CN112769261A - 一种永磁式爪极电机 - Google Patents

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靳峰雷
郑富磊
王明政
陈树明
杨孔雳
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Abstract

本发明属于磁阻电机技术领域，具体涉及一种永磁式爪极电机，包括定子(7)和位于所述定子(7)内部且设有爪极盘(3)的转子轴(2)，所述定子(7)上设置定子绕组(6)，所述转子轴(2)上设置永磁体(4)，还包括为所述定子绕组(6)提供电源连接的接线盒(1)。本发明所提供的永磁式爪极电机的爪极盘(3)上无需缠绕励磁绕组，简化了爪极盘(3)的结构，提高了爪极电机的可靠性，适用于一些对电机可靠性要求很高的场合；该永磁式爪极电机在定子绕组(6)通电时，可作为电动机使用，当定子绕组(6)断电时，可以作为发电机和制动缓冲装置使用，有效实现了一种电机多种功能的效果。

Description

一种永磁式爪极电机
技术领域
本发明属于磁阻电机技术领域，具体涉及一种永磁式爪极电机。
背景技术
爪极电机由于制造简单且成本低而广泛应用于各种场合，爪极电机有永磁式爪极电机、电励磁爪极电机和混合励磁爪极电机等。电励磁爪极电机一般由爪极转子、定子、硅整流器、前后端盖等组成，混合励磁电机除转子上励磁电流提供励磁外，还有永磁体提供励磁，两者在气隙中合成。混合励磁爪极电机一般由爪极转子、永磁体、定子、硅整流器、前后端盖等组成。无论是爪极电励磁电机还是爪极混合励磁电机，其爪极转子上都有绕组用于通入励磁电流，提供励磁场，这种设置造成爪极电机的结构复杂，可靠性受到影响。
发明内容
针对目前爪极电机的弊端，本发明的目的是提供一种新的爪极电机，通过简化爪极电机结构，提高其可靠性。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种永磁式爪极电机，包括定子和位于所述定子内部且设有爪极盘的转子轴，其中，所述定子上设置定子绕组，所述转子轴上设置永磁体，还包括为所述定子绕组提供电源连接的接线盒。
进一步，所述转子轴为非导磁性材料；所述爪极盘采用磁性材料。
进一步，所述永磁体为圆筒型，与所述转子轴同轴。
进一步，所述爪极盘为两个，两个所述爪极盘上设置有数量相同的爪极，两个所述爪极盘相对设置，两个所述爪极盘上的所述爪极交错布置，所述永磁体位于两个所述爪极盘的中间。
进一步，两个所述爪极盘分别位于所述永磁体的N级和S级。
进一步，所述定子内表面上均匀设置8个定子齿，两个所述爪极盘上的所述爪极均为3个。
进一步，所述永磁体的周向外表面上设置一个磁钢紧固套，通过调节所述磁钢紧固套的内径和所述永磁体的外径能够调节磁场的大小；所述磁钢紧固套的材质为马氏体不锈钢或铁素体不锈钢。
进一步，穿在所述转子轴上的两个所述爪极盘和位于两个所述爪极盘内的所述永磁体和所述磁钢紧固套组成一个转子结构，在所述转子轴上能够串联n个所述转子结构。
本发明的有益效果在于：本发明所提供的永磁式爪极电机的爪极盘3上无需缠绕励磁绕组，简化了爪极盘3的结构，提高了爪极电机的可靠性，适用于一些对电机可靠性要求很高的场合。本发明所提供的永磁式爪极电机在定子绕组6通电时，可作为电动机使用，当定子绕组6断电时，可以作为发电机和制动缓冲装置使用，有效实现了一种电机多种功能的效果。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中所述的一种永磁式爪极电机的示意图；
图中：1-接线盒，2-转子轴，3-爪极盘，4-永磁体，5-磁钢紧固套，6-定子绕组，7-定子。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示，本发明提供的一种永磁式爪极电机，包括定子7和位于定子7内部且设有爪极盘3(即爪极转子)的转子轴2，其中，定子7上设置定子绕组6，转子轴2上设置永磁体4，还包括为定子绕组6提供电源连接的接线盒1。
转子轴2为非导磁性材料，用于防止磁路通过转子轴2发生短路，并使得更多的磁力线向定子7一侧通过；爪极盘3采用磁性材料。
永磁体4为圆筒型，与转子轴2同轴。
爪极盘3为两个，两个爪极盘3上设置有数量相同的爪极，两个爪极盘3相对设置，两个爪极盘3上的爪极交错布置，永磁体4位于两个爪极盘3的中间。
两个爪极盘3分别位于永磁体4的N级和S级。
定子7内表面上均匀设置8个定子齿(相对的两个定子齿为一相)，两个爪极盘3上的爪极均为3个(两个正对的爪极盘3一共有6个爪极)。
永磁体4的周向外表面上设置一个磁钢紧固套5，磁钢紧固套5的材质为马氏体不锈钢或铁素体不锈钢，通过调节磁钢紧固套5的内径和永磁体4的外径可以调节磁场的大小，永磁体4的外径越大，磁场越大，爪极电机的功率越大。
穿在转子轴2上的两个爪极盘3和位于这两个爪极盘3内的永磁体4和磁钢紧固套5组成一个转子结构，在转子轴2上能够串联n个这样的转子结构，转子结构越多，永磁式爪极电机的功率越大。
本发明所提供的永磁式爪极电机的工作原理：
当定子绕组6的四相轮流通电时，定子绕组6产生交变旋转磁场，根据“磁阻最小原理”，爪极盘3的爪极有正对定子通电相定子齿的趋势，于是爪极盘3带动转子轴2在交变旋转磁场的作用下旋转，此时永磁式爪极电机处于电动机状态。当定子绕组6断电时，在外力作用下使转子轴2及爪极盘3旋转，永磁体4产生旋转磁场，定子绕组6切割磁力线，定子绕组6产生感应电流，感应电流产生一个磁场阻碍爪极盘3旋转，此时永磁式爪极电机处于发电机状态，并且其爪极盘3产生阻碍转子旋转的制动力矩。
本发明所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。

Claims (8)

1.一种永磁式爪极电机，包括定子(7)和位于所述定子(7)内部且设有爪极盘(3)的转子轴(2)，其特征是：所述定子(7)上设置定子绕组(6)，所述转子轴(2)上设置永磁体(4)，还包括为所述定子绕组(6)提供电源连接的接线盒(1)。
2.如权利要求1所述的一种永磁式爪极电机，其特征是：所述转子轴(2)为非导磁性材料；所述爪极盘(3)采用磁性材料。
3.如权利要求2所述的一种永磁式爪极电机，其特征是：所述永磁体(4)为圆筒型，与所述转子轴(2)同轴。
4.如权利要求3所述的一种永磁式爪极电机，其特征是：所述爪极盘(3)为两个，两个所述爪极盘(3)上设置有数量相同的爪极，两个所述爪极盘(3)相对设置，两个所述爪极盘(3)上的所述爪极交错布置，所述永磁体(4)位于两个所述爪极盘(3)的中间。
5.如权利要求4所述的一种永磁式爪极电机，其特征是：两个所述爪极盘(3)分别位于所述永磁体(4)的N级和S级。
6.如权利要求5所述的一种永磁式爪极电机，其特征是：所述定子(7)内表面上均匀设置8个定子齿，两个所述爪极盘(3)上的所述爪极均为3个。
7.如权利要求6所述的一种永磁式爪极电机，其特征是：所述永磁体(4)的周向外表面上设置一个磁钢紧固套(5)，通过调节所述磁钢紧固套(5)的内径和所述永磁体(4)的外径能够调节磁场的大小；所述磁钢紧固套(5)的材质为马氏体不锈钢或铁素体不锈钢。
8.如权利要求7所述的一种永磁式爪极电机，其特征是：穿在所述转子轴(2)上的两个所述爪极盘(3)和位于两个所述爪极盘(3)内的所述永磁体(4)和所述磁钢紧固套(5)组成一个转子结构，在所述转子轴(2)上能够串联n个所述转子结构。
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