CN110620460A - 一种串联磁路混合永磁体记忆电机 - Google Patents

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Abstract

一种串联磁路混合永磁体记忆电机，涉及永磁体记忆电机领域。本发明是为了解决现有串联磁路混合永磁体记忆电机中，退磁电流过高、且调磁性能较低的问题。本发明所述的一种串联磁路混合永磁体记忆电机，在现有电机的基础上，每极永磁体单元中采用铷铁硼磁体和铝镍钴永磁体，相邻两个永磁体单元中的同一种材料的永磁体相邻设置。由于永磁体的特别排布，铝镍钴永磁体所需改变永磁体工作点的脉冲电流幅值更小，且铝镍钴永磁体的调磁范围更大，适用于需要电机实现高速运行的场合中。

Description

一种串联磁路混合永磁体记忆电机
技术领域
本发明属于永磁体记忆电机领域。
背景技术
传统的永磁电机中，使用单一的永磁体。在电机高速运行时，由于频率的升高导致电机的反电势也随之增大；当电机的速度达到一定的范围，反电势会超过电控系统的IGBT的承受峰值。为了进一步提高转速需要使用弱磁扩速技术。采用弱磁扩速的方式，当对电机的转速有很高的要求时，需要对电机施加很大的负d轴电流，但是这可能会造成永磁体的不可逆退磁。
串联磁路混合永磁体记忆电机，由高矫顽力的铷铁硼和低矫顽力的铝镍钴共同构成转子磁极，其中铷铁硼永磁体提供主要的磁场，铝镍钴永磁体起到调节磁场的作用。然而在现有技术中，每极磁场由高矫顽力的铷铁硼永磁体和低矫顽力的铝镍钴永磁体共同组成一个回路，高矫顽力的铷铁硼永磁体对低矫顽力铝镍钴永磁体的退磁起到阻碍作用，导致退磁电流过高。并且，由于铷铁硼永磁体与铝镍钴永磁体共同构成一个磁回路，使得铝镍钴永磁体磁化状态无法调节至相反方向，调磁性能较低。
发明内容
本发明是为了解决现有串联磁路混合永磁体记忆电机中，退磁电流过高、且调磁性能较低的问题，现提供一种串联磁路混合永磁体记忆电机。
一种串联磁路混合永磁体记忆电机，包括：偶数个永磁体单元、绕组、转轴、转子铁心和定子铁心，
每极永磁体单元均包括两个充磁方向相同的永磁体，两个永磁体呈“V”字形设置，
转子铁心同轴套接在转轴的外圆周上，定子铁心同轴套接在转子铁心的外圆周上，定子铁心内圆周上设有多个定子齿，绕组嵌固在多个定子齿间，转子铁心沿其轴向开有多个永磁体孔，多极永磁体单元分别嵌固在多个永磁体孔中，多极永磁体单元沿转子铁心周向均匀排布，相邻两个永磁体单元中的永磁体充磁方向相反，
每极永磁体单元中两个永磁体材料不同，相邻两个永磁体单元中的同一种材料的永磁体相邻设置。
具体的，两个永磁体分别为铷铁硼磁体和铝镍钴永磁体。
具体的，两个永磁体“V”字形夹角的角度范围为120°～135°。
进一步的，两个永磁体“V”字形夹角的角度最优值为130°。
本发明所述的一种串联磁路混合永磁体记忆电机，其所需的退磁电流更小，磁化状态调节范围能够提高10％以上。低矫顽力的铝镍钴永磁体可以调节至相反方向，在高转速情况下，使得转子内部形成一个很大的漏磁回路，转子转速提升了50％。
本发明适用于需要电机实现高速运行的场合中。
附图说明
图1为本发明所述的一种串联磁路混合永磁体记忆电机的径向截面结构示意图；
图2为一个永磁体单元中两个永磁体的示意图；
图3为未施加退磁电流时的空载磁力线分布图；
图4为施加70A退磁电流时的空载磁力线分布图；
图5为典型的电动汽车用电机的转矩转速特性曲线图。
具体实施方式
图5示为典型的电动汽车用电机的转矩转速特性曲线图，如图所示，在电动车启动或者爬坡时，电机需要在低速时输出高转矩，在此区间工作时，可变磁化状态的铝镍钴永磁体完全充磁，提供足够的气隙磁场，达到高转矩的需求。而在电动汽车高速运行时，需要电机运行在高速状态下，此时对电机的转矩要求比较小。在电机提高转速的同时，供电频率随之上升，电机的反电势逐渐增大，为保证电压的平衡需要减小气隙磁场，传统的方式是施加直轴电流产生去磁电枢反应磁势来降低气隙磁场。与上述不同的是，本申请采用以下实施方式来解决以上问题。
具体实施方式一：参照图1和图2具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种串联磁路混合永磁体记忆电机，包括：偶数个永磁体单元、绕组3、转轴4、转子铁心5和定子铁心6；
每极永磁体单元均包括两个充磁方向相同的永磁体，两个永磁体呈“V”字形设置，两个永磁体“V”字形夹角的角度范围为120°～135°，进一步的，最优值为130°；
转子铁心5同轴套接在转轴4的外圆周上，定子铁心6同轴套接在转子铁心5的外圆周上，定子铁心6内圆周上设有多个定子齿，绕组3嵌固在多个定子齿间，转子铁心5沿其轴向开有多个永磁体孔，多极永磁体单元分别嵌固在多个永磁体孔中，每个永磁体孔中嵌有一块永磁体，多极永磁体单元沿转子铁心5周向均匀排布，相邻两个永磁体单元中的永磁体充磁方向相反；
每极永磁体单元中两个永磁体分别为铷铁硼磁体1和铝镍钴永磁体2，相邻两个永磁体单元中的同一种材料的永磁体相邻设置。
本实施方式采用混合永磁体(铝镍钴与铷铁硼)的方式，铝镍钴具有矫顽力小且BH曲线非线性的特点。因此，可以通过直轴脉冲电流调节铝镍钴永磁体的工作点。本实施方式相比于其他采用混合永磁体记忆电机的优势在于，由于永磁体的特别排布，铝镍钴永磁体所需改变永磁体工作点的脉冲电流幅值更小，且铝镍钴永磁体的调磁范围更大。
本实施方式中的串联磁路混合永磁体记忆电机的两种磁化状态分别如图3和图4所示，由于本实施方式所述电机的每一个磁回路均由同一种材料的永磁体构成，所以更改铝镍钴永磁体的磁化状态所需电流非常小，仅需70A就可使铝镍钴永磁体磁化状态反向。

Claims (5)

1.一种串联磁路混合永磁体记忆电机，包括：偶数个永磁体单元、绕组(3)、转轴(4)、转子铁心(5)和定子铁心(6)，
每极永磁体单元均包括两个充磁方向相同的永磁体，两个永磁体呈“V”字形设置，
转子铁心(5)同轴套接在转轴(4)的外圆周上，定子铁心(6)同轴套接在转子铁心(5)的外圆周上，定子铁心(6)内圆周上设有多个定子齿，绕组(3)嵌固在多个定子齿间，转子铁心(5)沿其轴向开有多个永磁体孔，多极永磁体单元分别嵌固在多个永磁体孔中，多极永磁体单元沿转子铁心(5)周向均匀排布，相邻两个永磁体单元中的永磁体充磁方向相反，
其特征在于，
每极永磁体单元中两个永磁体材料不同，相邻两个永磁体单元中的同一种材料的永磁体相邻设置。
2.根据权利要求1所述的一种串联磁路混合永磁体记忆电机，其特征在于，两个永磁体分别为铷铁硼磁体(1)和铝镍钴永磁体(2)。
3.根据权利要求1所述的一种串联磁路混合永磁体记忆电机，其特征在于，每个永磁体孔中嵌有一块永磁体。
4.根据权利要求1所述的一种串联磁路混合永磁体记忆电机，其特征在于，两个永磁体“V”字形夹角的角度范围为120°～135°。
5.根据权利要求1所述的一种串联磁路混合永磁体记忆电机，其特征在于，两个永磁体“V”字形夹角的角度为130°。
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