[发明专利]一种双定子盘式混合励磁电机

说明书

技术领域

本发明涉及混合励磁电机领域，特别涉及是采用磁通切换结构的盘式混合励磁电机。

背景技术

盘式永磁电机具有轴向长度短，功率密度高、转矩密度大和效率高的优点。但是传统的盘式永磁电机，由于永磁体放置在转子上，为了克服高速运行时的离心力，需要在转子上安装相应的固定装置，引起冷却困难，同时较高的温升可能会导致永磁体发生不可逆退磁，限制电机出力，制约了电机性能的进一步提高。

采用磁通切换结构的盘式电机将永磁体和绕组均置于定子上，转子上既无永磁体又无绕组，结构简单，易于散热冷却。避免了传统盘式永磁电机的温升问题，提升了电机的可靠性及动态运行性能。其永磁磁链和反电动势都为正弦波。但是，盘式磁通切换型电机中仅有永磁磁势源，由于永磁材料的固有特性，盘式磁通切换型电机运行时的气隙磁场基本保持不变，存在气隙磁场难以调节的问题。作为发电机运行时，其电压调整率较大；作为电动机运行时，其调速范围窄，限制了其在宽调速驱动系统场合的应用。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种双定子盘式混合励磁电机，解决盘式磁通切换永磁电机的气隙磁场难以调节的问题。

技术方案：一种双定子盘式混合励磁电机，包括同轴安装的第一定子、转子、第二定子，所述转子位于所述第一定子和第二定子之间，所述转子分别与所述第一定子和第二定子之间留有气隙；其中：

所述第一定子和第二定子结构相同，并且关于所述转子对称设置；所述第一定子和第二定子分别包括12个U形定子铁心、12块永磁体、12个集中电枢线圈和12个集中励磁线圈；所述U形定子铁心和永磁体交替放置构成定子圆盘，永磁体沿圆周方向交替充磁，相邻永磁体充磁方向相反，第一定子和第二定子上相对称的两个永磁体充磁方向相反；所述每个集中电枢线圈绕在两个相邻U形定子铁心的齿上，所述12个集中电枢线圈分成三相，每四个集中电枢线圈串联构成一相绕组，将第一定子和第二定子上的三相电枢绕组分别顺次串联或并联构成整个电机的A相、B相、C相电枢绕组；所述永磁体外侧具有凹槽，所述12个集中励磁线圈横跨于相邻两块永磁体外侧的凹槽中，每个凹槽中分布有两个线圈，所述12个集中励磁线圈串联构成单相励磁绕组；所述第一定子和第二定子的单相励磁绕组串联或并联构成整个电机的单相电励磁绕组；所述转子包括设置在非导磁圆环上的10个齿，称为10个转子极。

作为本发明的改进，所述永磁体外侧设有导磁桥。

作为本发明的优选方案，所述U形定子铁心采用矩形齿和矩形槽结构，所述永磁体和转子极均采用扇形结构。

有益效果：本发明所提出的一种双定子盘式混合励磁电机，集中了盘式永磁电机和电励磁电机的优点，在定子结构中增加电励磁绕组，通过控制励磁绕组电流方便地调节电机的气隙磁场。同时，本发明电机结构上保留了盘式磁通切换永磁电机结构简单的特点，制造方便；电机的轴向尺寸较小，很适合应用于严格要求薄型安装的场合，例如电动汽车用轮毂驱动电机等；转子上没有永磁体和绕组，可以用于高速运行。另外，电枢绕组与励磁绕组都采用集中绕组，端部较短，铜耗较小。

附图说明

图1是盘式混合励磁电机的三维结构示意图；

图2是盘式混合励磁电机的增磁运行状态的平面展开图；

图3是盘式混合励磁电机的去磁运行状态的平面展开图；

以上的图中有：第一定子1，转子2，第二定子3，永磁体4，定子U形铁芯单元5，集中电枢线圈6，集中励磁线圈7，导磁桥8， 转子极9，非导磁圆环10。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

如图1所示，一种双定子盘式混合励磁电机，包括同轴安装的第一定子1、转子2、第二定子3，转子2位于所述第一定子1和第二定子3之间。转子2与第一定子1和形成气隙11，转子2与第二定子3之间形成气隙12。第一定子1、第二定子3和转子2都为凸极结构。