CN201409069Y - 一种混合励磁双凸极电机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开的混合励磁双凸极电机,包括转子,定子,三相电枢绕组,单相励磁绕组和机壳,机壳为导磁材料,转子由齿槽式铁心叠片构成,固定在机壳内的定子包括彼此间隔排列的“U”形铁心和置于“U”形铁心与机壳之间的永磁体,永磁体沿半径方向充磁,N极、S极交替排列,三相电枢绕组为集中绕组,绕在电枢齿上,电枢齿由相邻两个“U”形铁心的相邻两条边构成,单相励磁绕组为集中绕组,绕在“U”形铁心与永磁体上。本实用新型的混合励磁双凸极电机,永磁体励磁和励磁绕组电励磁共同合成气隙磁场,实现了气隙磁场的可调节性,同时采用导磁材料作为机壳,避免了定子外沿的漏磁,提高了永磁体使用率,改善电机电磁兼容能力。

Description

一种混合励磁双凸极电机
技术领域
本实用新型涉及混合励磁双凸极电机。 背景技术
电机是现代工业系统中的主要驱动部件,性能优异的电机对整个驱动系统 至关重要。近年来,随着电力电子技术、永磁材料和微机控制技术的发展,永 磁无刷直流电机得到迅速发展,永磁无刷直流电机具有高效、高功率密度的特 点,随着高性能永磁材料的问世,大大提高了永磁无刷直流电机的功率密度和 性能。另一方面,丌关磁阻电机因为结构简单、可靠性好等特点,得到越来越 广泛的应用。永磁双凸极电机结合了开关磁阻电机和永磁电机的特点,既有开 关磁阻电机结构简单可靠性好等特点,同时兼具永磁电机功率密度高等特点。 在永磁双凸极电机中,转子仅由铁心叠片构成,结构简单可靠;永磁体和电枢 绕组都置于定子上,非常易于散热冷却。
但是,传统永磁双凸极电机的气隙磁场主要由永磁体励磁产生,难以调节, 这样就限制了电机的运行速度范围。此外,传统永磁双凸极电机中还存在漏磁 严重,漏磁一方面造成永磁体利用率不高,另一方面也导致了电磁干扰与电磁 兼容问题,同时还限制了电机机壳必须采用不导磁材料。 发明内容
本实用新型的目的是提出一种气隙磁场可调、改进端部漏磁的混合励磁双 凸极电机。
本实用新型的混合励磁双凸极电机,包括转子,定子,三相电枢绕组,单 相励磁绕组和机壳,机壳为导磁材料,转子由齿槽式铁心叠片构成,固定在机
壳内的定子包括彼此间隔排列的"u"形铁心和置于"u"形铁心与机壳之间的
永磁体,永磁体沿半径方向充磁,N极、S极交替排列,三相电枢绕组为集中绕
组,绕在电枢齿上,电枢齿由相邻两个"U"形铁心的相邻两条边构成,单相励
磁绕组为集中绕组,绕在"U"形铁心与永磁体上。
上述的转子和"U"形铁心可由硅钢片叠制而成。所说的"U"铁心的开口
为全开口或半开口。所说的机壳由钢板巻成或者由硅钢片叠制而成。
本实用新型中的永磁体为平行充磁或者径向充磁的钕铁硼、钐钴或铁氧体。 本实用新型可在永磁体两侧分别安置导磁片,导磁片的一端抵住机壳,另
一端抵住"U"形铁心的底边。这样,导磁片构成相应的并联磁路,在同样的励磁电流条件下,可以获得更好的调节气隙磁场的效果。
本实用新型的混合励磁双凸极电机可以是旋转电机,也可以是直线电机。 工作时,将型混合励磁双凸极电机的三相电枢绕组与已接直流电源的控制 电路相连。利用转子位置传感器检测转子位置,由此确定三相电枢绕组的导通 状态,因为直流电源通过控制电路给三相电枢绕组加载频率为/的三相电压,则 在三相电枢绕组中流过频率同为/的三相电流,于是转子转速^^60.//^ (p为 电枢绕组极对数)。通过控制加到三相电枢绕组上的电压大小和频率,则可调节 电机的速度。通过控制加到三相电枢绕组上的电压大小和频率,则可调节电机 的速度。将单相励磁绕组接直流电源,根据需要对励磁绕组施以正向或反向电 流,对永磁气隙磁场起到加强或减弱的作用。通过对励磁电流方向和大小的调 节,实现对对电机合成气隙磁场的调节,从而调节电机运行速度、转矩等,适合 不同场合的需要。 本实用新型的有益效果:
1. 永磁体励磁和励磁绕组电励磁共同合成气隙磁场,实现了气隙磁场的可调 节性,使电机具有更佳的可控性。
2. 机壳采用导磁材料,能够避免传统永磁开关磁链电机定子外沿漏磁问题, 提高电机抗电磁干扰和电磁兼容能力,提高永磁体利用率。
3. 转子仅由铁心叠片构成,结构简单、可靠。
4. 永磁体和绕组都置于定子上,易于散热、冷却,提高功率密度。 附图说明
图1是一种混合励磁双凸极电机的结构示意图,图中箭头方向为永磁体充 磁方向;
图2是第二种混合励磁双凸极电机的结构示意图,图中箭头方向为永磁体 充磁方向;
图3是新第三种混合励磁双凸极直线电机结构示意图,图中箭头方向为永 磁体充磁方向。 具体实施方式
参照图1,混合励磁双凸极电机包括转子1,定子2,三相电枢绕组3,单 相励磁绕组4和机壳5,机壳为导磁材料,转子由齿槽式铁心叠片构成,固定在 机壳内的定子包括彼此间隔排列的"U"形铁心2.1和置于"U"形铁心与机壳 之间的永磁体2.2,永磁体沿半径方向充磁,N极、S极交替排列,三相电枢绕 组3为集中绕组,绕在电枢齿上,电枢齿由相邻两个"U"形铁心的相邻两条边构成,单相励磁绕组4为集中绕组,绕在"U"形铁心与永磁体上。图例,转子
有IO个齿,定子上有12个绕有三相电枢绕组的电枢齿和12个励磁线圈。
图2所示,在永磁体2.2两侧分别安置有导磁片2.3,导磁片的一端抵住机 壳,另一端抵住"U"形铁心2.1的底边。导磁片可与"U"形铁心为一整体; 或者可与机壳为一整体。这样,导磁片构成相应的并联磁路,在同样的励磁电 流条件下,可以获得更好的调节气隙磁场的效果。
图3所示是直线式混合励磁双凸极电机,图示实例中,动子2(相当于旋转 式电机中的定子2)有12个极,在动子长度内定子1 (相当于旋转式电机中的 转子1)有IO个极。动子包括彼此间隔排列的"U"形铁心2.1和置于"U"形 铁心与机壳5之间的永磁体2.2;永磁体沿竖直方向平行充磁,N极、S极交替 排列。三相电枢绕组3为集中绕组,绕在电枢齿上,电枢齿由相邻两个"U"铁 心的相邻两条边构成。单相励磁绕组4为集中绕组,绕在"U"形铁心与永磁体 上。

Claims (7)

1.一种混合励磁双凸极电机,其特征在于包括转子(1),定子(2),三相电枢绕组(3),单相励磁绕组(4)和机壳(5),机壳为导磁材料,转子由齿槽式铁心叠片构成,固定在机壳内的定子包括彼此间隔排列的“U”形铁心(2.1)和置于“U”形铁心与机壳之间的永磁体(2.2),永磁体沿半径方向充磁,N极、S极交替排列,三相电枢绕组(3)为集中绕组,绕在电枢齿上,电枢齿由相邻两个“U”形铁心的相邻两条边构成,单相励磁绕组(4)为集中绕组,绕在“U”形铁心与永磁体上。
2. 根据权利要求1所述的混合励磁双凸极电机,其特征在于所说的转子(1) 和"U"形铁心(2.1)由硅钢片叠制而成。
3. 根据权利要求1所述的混合励磁双凸极电机,其特征在于所说的永磁体 (2.2)为充磁的钕铁硼、钐钴或铁氧体。
4. 根据权利要求1所述的混合励磁双凸极电机,其特征在于所说的"U"形 铁心的开口为全开口或半开口 。
5. 根据权利要求1所述的混合励磁双凸极电机,其特征在于所说的机壳(5) 由钢板巻成或者由硅钢片叠制而成。
6. 根据权利要求l所述的混合励磁双凸极电机,其特征是在永磁体(2.2) 两侧分别安置导磁片(2.3),导磁片(2.3)的一端抵住机壳,另一端抵住"U" 形铁心(2.1)的底边。
7. 根据权利要求6所述的混合励磁双凸极电机,其特征在于导磁片(2.3) 与"U"形铁心(2.1)为一整体;或者导磁片与机壳为一整体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101552497B (zh) * 2009-05-14 2011-04-27 浙江大学 混合励磁双凸极电机
CN102593974A (zh) * 2012-03-17 2012-07-18 中国矿业大学 一种混合励磁开关磁通电机
CN104578661A (zh) * 2015-01-09 2015-04-29 南京航空航天大学 一种轴向分布的双凸极无刷直流电机
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CN107729628A (zh) * 2017-09-26 2018-02-23 南京航空航天大学 一种三相电励磁双凸极电机非线性电感建模方法

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