[发明专利]不对称双定子混合励磁型轴向磁场磁通切换电机

说明书

本发明提供了一种不对称双定子混合励磁型轴向磁场磁通切换电机，包括同轴安装的第一定子、第二定子和转子。第一定子包括交替设置的若干导磁铁芯和永磁体，每一导磁铁芯包括两个定子齿a和连接定子齿a的定子轭部，两个定子齿a之间设置平行槽a，相邻导磁铁芯的相邻定子齿a之间绕制电枢绕组；第二定子设置若干T型槽，T型槽将第二定子分成若干双齿结构的定子齿b，定子齿b的双齿之间设置平行槽b，相邻定子齿b的相邻齿绕制电枢绕组定子齿b根部绕制励磁绕组；转子设置于两个定子之间且与两个定子之间留有气隙，转子包括非导磁环和若干转子齿，转子齿沿非导磁环周向均匀布设。

技术领域

本发明涉及一种混合励磁电机技术，特别是一种不对称双定子混合励磁型轴向磁场磁通切换电机。

背景技术

永磁体产生的恒定磁场使永磁电机存在电压难以调节和调速范围较窄等缺点，限制了其在恒压发电等领域的推广应用，因此，如何有效地调节永磁电机内的气隙磁场倍受国内外学者的关注。

混合励磁电机的出现可有效解决上述问题，它不仅继承了永磁电机功率密度大和可靠性高等诸多优点，而且拥有电励磁电机磁场可灵活调节的优点，在汽车牵引、风力发电、工业传动和航空航天等领域具有广阔的发展空间。近年来，国内外电机专家学者相继提出了磁极分割式、并列结构式、组合转子式、爪极式和磁分路式等多种混合励磁电机，取得了丰富的研究成果。

法国学者E.Hoang于1997年提出的磁通切换型永磁电机是一种定子永磁型电机，该种电机定、转子都采用双凸极结构，永磁体和绕组均置于定子上，转子上既无永磁体也无绕组，结构简单，易于散热冷却，机械强度高。混合励磁磁通切换电机兼具磁通切换电机和混合励磁电机的优点，通过控制励磁电流的大小和方向调节气隙磁通密度。

采用混合励磁结构的轴向磁通切换电机，永磁体和绕组均设置在定子上，转子上既无永磁体又无绕组，结构简单，轴向长度短，易于散热冷却，提高了电机的运行可靠性。但是，调磁范围仍然不够宽，齿槽转矩和谐波分量都比较大，增磁性能和弱磁性能仍有较大的发展空间，限制了其在宽速驱动系统场合的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不对称双定子混合励磁型轴向磁场磁通切换电机，解决了现有技术中存在的混合励磁型轴向磁场磁通切换电机气隙磁场调节范围不够宽、齿槽转矩以及谐波分量大等问题。

实现本发明目的的技术方案为：一种不对称双定子混合励磁型轴向磁场磁通切换电机，包括同轴安装的第一定子、第二定子和转子。第一定子包括交替设置的若干导磁铁芯和永磁体，每一导磁铁芯包括两个定子齿a和连接定子齿a的定子轭部，两个定子齿a之间设置平行槽a，相邻导磁铁芯的相邻定子齿a之间绕制电枢绕组；第二定子设置若干T型槽，T型槽将第二定子分成若干双齿结构的定子齿b，定子齿b的双齿之间设置平行槽b，相邻定子齿b的相邻齿绕制电枢绕组定子齿b根部绕制励磁绕组；转子设置于两个定子之间且与两个定子之间留有气隙，转子包括非导磁环和若干转子齿，转子齿沿非导磁环周向均匀布设。

采用上述电机，电枢绕组绕制在第一定子和第二定子的定子齿上，每个定子上单相绕组由正交方向四个线圈组成。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：(1)该电机轴向长度小，磁路短，磁阻较小，结构简单，同时具备磁通切换型电机和开关磁阻电机两种电机的优点；(2)转子上既无永磁体也无绕组，结构简单，工作可靠，中间转子的结构可使电机获得最小的转动惯量和最优的散热条件；(3)定子上增加了电枢绕组的安放空间，提高了电机的功率密度；增加了励磁绕组的安放空间，提高了电机的调磁范围；(4)每个定子上单相绕组由正交方向四个线圈组成，互补性可抵消磁链和反电动势的谐波；(5)定子铁芯采用多齿结构，有效地降低了齿槽转矩的大小；(6)励磁电流分开控制时可产生若干个空间矢量，更加适合采用容错控制，提高了电机的容错运行能力。

下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。

附图说明

图1是本发明电机的结构示意图。