CN106300847B - 磁轭式双转子电机 - Google Patents

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    • H02K16/00—Machines with more than one rotor or stator
    • H02K16/02—Machines with one stator and two or more rotors

Abstract

本发明揭示了一种磁轭式双转子电机，电机的定子两端设有端盖，所述异步转子两端的转轴通过轴承固定在端盖上，所述定子和异步转子之间设有同步转子，所述同步转子通过轴承固定转轴上，所述的同步转子上固定有磁体。本电机结构能够同步发电异步运行，由于同步转子采用磁钢，并且两层有着不同磁场极数，可以适应不同环境对电机特性的要求。

Description

磁轭式双转子电机
技术领域
本发明涉及电机(发电机)领域。
背景技术
传统的交流电机主要为异步电机和同步电机，他们广泛在日常生活和工厂中使用，两者有着不同的运行特点和电学特性，有着不同的适应性，异步电机结构简单，易维护，使用方便，是使用最多的一种电机类型。但相对同步电机来说，异步电机运行中占用较多的无功功率，对电网功率因数影响较大，使电网呈现较低功率因数，为此要采用功率因数计控装置来改善电网的功率因数，增加了电能消耗和资金投入，但作为对电网功率因数改善的同步电机，由于输出的转速恒定，且启动较为麻烦，限制了其使用的适用性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种能够克服同步电机和异步电机缺陷，具有同步电机的电学特性，并采用异步运作的双转子电机结构。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：磁轭式双转子电机，电机的定子两端设有端盖，所述异步转子两端的转轴通过轴承固定在端盖上，所述定子和异步转子之间设有同步转子，所述同步转子通过轴承固定在转轴上，所述的同步转子上固定有磁体。
所述定子为由定子铁芯和绕组组成的交流电机定子。
所述异步转子为鼠笼转子或绕线转子。
所述磁轭式同步转子由磁轭、短路环和磁铁组组成，所述磁轭内外壁粘贴有两组磁极对数不同的磁体组，在外壁的磁体之间设置有短路环，作为启动绕组并起到固定的作用。
所述磁轭式同步转子由磁轭、短路环和磁铁组组成，所述磁轭内外壁粘贴有两组磁极对数不同的磁体组。
本发明的优点在于能够较大的改善电网的功率因数，能够像异步电机一样有着广泛的适应性，当作为发电机运行时，特别适应像风力发电类似的不稳定转速环境发电，不需要增加电子逆变控制装置。
同时同步转子磁轭内外壁上分别粘贴磁铁组，并且磁轭内外壁磁体的磁极对数可以不同，可以适应定子和(异步)转子磁极不相同的要求，由于定子和(异步)转子的磁极对数不同，满足不同电机的结构和电机特性的要求。
附图说明
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为磁轭式双转子电机结构示意图；
图2为图1中同步转子结构示意图；
上述图中的标记均为：1、定子；2、同步转子；3、异步转子；4、转轴；5、磁体；6、短路环。
具体实施方式
如图1、2所示，磁轭式双转子电机为卧式电机，由内层至外层设有三层，分别为异步转子3、同步转子2和定子1。异步转子3、同步转子2和定子1均为中空柱状结构，三者同轴固定，其中异步转子3两端的转轴4通过轴承固定在同步转子2两端，转轴4可以与外部动力轴连接。
定子1为由定子铁芯和绕组组成的交流电机定子。异步转子3为鼠笼转子、绕线转子或空心杯。
同步转子2有两种实施方式：
如图1、2所示；
同步转子2为磁轭式同步转子，磁轭式同步转子包括磁轭和磁体5，磁轭内壁和外壁均固定有沿电机轴向布置条状磁体5，相邻磁体5的磁极方向相反。磁体5通过粘结剂粘结或和机械固定，内外壁磁体5等间距布置。
同步转子2的外侧上设置有短路环6，固定磁铁组并作电动机的启动绕组，在作发电机时的阻尼绕组。
磁轭的厚度、内外壁磁铁组的极对数以及磁铁组的大小尺寸和磁场强度可根据电机的技术要求设计，优选方案：磁轭式同步转子2的磁轭内外壁磁体5的磁极可以不同，可以适应定子和异步转子磁极不同的磁极对数的要求。
磁轭式同步转子结合双转子结构具有以下优点：
相对于无磁轭结构的同步转子，去掉具有同步电机的电气特性异步运行外，由于设置有短路环6，电动机可以直接启动；此外该电机结构具有足够的机械强度(因为磁轭很脆，没有磁轭支撑容易折断)；且转子的内外磁铁的极对数不同，可以适应定子和异步转子的不同磁极数，满足不同的电机结构和电气性能的技术要求，极大的提高了双转子电机的应用范围。
工作原理：
当作为电动机时，上电后，定子的旋转，其磁场带动同步转子的启动绕组运作，启动完毕同步转子进入同步运作，同步转子的内磁场带动异步转子运作，电机处于异步运作状态，具有同步电机的电学特性；
当作为发电机时，异步转子在机械力作用下，转速超过同步转子的转速，根据电机学原理，此时电机转速为发电机状态，将机械能转换成电能上网发电。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.磁轭式双转子电机，电机的定子两端设有端盖，异步转子两端的转轴通过轴承固定在端盖上，其特征在于：所述定子和异步转子之间设有同步转子，所述同步转子通过轴承固定在转轴上，所述的同步转子上固定有磁体；
所述同步转子为磁轭式同步转子，所述磁轭式同步转子包括磁轭和磁体，所述磁轭内壁和外壁均固定有沿电机轴向布置条状磁体，相邻磁体的磁极N、S相间;
所述磁轭式同步转子由磁轭、短路环和磁铁组组成，所述磁轭内外壁粘贴有两组磁极对数不同的磁体组，在外壁的磁体之间设置有短路环，作为启动绕组并起到固定的作用。
2.根据权利要求1所述的磁轭式双转子电机，其特征在于：所述定子为由定子铁芯和绕组组成的交流电机定子。
3.根据权利要求1或2所述的磁轭式双转子电机，其特征在于：所述异步转子为鼠笼转子或绕线转子。
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