逆时针的铁氧体永磁体(Y) 105分别安装在圆形旋转电机定子(Y) 101模块的两侧靠近齿部的位置,高磁能积的磁化方向为顺时针的稀土永磁体(Y) 102与低磁能积的磁化方向为顺时针的铁氧体永磁体(Y) 104连接为一体组成混合永磁体模块,高磁能积的的磁化方向为逆时针的稀土永磁体(Y) 103与低磁能积的磁化方向为逆时针的铁氧体永磁体(Y) 105连接为一体组成混合永磁体模块,图1中的电枢绕组PCl和电枢绕组NCl组成一个集中式电枢绕组(Y) 106,类似的电枢绕组PAl和电枢绕组NAl,电枢绕组PBl和电枢绕组NBl,电枢绕组ΡΑ2和电枢绕组ΝΑ2,电枢绕组ΡΒ2和电枢绕组ΝΒ2,电枢绕组PC2和电枢绕组NC2分别组成另外五个集中式电枢绕组(Y) 106,然后按照A相,B相,C相进行分相连接,由此构成圆形旋转磁通切换永磁电机中的定子,该定子与既无永磁体也无绕组的圆形旋转电机转子(Y) 107构成圆形旋转磁通切换永磁电机。图1中的向右指向的箭头表示磁化方向为顺时针,向左指向的箭头表示磁化方向为逆时针。
[0034] 图2所示实施例表明,本发明方法制得的直线磁通切换永磁电机的结构包括一个直线电机定子(Z) 201、磁化方向为顺时针的稀土永磁体(Z)202(图2中只显示了二块)、磁化方向为顺时针的铁氧体永磁体(Z)203(图2中只显示了二块)、磁化方向为逆时针的稀土永磁体(Z) 204(图2中只显示了二块)、磁化方向为逆时针的铁氧体永磁体(Z)205(图2中只显示了二块)、电枢绕组(Z) 206 (图2中只显示了三个)和一个直线电机动子(Z) 207 ;其中,磁化方向为顺时针的稀土永磁体(Z) 202和磁化方向为逆时针的稀土永磁体(Z) 204分别安装在直线电机定子(Z) 201的U型模块两侧的靠近轭部的位置,磁化方向为顺时针的铁氧体永磁体(Z) 203和磁化方向为逆时针的铁氧体永磁体(Z) 205分别安装在直线电机定子U型模块两侧靠近齿部的位置,高磁能积的磁化方向为顺时针的稀土永磁体(Z) 202与低磁能积的磁化方向为顺时针的铁氧体永磁体(Z) 203连接为一体组成混合永磁体模块,高磁能积的磁化方向为逆时针的稀土永磁体(Z) 204与低磁能积的磁化方向为逆时针的铁氧体永磁体(Z) 205连接为一体组成混合永磁体模块;这样,在每一个直线电机定子(Z) 201的U型模块的一侧安装磁化方向为顺时针的混合永磁体模块,在该直线电机定子(Z) 201的U型模块的另一侧则安装磁化方向为逆时针的混合永磁体模块,由此磁化方向为顺时针的混合永磁体模块与磁化方向为逆时针的混合永磁体模块在直线电机定子(Z) 201的U型模块的两侧形成交替安装方式;直线电机定子(Z) 201的两个U型模块的相邻的两个齿和两块混合永磁体模块形成一个极,电枢绕组跨绕在极上形成一相绕组,其两侧的极上的绕组按照此规律分别形成其他的绕组,每过三个极将形成相同的相,由此构成直线磁通切换永磁电机中的定子,该定子与既无永磁体也无绕组的直线电机动子(Z) 207构成直线磁通切换永磁电机。图2中的向右指向的箭头表示磁化方向为顺时针,向左指向的箭头表示磁化方向为逆时针。图2中的两边的波浪线表示在实际应用中直线磁通切换永磁电机的构成极数更多,并按照相似的规律在两侧延展下去。实际应用中直线磁通切换永磁电机的构成的定子极数/动子极数为12/10、12/13或12/14。
[0035] 图3(a)和图3(b)是借助有限元分析软件ANSOFT对用本发明方法制得的磁通切换永磁电机中和现有磁通切换永磁电机分别进行计算所得到的磁通密度分布图。
[0036] 图3(a)显示,由高磁能积的钕铁硼永磁体与低磁能积的铁氧体永磁体用量各占一半连接为一体组成混合永磁体模块的混合永磁体磁通切换永磁电机空载磁通密度分布的图形。
[0037] 图3(b)显示,现有的磁通切换永磁电机的磁通密度分布图形。
[0038] 从图3 (a)的混合永磁体励磁的磁通切换永磁电机空载磁通密度分布图中可以看出,在其定子齿部的磁通密度分布明显较图3(b)显示的现有的磁通切换永磁电机的定子齿部的磁通密度分布要均匀;进一步对比图3(a)和图3(b),本发明方法采用铁氧体永磁材料来励磁,所制得的混合永磁体励磁的磁通切换永磁电机的定子齿部的磁通密度值较现有技术全部由钕铁硼材料励磁产生的磁通切换永磁电机的定子的磁通密度要略低一些。由两图对比分析可知,采用混合永磁体励磁的磁通切换永磁电机的定子齿部的磁通密度的饱和程度得到有效的改善,缓解了定子齿部的磁饱和现象,从而减轻了定子的铁芯损耗和铁芯发热现象。
[0039] 图4中K为铁氧体在电机永磁体总用量中的比例,即铁氧体体积比上铁氧体和钕铁硼的体积之和。该图表明,转矩密度会随着两种永磁体的用量比例不同而不同,且铁氧体用量为一半左右的时候,该电机的转矩密度最大。同时当铁氧体用量为一半左右的时候其材料成本将降低一半左右。
[0040] 实施例1
[0041] 在圆形旋转电机定子(Y) 101模块的靠近轭部的位置安装高磁能积的牌号为N35的钕铁硼永磁体,在圆形旋转电机定子(Y)1l模块的靠近齿部位置安装低磁能积的牌号为Y30的铁氧体永磁体,并且高磁能积的牌号为N35的钕铁硼永磁体与低磁能积的牌号为Y30的铁氧体永磁体使用胶进行粘接连接为一体组成混合永磁体模块;在每一个圆形旋转电机定子(Y) 101模块的一侧安装磁化方向为顺时针的稀土永磁体(Y) 102与磁化方向为顺时针的铁氧体永磁体(Y) 104用胶进行粘接连接为一体组成的混合永磁体模块,在该圆形旋转电机定子(Y) 101模块的另一侧则安装磁化方向为逆时针的稀土永磁体(Y) 103与磁化方向为逆时针的铁氧体永磁体(Y) 105用胶进行粘接连接为一体组成的混合永磁体模块,由此磁化方向为顺时针的混合永磁体模块与磁化方向为逆时针的混合永磁体模块在圆形旋转电机定子(Y) 101模块的两侧形成交替安装方式;在圆形旋转电机定子(Y) 101模块上的电枢绕组采用集中式排布方式即形成集中式电枢绕组(Y) 106,根据每一相绕组的相位特性,将其分相连接,形成具有合理相序排列的三相绕组结构,由此构成圆形旋转磁通切换永磁电机中的定子,该定子与既无永磁体也无绕组的圆形旋转电机转子(Y) 107组成圆形旋转磁通切换永磁电机。上述所用的稀土永磁体(Y)均为牌号为N35的钕铁硼永磁体,上述所用的铁氧体永磁体(Y)均为牌号为Y30的铁氧体永磁体,此电机中牌号为N35的钕铁硼永磁体与牌号为Y30的铁氧体永磁体的用量各占一半,所用钕铁硼永磁体的磁能积为270KJ/m3,所用铁氧体永磁体的磁能积为30KJ/m3。
[0042] 实施例2
[0043] 除形成具有合理相序排列的六相绕组结构,磁化方向为顺时针的稀土永磁体(Y) 102与磁化方向为顺时针的铁氧体永磁体(Y) 104用非导磁性材料铝进行夹装的方式连接为一体组成的混合永磁体模块,磁化方向为逆时针的稀土永磁体(Y) 103与磁化方向为逆时针的铁氧体永磁体(Y) 105用非导磁性材料铝进行夹装的方式连接为一体组成的混合永磁体模块之外,其他方法同实施例1。
[0044] 实施例3
[0045] 在直线电机定子(Z) 201的U型模块的靠近轭部的位置安装高磁能积的牌号为N35的钕铁硼永磁体,在直线电机定子(Z) 201的U型模块的靠近齿部位置安装低磁能积的牌号为Y30的铁氧体永磁体,并且高磁能积的牌号为N35的钕铁硼永磁体与低磁能积的牌号为Y30的铁氧体永磁体使用胶进行粘接连接为一体组成混合永磁体模块;在每一个直线电机定子(Z) 201的U型模块的一侧安装磁化方向为顺时针的稀土永磁体(Z) 202与磁化方向为顺时针的铁氧体永磁体(Z) 203用胶进行粘接连接为一体组成的混合永磁体模块,在该直线电机定子(Z) 201的U型模块的另一侧则磁化方向为逆时针的稀土永磁体(Z) 204与磁化方向为逆时针的铁氧体永磁体(Z) 205用胶进行粘接连接为一体组成的混合永磁体模块,由此磁化方向为顺时针的混合永磁体模块与磁化方向为逆时针的混合永磁体模块在直线电机定子(Z) 201的U型模块的两侧形成交替安装方式;直线电机定子(Z) 201的两个U型模块的相邻的两个齿和两块混合永磁体模块形成一个极,电枢绕组(Z) 206跨绕在极上形成一相绕组,其两侧的极上的绕组按照此规律分别形成其他的绕组,每过三个极将形成相同的相,由此构成该直线磁通切换永磁电机中的定子,其直线电机动子(Z) 207上则既无永磁体也无绕组,该定子与既无永磁体也无绕组的直线电机动子(Z) 207构成直线磁通切换永磁电机。此直线磁通切换永磁电机的构成的定子极数/动子极数为12/10,所用的稀土永磁体(Z)均为牌号为N35的钕铁硼永磁体,所用的铁氧体永磁体(Z)均为牌号为Y30的铁氧体永磁体,牌号为N35的钕铁硼永磁体与牌号为Y30的铁氧体永磁体的用量各占一半,所用钕铁硼永磁体的磁能积为270KJ/m3,所用铁氧体永磁体的磁能积为30KJ/m3。由此方法制得的直线磁通切换永磁电机应用于潮汐发电或直线弹射装置中。
[0046] 实施例4
[0047] 除磁化方向为顺时针的稀土永磁体(Z) 202与磁化方向为顺时针的铁氧体永磁体(Z) 203用非导磁性材料铝进行夹装的方式连接为一体组成的混合永磁体模块,磁化方向为逆时针的稀土永磁体(Z) 204与磁化方向为逆时针的铁氧体永磁体(Z) 205用非导磁性材料铝进行夹装的方式连接为一体组成的混合永磁体模块,直线磁通切换永磁电机的构成的定子极数/动子极数为12/13之外,其他方法同实施例3。
[0048] 实施例5
[0049] 除直线磁通切换永磁电机的构成的定子极数/动子极数为12/14之外,其他方法同实施例3。
[0050] 实施例6
[0051] 同实施例3,但将定子和动子换位,即将定子安装在运动的车体上,动子安装在轨道上,也就是整个原来的定子变为动子,原来的动子变为定子,由此方法制得的直线磁通切换永磁电机应用于轨道驱动中。
[0052] 上述实施例中所涉及的原材料均通过商购获得,零部件的安装方式是本技术领域的技术人员能掌握的。

Claims (6)

1.混合永磁体在磁通切换永磁电机中的应用方法,其特征在于步骤是:在磁通切换永磁电机的电机定子模块的轭部的位置安装高磁能积的稀土永磁体,在靠近电机定子模块的齿部位置安装低磁能积的铁氧体永磁体,并且将高磁能积的稀土永磁体与低磁能积的铁氧体永磁体连接为一体组成混合永磁体模块,在每一个电机定子模块的一侧安装磁化方向为顺时针的混合永磁体模块,在该电机定子模块的另一侧则安装磁化方向为逆时针的混合永磁体模块,由此磁化方向为顺时针的混合永磁体模块与磁化方向为逆时针的混合永磁体模块在电机定子模块的两侧形成交替安装方式,更具体地说是选择以下两种方式中的一种: 第一种,混合永磁体在圆形旋转磁通切换永磁电机中的安装方式: 在圆形旋转电机定子模块的靠近轭部的位置安装高磁能积的稀土永磁体,在圆形旋转电机定子模块的靠近齿部位置安装低磁能积的铁氧体永磁体,并且高磁能积的稀土永磁体与低磁能积的铁氧体永磁体连接为一体组成混合永磁体模块;在每一个圆形旋转电机定子模块的一侧安装磁化方向为顺时针的混合永磁体模块,在该圆形旋转电机定子模块的另一侧则安装磁化方向为逆时针的混合永磁体模块,由此磁化方向为顺时针的混合永磁体模块与磁化方向为逆时针的混合永磁体模块在圆形旋转电机定子模块的两侧形成交替安装方式;在圆形旋转电机定子模块上的电枢绕组采用集中式排布方式即形成集中式电枢绕组,根据每一相绕组的相位特性,将其分相连接,形成具有合理相序排列的三相或六相绕组结构,由此构成圆形旋转磁通切换永磁电机中的定子,该定子与既无永磁体也无绕组的圆形旋转电机转子组成圆形旋转磁通切换永磁电机; 第二种,混合永磁体在直线磁通切换永磁电机中的安装方式: 在直线电机定子的U型模块的靠近轭部的位置安装高磁能积的稀土永磁体,在直线电机定子的U型模块的靠近齿部位置安装低磁能积的铁氧体永磁体,并且高磁能积的稀土永磁体与低磁能积的铁氧体永磁体连接为一体组成混合永磁体模块;在每一个直线电机定子的U型模块的一侧安装磁化方向为顺时针的混合永磁体模块,在该直线电机定子的U型模块的另一侧则安装磁化方向为逆时针的混合永磁体模块,由此磁化方向为顺时针的混合永磁体模块与磁化方向为逆时针的混合永磁体模块在直线电机定子的U型模块的两侧形成交替安装方式;直线电机定子的两个U型模块的相邻的两个齿和两块混合永磁体模块形成一个极,电枢绕组跨绕在极上形成一相绕组,其两侧的极上的绕组按照此规律分别形成其他的绕组,每过三个极将形成相同的相,由此构成直线磁通切换永磁电机中的定子,该定子与既无永磁体也无绕组的直线电机动子构成直线磁通切换永磁电机。
2.根据权利要求1所述混合永磁体在磁通切换永磁电机中的应用方法,其特征在于:所述在将高磁能积的稀土永磁体与低磁能积的铁氧体永磁体连接为一体组成混合永磁体模块中,稀土永磁体与铁氧体永磁体的用量各占一半。
3.根据权利要求1所述混合永磁体在磁通切换永磁电机中的应用方法,其特征在于:所述高磁能积的稀土永磁体与低磁能积的铁氧体永磁体连接为一体的连接方式是使用胶进行粘接的方式或使用非导磁性材料进行夹装的方式将不同磁性能的永磁体连接起来。
4.根据权利要求1所述混合永磁体在磁通切换永磁电机中的应用方法,其特征在于:所述稀土永磁体为钕铁硼永磁体。
5.根据权利要求4所述混合永磁体在磁通切换永磁电机中的应用方法,其特征在于:所述钕铁硼永磁体的磁能积为270KJ/m3,所述钕铁硼永磁体的牌号为N35。
6.根据权利要求1所述混合永磁体在磁通切换永磁电机中的应用方法,其特征在于:所述铁氧体永磁体的磁能积为30KJ/m3,铁氧体的牌号为Y30。
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