[发明专利]磁通切换电机有效
| 申请号： | 201280054967.7 | 申请日： | 2012-11-08 |
| 公开（公告）号： | CN103931088A | 公开（公告）日： | 2014-07-16 |
| 发明（设计）人： | 菲利普·曼费;帕特里克·沃尔格穆特;本亚明·戈桑 | 申请（专利权）人： | 利莱森玛电机公司 |
| 主分类号： | H02K19/12 | 分类号： | H02K19/12;H02K19/26;H02K1/16 |
| 代理公司： | 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 | 代理人： | 王萍;陈炜 |
| 地址： | 法国安*** | 国省代码： | 法国;FR |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 切换 电机 | ||
【说明书】：
本发明涉及磁通切换电机，更具体地，但非唯一地，涉及称为单励磁电机的磁通切换电机。
磁通切换电机包括没有永磁体的非绕线转子和包含相绕组和励磁绕组和/或永磁体的定子。由于转子的旋转，通过磁通切换在相绕组的端子处产生交流电压。
在传统的单励磁电机中，定子由一系列齿和槽组成，在槽中相继地布置励磁绕组和相绕组。
专利US 6 242 834在图6中公开了这样的电机的示例、图11示出了其定子中的槽容纳永磁体和励磁绕组的双励磁电机。
以下公开文献描述了磁通切换电机的其他示例：“Low Cost Flux–Switching Brushless AC Machines”Crow，“A wound-Field Three-Phase Flux Switching Synchronous Motor with All Excitation Sources on the Stator”2009IEEE1502至1509页，“Low Cost,High Power Density,Flux Switching Machines and Drives for Power Tools”，2003IEEE，“Flux Switching Motors for Automotive Applications”2003IEEE，“A new structure of12Slot10Pole Field Excitation Flux Switching Synchronous machine for Hybrid Electric Vehicles”EPE2011Birmingham，ISBN9789075815153第1至10页。
实用新型CN 201536282和专利EP0909010公开了一种双励磁磁通切换电机，其中永磁体影响电机的励磁。
公开文献FR 2 898 439公开了一种双励磁磁通切换电机。定子中的槽具有不规则的形状，以允许在更深的槽中同时容纳励磁绕组和相绕组。
在已知的磁体切换电机中，接收励磁绕组导体的每个槽和接收相绕组导体的两个相邻槽构成了基本单元。励磁绕组和相绕组每个都覆盖定子中的两个齿距，也就是说接收所述绕组的槽被两个齿分隔开。
这些电机的特征通常在于使用大量的铜或其他导体材料以实现励磁绕组，从而限制由焦耳效应引起的损耗及其对输出的影响。
本发明的目的是进一步完善这些电机。
根据本发明的第一方面，本发明涉及一种电机，有利地是单励磁磁通切换电机，其包括励磁绕组和相绕组，所述励磁绕组和所述相绕组被容纳在定子的相应的槽中，所述槽具有不规则的形状以使得所述励磁绕组相对于所述相绕组径向偏移。
有利地，所述励磁绕组比所述相绕组更靠近气隙。
由于本发明，减少了所述励磁绕组和所述相绕组之间的机械干扰，并且所述径向偏移使之能够最小化绕组头部的体积和长度。
本发明还使之能够非常显著地减少所使用的导体材料的量，以及尤其在功率和输出方面改进性能。
本发明尤其使之能够通过所述励磁绕组的放置来减少励磁磁通泄漏并且提高转子电枢和定子电枢的耦合，这有助于增加可用的电磁力矩。
如果a和b分别是齿和槽在气隙处的角宽度，则比值a/b可以在0.65至0.85之间，在0.7至0.8之间更好。
优选地，所述相绕组和所述励磁绕组径向重叠，也就是说它们在径向上至少部分地彼此相对延伸，这使之能够增加紧凑性。
有利地，每个槽只接收一种类型的绕组，即相绕组或励磁绕组。因此，给定的槽不同时包括励磁绕组和相绕组的电导体。
径向上离转子最远的容纳绕组的槽可以具有比径向上离转子最近的容纳绕组的槽的最大圆周尺寸更大的圆周尺寸。这使之能够为所述励磁磁通提供更大的板材宽度。
在实施例中，容纳在径向上离转子最远的槽中的绕组在该槽中占据部分S1，并且容纳在径向上离转子最近的槽中的绕组在该槽中占据部分S2，其中，S2≥S1。
径向上离转子的转轴最远的槽的底部被设于距离R2处，并且离转轴最近的槽的底部被设于距离R1处，其中可能地0.8≤R1/R2≤1.0。
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- 一种磁悬浮分布励磁双凸极电机及其控制系统-201610910408.1
- 周倩云;孟小利;陈志辉;严仰光 - 南京航空航天大学
- 2016-10-19 - 2017-02-08 - H02K19/12
- 本发明公开了一种磁悬浮分布励磁双凸极电机及其控制系统，所述电机包括定子铁心、转子铁心、定转子间气隙、励磁绕组、电枢绕组、x轴悬浮绕组和y轴悬浮绕组；定子铁心包括12n个定子极，转子铁心包括10n个转子极，n取正整数，相邻定子极间的间隙构成定子槽，定子极上缠绕的电枢线圈按产生的反电势最大的原则相连形成所述电枢绕组，定子槽中嵌有绕在定子极上的励磁线圈和悬浮线圈，相邻定子槽中的励磁线圈反向串联构成所述励磁绕组，空间径向相对位置上的悬浮线圈串联后分别形成产生正交的悬浮磁场的x轴悬浮绕组、y轴悬浮绕组，转子极上无绕组。本发明解决了现有磁悬浮电机难以稳定运行、控制方法复杂以及功率器件较多的技术问题。
- 一种两相外转子式开关磁阻电机-201610625244.8
- 张春 - 郑州吉田专利运营有限公司
- 2016-07-29 - 2016-11-30 - H02K19/12
- 本发明公开了一种两相外转子式开关磁阻电机，包括转子和定子，所述转子设在定子外部，所述转子上无刷、无绕组、无永磁体，所述转子向内伸出三个齿极，该三个齿极沿着所述转子的内周面等间距地凸出，所述定子外圈上设有与转子相对应的四个齿极，与转子构成双凸极结构，定子的每个极上绕有集中式线圈A、A’、B、B’，其径向相对的两个极上的线圈AA’与BB’各组成一相定子绕组，当电机处于工作状态时，控制电路给定子极上的三个线圈同时通电，本发明的开关磁阻电机，相数只有两相但仍能实现自启动，且其转子极数为奇数，定转子极数少可以降低通过定转子磁通路径的损耗，从而使得电机发热少，效率高，且由于定子产生的磁密分布不均匀，激发电机产生强烈的振动和噪声，可用作振动电机。
- 一种三相双凸极电机结构-201520873955.8
- 侯丽钢;孟小利;刘建明;周倩云;杜幼芝;丁立伟 - 南京航空航天大学
- 2015-11-04 - 2016-08-03 - H02K19/12
- 本实用新型提出一种三相双凸极电机结构，定转子均为凸极齿结构，由硅钢片冲压而成，定子极数目为6k，转子极数目为5k，其中k为正整数，定子极距为定子极弧长的2倍；转子极弧长等于或者略大于定子极弧长。该电机的特点是，每一个定子齿槽内都有励磁绕组，每相的磁通路径是相同的，其磁链和反电动势波形对称，可以消除多次谐波，得到正弦的磁链和反电动势波形，大幅度降低转矩脉动，提升转矩密度。该电机结构新颖，性能可靠，控制简单，适合用于中小功率对于输出要求较高的发电或电动场合。
- 一种三相（6/5）k双凸极电机结构-201510742817.0
- 侯丽钢;孟小利;刘建明;周倩云;杜幼芝;丁立伟 - 南京航空航天大学
- 2015-11-04 - 2016-02-03 - H02K19/12
- 本发明提出一种三相(6/5)k双凸极电机结构，其中k为正整数，定转子均为凸极齿结构，由硅钢片冲压而成，定子极数目为6k，转子极数目为5k，定子极距为定子极弧长的2倍；转子极弧长等于或者略大于定子极弧长。该电机的特点是，每一个定子齿槽内都有励磁绕组，每相的磁通路径是相同的，其磁链和反电动势波形对称，可以消除多次谐波，得到正弦的磁链和反电动势波形，大幅度降低转矩脉动，提升转矩密度。该电机结构新颖，性能可靠，控制简单，适合用于中小功率对于输出要求较高的发电或电动场合。
- 同步电机-201480016837.3
- 古拉克·达亚库 - 菲艾姆股份有限公司
- 2014-03-20 - 2015-12-16 - H02K19/12
- 本发明涉及一种同步电机，该同步电机包括采用以下方式进行布置的定子(1)和转子(2)：转子可以相对于定子移动。定子(1)包括至少一个集中绕组(A、B、C)，其被布置在定子(1)的凹槽中。转子(2)具有：第一绕组系统，其被设计为激励绕组(6)；至少一个第二绕组系统，其被设计为场绕组(3)；以及整流器(4)，其连接在所述两个集中绕组系统之间。第一绕组系统和第二绕组系统均包括集中绕组。
- 一种开关磁阻电机降噪减振结构及方法-201510171971.7
- 邱立;肖遥;邓长征 - 三峡大学
- 2015-04-13 - 2015-09-23 - H02K19/12
- 一种开关磁阻电机降噪减振结构及方法，开关磁阻电机的定子磁极的极对数Ns为大于等于5的奇数；开关磁阻电机的转子磁极的极对数Nr为2。增加开关磁阻电机的定子磁极的极对数Ns，以增大气隙磁通和环向电磁力；同时通过提前关断定子绕组电流以减小径向电磁力。当定子磁极的轴线与转子磁极的轴线之间的夹角α小于等于π/Ns且大于π/2Ns时，导通定子绕组电流；当定子磁极的轴线与转子磁极的轴线之间的夹角α小于等于π/20Ns且大于0时，关断定子绕组电流。本发明一种开关磁阻电机降噪减振结构及方法，通过增加开关磁阻电机的定子磁极的极对数，使定子绕组通电时，定子磁极与转子磁极的轴线距离小，磁通密度增大，可有效增大环向电磁力，达到增加电磁转矩的目的。
- 一种混合励磁开关磁阻电机及其定子结构-201520212050.6
- 秦明 - 北京杰诺瑞特机电科技有限公司
- 2015-04-09 - 2015-07-29 - H02K19/12
- 本实用新型公开了一种混合励磁开关磁阻电机的定子结构，包括设置有定子槽和定子齿的凸极定子铁芯以及若干个电枢绕组，在定子齿上设置有永磁体槽，永磁体槽内固定安装有永磁体；另外，可在相邻的两个定子齿之间，设置一个电励磁绕组线圈，每个电励磁绕组线圈跨绕于相邻两个定子齿的电励磁绕组槽中；本实用新型还公开了含有上述定子结构及凸极转子铁芯的混合励磁开关磁阻电机，凸极转子铁芯的转子齿的外圆侧，设置有小槽。本实用新型通过上述结构设置，使得混合励磁开关磁阻电机具有高功率密度、高运行效率、高可靠性、运行平稳、噪声低、宽运行速度范围的优良特性，特别适用于风电领域，将极大地推动风电领域电机技术的发展。
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