CN111786523A - 一种双气隙永磁辅助同步磁阻电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双气隙永磁辅助同步磁阻电机，属于永磁辅助同步磁阻电机技术领域。本发明中转子外层和转子内层中间设置有不锈钢隔磁套，转子外层的外侧同轴套有外定子，转子内层的内侧同轴套有内定子，转子外层和转子内层均设置有永磁体，所述转子外层设置有三层槽，转子外层的三层槽中的两层设置有永磁体，转子内层设置有两层槽，转子内层的两层槽均设置有永磁体，外定子与转子之间设置有第一工作气隙，转子与内定子之间设置有第二工作气隙。本发明可有效提高该电机的转矩密度，提高功率因数，减小电机的励磁电流，转矩密度大，功率因数高，适用于空间较小，转矩输出较高的电机应用场所。

Description

一种双气隙永磁辅助同步磁阻电机

技术领域

本发明涉及一种双气隙永磁辅助同步磁阻电机，属于永磁辅助同步磁阻电机技术领域。

背景技术

现有技术存在同步磁阻电机存在转矩密度低、功率因数低等问题，

双气隙永磁辅助同步磁阻电机，该电机由五部分组成，分别是内定子、外定子、铁氧体、不锈钢隔磁套以及转子冲片。该电机利用磁阻最小原理进行转矩输出，当前存在的问题是：1.输出转矩密度低；2.功率因数低。

本发明可有效提高该电机的转矩密度，提高功率因数，通过使用内外双定子，充分利用电机内部空间，来增大电机的输出转矩，并通过永磁体辅助来提高电机的功率因数，降低电机电流，提高转矩密度，降低发热。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种双气隙永磁辅助同步磁阻电机。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种双气隙永磁辅助同步磁阻电机，包括：外定子、转子和内定子，外定子、转子和内定子同轴心安装；

其中，转子包括转子外层和转子内层，转子外层和转子内层中间设置有不锈钢隔磁套，转子外层的外侧同轴套有外定子，转子内层的内侧同轴套有内定子，内定子包括内定子铁芯和嵌放在内定子铁芯槽内的内定子绕组，外定子包括外定子铁芯和嵌放在外定子铁芯槽内的外定子绕组，转子外层和转子内层均设置有永磁体，所述转子外层设置有三层槽，转子外层的三层槽中的两层设置有永磁体，转子内层设置有两层槽，转子内层的两层槽均设置有永磁体，外定子与转子之间设置有第一工作气隙，转子与内定子之间设置有第二工作气隙。

所述永磁体为铁氧体永磁体。

所述永磁体为瓦片型永磁体。

所述外定子和内定子分别由两套变频系统控制。

所述转子外层的三层槽中远离外定子的两层设置有永磁体。

本发明的有益效果为：

本发明通过使用内外双定子，充分利用电机内部空间，来增大电机的输出转矩，并通过永磁体辅助来提高电机的功率因数，降低电机电流，提高转矩密度，降低发热。

本发明解决了目前同步磁阻电机存在转矩密度低、功率因数低等问题，可有效提高该电机的转矩密度，提高功率因数，转矩密度大，功率因数高，适用于空间较小，转矩输出较高的电机应用场所。

本发明双气隙永磁辅助同步磁阻电机，可以有效增大同步磁阻电机的输出转矩，提高同步磁阻电机的功率密度，同时具有较高的功率因数，有效减少电机的电流。

本发明中铁氧体永磁体的利用，可减小电机的励磁电流，提高功率因数，电机使用磁阻最小原理，电机的设计过程中电机冲片要保证磁路交轴和直轴电感的差值越大，永磁体是为了适应电机冲片，所以选取瓦片型永磁体，电机层数越多越好，但是由于空间有限内转子只有两层，如空间允许则可设置更多层数。

附图说明

图1为本发明一种双气隙永磁辅助同步磁阻电机的结构示意图。

图2为本发明一种双气隙永磁辅助同步磁阻电机的电机磁通分布示意图。

图中的附图标记，1为外定子，2为转子外层，3为不锈钢隔磁套，4为转子内层，5为内定子，6为永磁体。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

如图1和图2所示，本实施例所涉及的一种双气隙永磁辅助同步磁阻电机，包括：外定子1、转子和内定子5，外定子1、转子和内定子5同轴心安装；

其中，转子包括转子外层2和转子内层4，转子外层2和转子内层4中间设置有不锈钢隔磁套3，转子外层2的外侧同轴套有外定子1，转子内层4的内侧同轴套有内定子5，内定子5包括内定子铁芯和嵌放在内定子铁芯槽内的内定子绕组，外定子1包括外定子铁芯和嵌放在外定子铁芯槽内的外定子绕组，转子外层2和转子内层4均设置有永磁体6，所述转子外层2设置有三层槽，转子外层2的三层槽中的两层设置有永磁体6，转子内层4设置有两层槽，转子内层4的两层槽均设置有永磁体6，外定子1与转子之间设置有第一工作气隙，转子与内定子5之间设置有第二工作气隙。

所述永磁体6为铁氧体永磁体。

所述永磁体6为瓦片型永磁体。

所述外定子1和内定子5分别由两套变频系统控制。

所述转子外层2的三层槽中远离外定子1的两层设置有永磁体6。

实施例1

同步磁阻电机根据最小磁阻原理，在电流及功角满足一定条件的前提下，转子可稳定输出转矩，本实施例涉及的电磁结构，充分利用的电机内部的空间，在电机内部增加一个内定子及内转子，可有效提高电机的输出转矩。

如图1所示，外定子1、转子和内定子5同轴心安装；外定子1和内定子5分别由两套变频系统控制，通过功角的调节，可分别调整内、外定子的输出功率，同时具有一定的容错性，如内/外定子绝缘破坏，电机可以降功率工作。

转子包括转子外层2和转子内层4，转子外层2和转子内层4中间设置有不锈钢隔磁套3，转子外层2的外侧同轴套有外定子1，转子内层4的内侧同轴套有内定子5，内定子5包括内定子铁芯和嵌放在内定子铁芯槽内的内定子绕组，外定子1包括外定子铁芯和嵌放在外定子铁芯槽内的外定子绕组，

转子外层2和转子内层4均设置有永磁体6，所述转子外层2设置有三层槽，转子外层2的三层槽中的两层设置有永磁体6，永磁体6为瓦片型铁氧体永磁体，转子内层4设置有两层槽，转子内层4的两层槽均设置有永磁体6，外定子1与转子之间设置有第一工作气隙，转子与内定子5之间设置有第二工作气隙。电机的磁通分布如图2所示，铁氧体永磁体的利用，可减小电机的励磁电流，提高功率因数。转子外层2的三层槽中，两层有永磁体，一层没有，最外侧的这层槽中没有永磁体6，由于这个槽的体积比较小，放入永磁体的性能提升不大，因此未放置永磁体6。

根据据磁力线可以看出电机的磁场方向，永磁体并不与定子磁场主要发生耦合，永磁体起辅助作用，使磁力线在永磁体中通过，可以提高电机磁路中的磁位，降低磁化电流提高电机的功率因数；

本实施例中电机采用的是磁阻最小原理，现有技术中都是利用定转子磁场的互相耦合产生电磁力，而本实施例是利用磁力线总是通过磁阻最小的路径闭合，当转子位置不在最小位置时，就会产生电磁力使转子向最小位置运动，最终电机产生旋转。

由于上述原理，导致电机转子无磁场，电机内并无磁场相互作用，故电机磁化电流全由定子产生，电机功率因数较低。因此在转子上增加永磁体，帮助电机建立磁场，降低磁化电流提高功率因数。

本实施例中的永磁体6选用铁氧体，铁氧体是性能较差的永磁体，但是较为便宜容易获得，故除铁氧体之外的其余永磁体也可以被使用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种双气隙永磁辅助同步磁阻电机，其特征在于，包括：外定子(1)、转子和内定子(5)，外定子(1)、转子和内定子(5)同轴心安装；

其中，转子包括转子外层(2)和转子内层(4)，转子外层(2)和转子内层(4)中间设置有不锈钢隔磁套(3)，转子外层(2)的外侧同轴套有外定子(1)，转子内层(4)的内侧同轴套有内定子(5)，内定子(5)包括内定子铁芯和嵌放在内定子铁芯槽内的内定子绕组，外定子(1)包括外定子铁芯和嵌放在外定子铁芯槽内的外定子绕组，转子外层(2)和转子内层(4)均设置有永磁体(6)，所述转子外层(2)设置有三层槽，转子外层(2)的三层槽中的两层设置有永磁体(6)，转子内层(4)设置有两层槽，转子内层(4)的两层槽均设置有永磁体(6)，外定子(1)与转子之间设置有第一工作气隙，转子与内定子(5)之间设置有第二工作气隙。

2.根据权利要求1所述的一种双气隙永磁辅助同步磁阻电机，其特征在于，所述永磁体(6)为铁氧体永磁体。

3.根据权利要求1所述的一种双气隙永磁辅助同步磁阻电机，其特征在于，所述永磁体(6)为瓦片型永磁体。

4.根据权利要求1所述的一种双气隙永磁辅助同步磁阻电机，其特征在于，所述外定子(1)和内定子(5)分别由两套变频系统控制。

5.根据权利要求1所述的一种双气隙永磁辅助同步磁阻电机，其特征在于，所述转子外层(2)的三层槽中远离外定子(1)的两层设置有永磁体(6)。

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