CN221042619U - 一种定子永磁励磁的旋转调磁电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种定子永磁励磁的旋转调磁电机，包括电枢绕组和定子铁芯组成的定子、凸极转子，所述定子内侧设有磁动势可调永磁体，所述磁动势可调永磁体为双层结构，包括第一永磁体和第二永磁体，第一永磁体和第二永磁体中的永磁体个数相等，第一永磁体和第二永磁体之间相对位置可调，通过调节两者之间的相对位置对电机的空载反电势进行调节，第二永磁体可替换为调制环。所述电机可用于高速调速驱动系统、储能电机和电力系统同步调相电机，具有转子结构简洁可靠性高且调磁简单的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种定子永磁励磁的旋转调磁电机，属于特种电机装置，可用于高速调速驱动系统、储能电机和电力系统同步调相电机。
背景技术
定子励磁永磁电机，作为一种新型电机，与传统的转子励磁电机相比，具有转子结构简单，可靠性非常高的优点。目前，定子励磁永磁电机，普通存在磁场调节困难或者调磁装置复杂的问题。
为了克服上述困难，本实用新型提出了一种定子永磁励磁的旋转调磁电机，具有转子结构简洁可靠性高和调磁简单的优点，非常适合应用于高速调速驱动系统、储能电机和电力系统同步调相电机。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种定子永磁励磁的旋转调磁电机及其应用，采用凸极转子、定子、磁动势可调永磁体等构成电机基本结构，具有转子结构简洁可靠性高且调磁简单的优点。
本实用新型采用如下技术方案：一种定子永磁励磁的旋转调磁电机，包括凸极转子，电枢绕组和定子铁芯组成的定子，所述定子内侧设有磁动势可调永磁体，所述磁动势可调永磁体为双层结构，包括第一永磁体和第二永磁体，第一永磁体和第二永磁体中的永磁体个数相等，第一永磁体和第二永磁体之间相对位置可调，通过调节两者之间的相对位置对电机的空载反电势进行调节。
优选的，所述第二永磁体替换为调制环，调制环凸极数与第一永磁体的永磁体极数相等。
优选的，所述第二永磁体与薄壁圆筒固接，薄壁圆筒从电机端盖侧穿出，通过转动薄壁圆筒带动第二永磁体转动。
优选的，所述薄壁圆筒外表面沿圆周排列永磁磁钢，在电机壳体外表面也沿圆周排列永磁磁钢，薄壁圆筒上和电机壳体上的永磁磁钢同轴布置且极对数相等。
优选的，所述电枢绕组的极对数等于凸极转子的凸极数减去磁动势可调永磁体中单层永磁体的极对数。
有益效果：本实用新型的一种定子励磁的机械调磁永磁电机，可用于高速调速驱动系统、储能电机和电力系统同步调相电机，具有转子结构简洁可靠性高且调磁简单的优点。
附图说明
图1为采用双层永磁体相对位置可调结构的调磁电机拓扑结构示意图；
图2为采用永磁体和调制环相对位置可调结构的调磁电机拓扑结构示意图。
图3为采用双层永磁体相对位置可调结构的调磁电机线反电势波形图。
图4为采用永磁体和调制环相对位置可调结构的调磁电机线反电势波形。
图中，1为凸极转子，2-1为第二永磁体/调制环，2-2为第一永磁体，3为电枢绕组，4为定子铁芯。
实施方式
下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。
如图1至图2所示，包括凸极转子1，电枢绕组3和定子铁芯4组成的定子，所述定子内侧设有磁动势可调永磁体，所述磁动势可调永磁体为双层结构，包括第一永磁体2-2和第二永磁体2-1，第一永磁体2-2和第二永磁体2-1中的永磁体个数相等，第一永磁体2-2和第二永磁体2-1之间相对位置可调，通过调节两者之间的相对位置对电机的空载反电势进行调节。其中第二永磁体2-1替换为调制环，调制环凸极数与第一永磁体2-2的永磁体极数相等。所述电枢绕组3的极对数等于凸极转子1的凸极数减去磁动势可调永磁体中单层永磁体的极对数。上述电机具有转子结构简洁可靠性高且调磁简单的优点，非常适合用作高速调速驱动系统、储能电机和电力系统同步调相电机。
具体的，磁动势可调永磁体的调节是通过以下方式实现，第二永磁体2-1与薄壁圆筒固接，薄壁圆筒从电机端盖侧穿出，调节时，磁动势可调永磁体不随凸极转子1转动，第一永磁体2-2不动，通过转动薄壁圆筒带动第二永磁体2-1转动，从而调节第一永磁体2-2和第二永磁体2-1的相对位置。
进一步的，还可以在薄壁圆筒外表面沿圆周排列永磁磁钢，在电机壳体外表面也沿圆周排列永磁磁钢，薄壁圆筒上和电机壳体上的永磁磁钢同轴布置且极对数相等。通过旋转电机壳体表面的磁钢，带动圆筒转动，改变其位置。
当所述电机用于电力系统同步调相电机时，所述磁动势可调永磁体可由双层永磁体或者永磁体加调制环构成。电机工作原理如下：由于电机输出轴空载，不考虑电机损耗和转子机械暂态过程时，电机输入有功功率一直为零。电机电枢三相绕组接电网，通过机械调节双层永磁体之间或者永磁体与调制环之间的相对位置，可对电机的空载反电势进行调节，从而电机的无功功率可以任意调节。
当所述电机用于高速调速驱动系统时，所述磁动势可调永磁体可由双层永磁体或者永磁体加调制环构成。电机工作原理如下：通过机械调节双层永磁体之间或者永磁体与调制环之间的相对位置，可对电机的空载反电势进行调节，从而实现弱磁控制。
当所述电机用于储能电机，所述磁动势可调永磁体可由双层永磁体构成。电机工作原理如下：当电机怠速时，双层永磁体磁动势短路，电机空载损耗很低；电机加速或者发电时，双层永磁体磁动势处于非短路状态，电机空载反电势为正常值。
图1和2所示电机，磁场为径向结构。本实用新型所述电机，除采用图1和2所示的径向磁场结构外，还可以采用轴向磁场结构。此外，凸极转子1除采用图1和2所示的内转子结构，还可以是外转子结构。
为了验证本实用新型的效果，建立力有限元仿真模型进行了仿真计算。仿真得到的采用双层永磁体相对位置可调结构的调磁电机线反电势波形如图3所示。仿真得到的采用永磁体和调制环相对位置可调结构的调磁电机线反电势波形如图4所示。可以看出，电机反电势幅值可调节性能良好，并且还可以看出，采用双层永磁体相对位置可调结构的调磁电机的电势幅值最低可以接近于零，因此特别适合用于储能电机。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种定子永磁励磁的旋转调磁电机，包括电枢绕组和定子铁芯组成的定子、凸极转子，其特征在于：所述定子内侧设有磁动势可调永磁体，所述磁动势可调永磁体为双层结构，包括第一永磁体和第二永磁体，第一永磁体和第二永磁体中的永磁体个数相等，第一永磁体和第二永磁体之间相对位置可调，通过调节两者之间的相对位置对电机的空载反电势进行调节。
2.根据权利要求1所述的一种定子永磁励磁的旋转调磁电机，其特征在于：所述第二永磁体替换为调制环，调制环凸极数与第一永磁体的永磁体极数相等。
3.根据权利要求1或2中所述的一种定子永磁励磁的旋转调磁电机，其特征在于：所述第二永磁体与薄壁圆筒固接，薄壁圆筒从电机端盖侧穿出，通过转动薄壁圆筒带动第二永磁体转动。
4.根据权利要求3所述的一种定子永磁励磁的旋转调磁电机，其特征在于：所述薄壁圆筒外表面沿圆周排列永磁磁钢，在电机壳体外表面也沿圆周排列永磁磁钢，薄壁圆筒上和电机壳体上的永磁磁钢同轴布置且极对数相等。
5.根据权利要求1所述的一种定子永磁励磁的旋转调磁电机，其特征在于：所述电枢绕组的极对数等于凸极转子的凸极数减去磁动势可调永磁体中单层永磁体的极对数。
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