CN106787562A - 交替极混合励磁直驱游标电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种交替极混合励磁直驱游标电机，包括定子和外转子两部分，外转子部分包括转子铁心和由永磁体及铁心极构成的交替极。定子槽沿周向均匀分布，并采用开口槽；每个定子齿绕有一套集中式分布的电枢绕组；定子齿端部分裂为三个调磁极，位于中间的调磁极上套有集中式分布的直流励磁绕组，用于调节气隙磁密，对电机进行有效的弱磁调速。在外转子铁心内侧等距离开宽度相等的槽，径向充磁的永磁体嵌入外转子槽内，永磁体与铁心极交替排列在外转子内表面，成为转子交替极。本发明的直流调磁绕组放置于调磁极间，位置靠近定转子间气隙，并且转子采用交替极，充分利用电机内空间，可有效的调节定转子气隙磁密，降低了永磁体用量。
Description
技术领域
[0001] 本发明涉及交替极混合励磁直驱游标电机，用于具有恒功率运行范围大的运动要 求的场合。
背景技术
[0002] 近年来，可以省去机械齿轮传动的直驱驱动系统成为了业内的研究热点。传统的 直接驱动电机，虽然具有可以减少机械损耗、噪声、提高效率等特点，但是为了获得较大的 转矩，体积一般较大，不适用于一些特殊要求的场合。
[0003] 基于“磁齿轮效应”的永磁游标电机，将调磁极引入永磁电机定子齿充当磁齿轮电 机中的调磁环，对气隙磁场进行调节，将转速低的磁场调制成转速高的磁场，实现自增速。 永磁游标电机具有低速大转矩的特点，适用于轨道交通以及电动汽车等应用场合。然而，传 统永磁游标电机的气隙磁场难以调节，限制了电机的调速范围。通过引入励磁绕组，能够有 效地调节电机气隙磁场，实现弱磁扩速，扩大电机调速范围。中国专利（申请号： 201510268915)公布了一种定子永磁型混合励磁游标电机，每个定子的电枢齿上分别绕有 一套集中式的励磁绕组，与电枢绕组共同放置在定子槽中，并且永磁体安放在定子V型的永 磁体槽内。C.Liu在“A Novel Flux-Controllable Vernier Permanent-Magnet Mchine” 中 提出了一种新型磁场可调型永磁游标电机，其采用外转子结构，励磁绕组与电枢绕组以集 中分布的方式嵌入定子槽中，保证电机低速运行时大转矩输出，同时提升了电机高速运行 时的弱磁能力。然而，上述结构共同缺点在于励磁绕组与电枢绕组共同放置于定子槽中，降 低了电枢绕组对定子槽的利用率，对电机的电磁性能有负面影响。
发明内容
[0004] 发明目的:针对上述现有技术，提出一种交替极混合励磁直驱游标电机，实现宽范 围的电机调速，并提高电枢绕组对定子槽的空间利用率。
[0005] 技术方案:交替极混合励磁直驱游标电机，包括外转子和定子;所述定子包括沿周 向均匀分布的定子槽和定子齿，所述定子槽为开口槽结构，所述定子槽内嵌有集中式分布 的电枢绕组;所述定子齿的端部分裂为三个调磁极，位于中间的调磁极上套有集中式分布 的直流励磁绕组。
[0006] 进一步的，所述外转子包括由导磁材料叠压而成的外转子铁心，在外转子铁心内 侧等距离开宽度相等的槽，形成的外转子齿为铁心极，所述槽内嵌入径向充磁的永磁体，所 述永磁体与铁心极等宽，沿外转子内表面周向均勾阵列布置的所述铁心极与永磁体形成转 子交替极。
[0007] 进一步的，所述定子具有6个定子齿、18个调制极，所述外转子上设有17块永磁体 和17个铁心极。
[0008] 有益效果：由于定子电枢绕组采用集中分布方式，直流励磁绕组嵌套在调制极上， 转子采用了交替极结构，这种混合励磁游标电机具有如下优点：
[0009] 定子不再需要复杂的分布绕组或定、转子斜槽等措施来获得气隙磁密的正弦波分 布;励磁绕组靠近气隙，能够有效调节气隙磁场，并且充分利用电机内空间。
[0010] 励磁绕组嵌套在调制极上，使励磁绕组与电枢绕组分开，提高了电枢绕组对定子 槽的空间利用率，降低了下线的难度，简化了整个电机的结构，不仅利于装配而且降低了加 工工艺上的难度。
[0011] 转子交替极有效降低永磁用量，降低了工业制造成本，同时进一步提升了电机弱 磁能力，扩大了电机调速范围。
[0012] 电机结构简单，可靠性好，利于高速运行，可应用于具有恒功率运行范围大的运动 要求的场合。
附图说明
[0013] 图1为交替极混合励磁直驱游标电机结构示意图；
[0014] 图2位外转子部分示意图；
[0015] 图3为定子部分示意图。
具体实施方式
[0016] 下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
[0017] 如图1所示，交替极混合励磁直驱游标电机，包括外转子I和定子II。如图2所示，夕卜 转子包括由导磁材料叠压而成的外转子铁心1，如十号钢或硅钢片。在外转子铁心1内侧等 距离开宽度相等的槽，形成的外转子齿为铁心极2,槽内嵌入径向充磁的永磁体3,永磁体3 与铁心极2等宽，沿外转子内表面周向均匀阵列布置的所述铁心极2与永磁体3形成转子交 替极。本实施例中，外转子上设有17块永磁体3和17个铁心极2，在气隙中形成17对极的磁 场，加工装配工艺简单，结构强度较好。采用稳定性好，矫顽力大，剩磁高的永磁体材料，如 钕铁硼永磁体材料等。
[0018] 如图3所示，定子包括定子铁轭8,沿定子铁轭8周向均匀分布的定子槽和定子齿6。 定子槽为开口槽结构，本实施例中，圆周上等距分布六个定齿槽，相邻定子齿6的夹角为 6〇°。定子槽内嵌有集中式分布的电枢绕组7,即每个定子齿6绕有一套电枢绕组。定子齿6的 端部分裂为三个调磁极4,位于中间的调磁极上套有直流励磁绕组5。电枢绕组6与励磁绕组 5均由铜导线组成。定子铁轭8、定子齿6及调制极4材质为高导磁材料，如十号钢或硅钢片。 [0019] 上述的交替极混合励磁直驱游标电机，在定子齿6上缠绕的电枢绕组7构成三相电 枢绕组，在三相电枢绕组中通有三相对称的工频交流电流，形成空间旋转的1对极磁场，通 过调制极4的调制，在气隙中产生17对极旋转磁场，与外转子I旋转时交替极产生的17对极 旋转磁场进行耦合作用，进而产生电磁转矩，进行电能到机械能的转换，实现外转子低速转 动情况下，电机的较大转矩输出。直流励磁绕组5嵌套在每个齿位于中间位置的调磁极4上， 用于调节气隙磁密，对电机进行有效的弱磁调速。当电机处于低速运行时，励磁线圈不通 电；当电机工作在高速运行情况下，在励磁绕组5中通直流电流，在所嵌套的调磁极上产生 与电机主磁通反向的磁通，减弱主磁通，在保持电机输入功率不变情况下，转矩输出下降， 进而提升电机转速，实现对电机的弱磁扩速。直驱游标电机采用混合励磁的励磁方式，通过 在励磁绕组5中施加直流调磁电流来改变电机的气隙磁场，实现宽范围的电机调速，提高电 机的调速性能。 > ^ _
[0020] 上述的交替极混合励磁直驱游标电机，励磁绕组5嵌入调制间空隙，位置靠近 定转子间气隙，提高了空间利用率；同时，不占用定子槽空间，提高了三相电枢绕组对定子 槽空间利用率，进而提高了电机的电磁性能。 _
[0021] 上述的交替极混合励磁直驱游标电机，相对于传统表贴式永磁游标电机，转子结 构采用交替极，永磁体用量减少了一半，并且有利于调节定转子气隙磁密，能够有效的实现 弱磁扩速。
[0022] 上述的交替极混合励磁直驱游标电机，充分利用电机内空间，结构简单紧凑，可靠 性好，利于高速运行，不仅大大降低了电机的制造成本且转矩的输出不受影响，应用于具有 恒功率运行范围大的运动要求的场合。定子II上所绕的电枢绕组7及直流励磁绕组5均采用 集中分布方式，结构简单，绕线方便，定子槽利用率高。
[0023]上述的交替极混合励磁直驱游标电机，单个定子齿6端部的调制极4数量Z可以为 由1到5的任意整数，且外转子磁极对数Pr按照公式进行相应变化，
[0024] Z = pr+ps (1)
[0025] ps为电枢绕组通电时产生旋转磁场的极对数。对于所述的交替极混合励磁直驱游 标电机，直流励磁线圈可以嵌套在每个齿中间位置的调制极4上，同时也可以一个励磁绕组 绕在一个定子齿6的两个或三个调制极4上。
[0026]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.交替极混合励磁直驱游标电机，其特征在于:包括外转子和定子;所述定子包括沿周 向均匀分布的定子槽和定子齿¢)，所述定子槽为开口槽结构，所述定子槽内嵌有集中式分 布的电枢绕组(7);所述定子齿⑹的端部分裂为三个调磁极⑷，位于中间的调磁极上套有 集中式分布的直流励磁绕组^)。
2. 根据权利要求1所述的交替极混合励磁直驱游标电机，其特征在于:所述外转子包括 由导磁材料叠压而成的外转子铁心（1)，在外转子铁心（1)内侧等距离开宽度相等的槽，形 成的外转子齿为铁心极(2)，所述外转子铁心槽内嵌入径向充磁的永磁体(3)，所述永磁体 ⑶与铁心极⑵等宽，沿外转子内表面周向均匀阵列布置的所述铁心极⑵与永磁体⑶形 成转子交替极。
3. 根据权利要求2所述的交替极混合励磁直驱游标电机，其特征在于:所述定子具有6 个定子齿⑹、18个调制极⑷，所述外转子上设有17块永磁体⑶和17个铁心极(2)。
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|---|---|
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108336837A (zh) * | 2018-02-26 | 2018-07-27 | 江苏大学 | 一种混合励磁直驱电机 |
| CN109104014A (zh) * | 2018-09-21 | 2018-12-28 | 江苏大学 | 一种四相双绕组游标电机 |
| CN109378918A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-02-22 | 西安交通大学 | 一种直流偏置电流型定转子双永磁游标电机 |
| CN110460182A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-11-15 | 东南大学 | 基于交替极的模块化永磁复合自减速伺服电机 |
| CN111786527A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-10-16 | 南京师范大学 | 一种励磁补偿型混合磁源磁场调制电机 |
| CN112737165A (zh) * | 2020-12-27 | 2021-04-30 | 武汉大罗技术有限公司 | 一种新型分裂齿模块化双调制磁场调制永磁电机 |
| CN112787476A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-05-11 | 南京航空航天大学 | 基于交替极转子的集成式直流感应混合励磁无刷电机 |
| CN113937917A (zh) * | 2021-08-27 | 2022-01-14 | 浙江大学 | 游标电机及包含其的控制系统 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202405975U (zh) * | 2012-01-17 | 2012-08-29 | 东南大学 | 一种用于低速大转矩的永磁游标电机 |
| CN103647423A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-03-19 | 江苏大学 | 一种定转子永磁型游标电机 |
| CN103795159A (zh) * | 2014-01-03 | 2014-05-14 | 东南大学 | 定转子双永磁型游标电机 |
| CN104184230A (zh) * | 2014-09-12 | 2014-12-03 | 东南大学 | 一种高可靠混合励磁容错电机系统 |
| CN105162302A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-12-16 | 江苏大学 | 一种低速大转矩混合磁材料永磁容错电机 |
| CN105207438A (zh) * | 2015-10-15 | 2015-12-30 | 东南大学 | 一种磁场调制式定转子混合永磁记忆电机 |
| CN105978199A (zh) * | 2016-07-12 | 2016-09-28 | 深圳大学 | 永磁游标电机 |
-
2017
- 2017-01-24 CN CN201710054174.XA patent/CN106787562A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202405975U (zh) * | 2012-01-17 | 2012-08-29 | 东南大学 | 一种用于低速大转矩的永磁游标电机 |
| CN103647423A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-03-19 | 江苏大学 | 一种定转子永磁型游标电机 |
| CN103795159A (zh) * | 2014-01-03 | 2014-05-14 | 东南大学 | 定转子双永磁型游标电机 |
| CN104184230A (zh) * | 2014-09-12 | 2014-12-03 | 东南大学 | 一种高可靠混合励磁容错电机系统 |
| CN105162302A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-12-16 | 江苏大学 | 一种低速大转矩混合磁材料永磁容错电机 |
| CN105207438A (zh) * | 2015-10-15 | 2015-12-30 | 东南大学 | 一种磁场调制式定转子混合永磁记忆电机 |
| CN105978199A (zh) * | 2016-07-12 | 2016-09-28 | 深圳大学 | 永磁游标电机 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| CHUNHUA LIU 等: "A Permanent-Magnet Hybrid Brushless Integrated Starter–Generator for Hybrid Electric Vehicles", 《IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS》 * |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108336837A (zh) * | 2018-02-26 | 2018-07-27 | 江苏大学 | 一种混合励磁直驱电机 |
| CN109104014A (zh) * | 2018-09-21 | 2018-12-28 | 江苏大学 | 一种四相双绕组游标电机 |
| CN109104014B (zh) * | 2018-09-21 | 2020-06-26 | 江苏大学 | 一种四相双绕组游标电机 |
| CN109378918A (zh) * | 2018-12-04 | 2019-02-22 | 西安交通大学 | 一种直流偏置电流型定转子双永磁游标电机 |
| CN110460182A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-11-15 | 东南大学 | 基于交替极的模块化永磁复合自减速伺服电机 |
| CN111786527A (zh) * | 2020-06-28 | 2020-10-16 | 南京师范大学 | 一种励磁补偿型混合磁源磁场调制电机 |
| CN112737165A (zh) * | 2020-12-27 | 2021-04-30 | 武汉大罗技术有限公司 | 一种新型分裂齿模块化双调制磁场调制永磁电机 |
| CN112787476A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-05-11 | 南京航空航天大学 | 基于交替极转子的集成式直流感应混合励磁无刷电机 |
| CN112787476B (zh) * | 2021-01-28 | 2021-11-23 | 南京航空航天大学 | 基于交替极转子的集成式直流感应混合励磁无刷电机 |
| CN113937917A (zh) * | 2021-08-27 | 2022-01-14 | 浙江大学 | 游标电机及包含其的控制系统 |
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