CN112542904A - 一种新型混合励磁电机定子结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电机技术领域，提出一种新型混合励磁电机定子电机结构。其技术方案采用凸极式外定子结构，定子上包含电枢绕组、励磁绕组、永磁体、磁桥和通风孔。所述电机定子共8极，为凸极结构，对称分布于定子内圆，每个定子极身缠绕电枢绕组。所述电机定子永磁体共4组，提供主要励磁，每组2个共8个，为V型结构，对称分布于定子外圆，每个永磁体两侧均嵌有磁桥，提高磁通调节能力。所述电机定子励磁绕组为4组，配合永磁体使用，提供可调励磁。本发明混合励磁电机定子结构可以有效的达到提高电机磁场调制能力，扩大电机调速范围目的。

Description

一种新型混合励磁电机定子结构
技术领域
本发明涉及电机技术领域，具体的是一种新型混合励磁电机定子结构。
背景技术
混合励磁电机励磁源由永磁体和电励磁有机结合而成，具有气隙磁场调节方便、功率密度高和宽转速范围效率高等优点，在工业驱动、新能源发电和交通运载装备等领域具有广阔应用前景。
受益于稀土永磁体磁能积高和损耗低的特点，稀土永磁电机具有功率密度高和效率高的优势，且动态响应较快，在多个领域得到广泛应用。但其内部只存在单一永磁励磁源，带来了磁场调节困难的固有问题，限制了其电动运行调速范围、高效区拓展以及发电运行的调压和故障保护能力。混合励磁电机将永磁磁势与电励磁磁势有机结合，以实现高性能发电与驱动系统的新型核心部件。
励磁绕组的引入使得气隙磁场调节方便，可以进一步拓宽电机的转速范围；调节电励磁磁势，可解决永磁电机高速运行故障状态下的反电势冲击难题；引入电励磁磁势，增加了电机的控制维度，采用协同控制可实现低速高转矩区和高速弱磁区效率的进一步提升。
改进混合励磁电机定子结构，提高电机磁场调制能力，扩大电机调速范围，有着重大意义。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种磁场调制能力高、调速范围宽的电机定子结构。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：电机定子为凸极式、外定子结构，定子上包含电枢绕组、励磁绕组、永磁体、磁桥和通风孔。
上述技术方案中，所述电机定子共8极，为凸极结构，对称分布于定子内圆，每个定子极缠绕电枢绕组。电枢绕组通上三相交流电后，提供旋转的电枢磁场。
上述技术方案中，所述电机定子永磁体共4组，每组2个共8个，为V型结构，对称分布于定子外圆，每组2个永磁体的V型夹角为120°，每个永磁体两侧均嵌有磁桥。永磁体为主励磁，V型结构永磁体弱磁能力更好，调速范围也更宽。磁桥可以提高磁通调节能力，减少永磁体的使用，降低电机成本。
上述技术方案中，所述电机定子励磁绕组为4组，每组励磁绕组对称线与同组永磁体对称线重合。电励磁为副励磁即可调励磁，励磁线圈通入直流电，直流电的大小、方向均可以调节，形成的磁场可起增磁作用，也可以起弱磁作用，电机既可以增速也可以减速，扩大了电机的调速范围。
上述技术方案中，所述电机定子通风孔为8个，为椭圆形结构，对称分布于定子外圆。适当选取通风孔，可加快电机散热，减少电机故障风险。
因此，本发明的这种新型混合励磁电机定子结构可以有效的达到提高电机磁场调制能力，扩大电机调速范围目的。
附图说明
图1是本发明一种新型混合励磁电机定子结构示意图。
如图1中所示：1定子极身；2电枢绕组；3励磁绕组；4永磁体；5磁桥；6通风孔。
图2是电机定子的的局部放大图。
如图2中所示：电机定子永磁体每组2个，为V型结构，每组2个永磁体的V型夹角为120°。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参照图1所示，一种新型混合励磁电机定子结构，采取的技术方案是：电机定子为凸极式、外定子结构，定子上包含电枢绕组、励磁绕组、永磁体、磁桥和通风孔。
参照图1所示，所述电机定子共8极，为凸极结构，对称分布于定子内圆，每个定子极缠绕电枢绕组。电枢绕组通上三相交流电后，提供旋转的电枢磁场。
参照图1和图2所示，所述电机定子永磁体共4组，每组2个共8个，为V型结构，对称分布于定子外圆，每组2个永磁体的V型夹角为120°，每个永磁体两侧均嵌有磁桥。永磁体为主励磁，V型结构永磁体的交轴电感Lq和直轴电感Ld更大，并且对比普通一个一字型永磁体，有着更大的凸极比，交轴电感Lq与直轴电感Ld有着更大的差值，弱磁能力更好，调速范围也更宽。磁桥可以提高磁通调节能力，减少永磁体的使用，降低电机成本。
参照图1和图2所示，所述电机定子励磁绕组为4组，每组励磁绕组对称线与同组永磁体对称线重合。电励磁为副励磁即可调励磁，励磁线圈通入直流电，直流电的大小、方向均可以调节，形成的磁场可起增磁作用，也可以起弱磁作用，电机既可以增速也可以减速，扩大了电机的调速范围。
参照图1所示，所述电机定子通风孔为8个，为椭圆形结构，对称分布于定子外圆。电机定子包含着永磁体、励磁绕组、电枢绕组形成的磁场，磁场复杂，涡流损耗和磁滞损耗带来定子升温，适当选取通风孔，可加快电机散热，减少电机故障风险。
可选取多种转子与本发明定子结构组合使用，如凸极永磁转子、凸极电励磁转子、凸极无永磁体无电励磁的硅钢片转子、隐极笼型转子、隐极绕线式转子等等，其中凸极永磁转子与凸极硅钢片转子与本发明定子结构搭配，磁场调制能力更好，并且实现了转子无刷化，电机结构更简单，更安全。
本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

Claims (5)

1.一种新型混合励磁电机定子结构，其特征在于：电机定子为凸极式、外定子结构，定子上包含电枢绕组、励磁绕组、永磁体、磁桥和通风孔。
2.如权利要求1所述的新型混合励磁电机定子结构，其特征在于：所述电机定子共8极，为凸极结构，对称分布于定子内圆，每个定子极身缠绕电枢绕组。
3.如权利要求1所述的新型混合励磁电机定子结构，其特征在于：所述电机定子永磁体共4组，每组2个共8个，为V型结构，对称分布于定子外圆，每组2个永磁体的V型夹角为120°，每个永磁体两侧均嵌有磁桥。
4.如权利要求1所述的新型混合励磁电机定子结构，其特征在于：所述电机定子励磁绕组为4组，每组励磁绕组对称线与同组永磁体对称线重合。
5.如权利要求1所述的新型混合励磁电机定子结构，其特征在于：所述电机定子通风孔为8个，为椭圆形结构，对称分布于定子外圆。
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