[发明专利]一种新型多相双凸极永磁电机

说明书

技术领域

本发明涉及磁通切换电机，包括电动机和发电机，尤其涉及一种新型多相双凸极永磁电机，属于电气设备驱动和电机制造领域。

 

背景技术

电机驱动设备消耗着工业能源的绝大部分，为提倡节能，国际上不断有新的电机标准出现，对效率和功率密度有更高的要求；目前异步电机在工业领域仍旧占据一定的地位，消耗着工业能源的大部分，要改进其效率，需要复杂的工艺；转子永磁型永磁电机由于永磁体在转子上，安装复杂，且不易调磁，以上两种交流电机都受限于调速范围的限制，且制造工艺复杂，维护困难，因此亟待开发新型电机去改善以上出现的问题。

定子永磁式电机是近几年出现的新型电驱动电动机，可交流和带斩波直流运行，是一种新型调速电机，具有调速范围宽，功率密度高等优异特点，且相比较转子永磁型电机更容易散热，使永磁体降低受温度的影响，而且，转子上没有永磁体和线圈绕组，为双凸极结构，因此它的结构简单坚固，系统可靠性高，由于永磁体置于定子，因此气隙励磁磁场得到加强的同时，亦易于调节，使得其非常适合于高效、调速和高速运行。

目前出现的定子永磁式双凸极电机，一般为电枢绕组缠绕于定子凸极上，形成集中式绕组，通过电枢绕组的电动势的作用，调节永磁励磁通在不同凸极上的切换，然而，其存在槽满率低的明显问题，而且由于电枢绕组匝链的磁通为单极性，电感小，导致反电动势小，这使得该种电机材料和空间利用率低。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种新型多相双凸极永磁电机，其具有更高的功率密度、可靠性、效率以及材料和空间利用率。

为解决背景技术中所述的问题，本发明采用如下技术方案：

一种新型多相双凸极永磁电机（0），其特征在于，包括：

定子铁芯、电枢绕组、永磁体和转子铁芯，其中，所述的定子铁芯为分段结构，由多个分段定子铁芯组成；所述的多个分段定子铁芯之间有一个间隔，该间隔形成了轭部槽，所述的永磁体内嵌固定于所述的轭部槽中；所述的分段定子铁芯具有多个以一定间隔分布的定子凸极，相邻的所述定子凸极和轭部构成无永磁定子槽，所述的电枢绕组嵌入于所述的无永磁定子槽中；由不同分段定子铁芯凸极构成的定子槽为永磁定子槽；这样，由分段定子铁芯组成的定子铁芯亦具有若干个以一定的间隙分布的定子凸极； 

所述的转子铁芯为凸极结构，没有永磁体，没有线圈绕组；

所述的定子铁芯和转子铁芯由导磁材料制成的冲片叠压而成。

所述的新型多相双凸极永磁电机，其特征在于，电机相电枢绕组为整距绕组，内嵌于无永磁定子槽中的电枢绕组相邻线匝之间跨越三个和三个以上的定子凸极；永磁定子槽内无电枢绕组，以轭部槽以及内置于轭部槽内永磁体的延伸部分填充，因而增加永磁体积；优选地，永磁定子槽内置有励磁绕组，以加强和弱化永磁励磁场功能，构成混合励磁型多相多凸极永磁电机。

其中，内置于轭部槽内的永磁体充磁方向沿周向相反，致使分段定子铁芯中的磁场极性为单极性。

其中，所述的永磁体为分段永磁体，即沿径向分段；优选地，可为整体式永磁体。

其中，所述的永磁体为铁氧体和铝铁硼，或者其他永磁材料制成的永磁体模块。

其中，优选地，所述的分段定子铁芯中的定子凸极方向可沿径向向内或者向外，以及可沿轴向；

    定子凸极方向沿径向向内，则转子凸极沿径向向外，构成了内转子双凸极永磁电机；

定子凸极方向沿径向向外，则转子凸极沿径向向内，构成了外转子双凸极永磁电机；

定子凸极方向沿轴向，则转子凸极方向沿轴向，构成了盘式双凸极永磁电机。

其中，所述的新型多相双凸极永磁电机，该电机的定转子凸极数为（2+2                                                ）、（2）和（2×X+2）/（2×X-2），其中为大于1的整数，优选地，定转子凸极数可分别为、和（2×X-2）/（2*X+2）。

其中，所述的新型多相双凸极永磁电机由驱动电路单元所驱动以及控制该驱动电路的控制单元，该驱动电路包括由半导体开关管组成的半桥式和全桥式结构电路，控制单元控制驱动电路单元中的半导体开关管按照转子凸极位置以预定的逻辑动作。

其中，所述的新型多相双凸极永磁电机，可用于电动和发电功能。

其中，为保持整个定子铁芯的完整性，各个分段定子铁芯有一个铁芯桥，通过该铁芯桥，多个分段定子铁芯形成一个完整的定子铁芯。

 

有意效果：