[发明专利]一种具有动态可调变轴偏移能力的不对称永磁记忆电机

说明书

一种具有动态可调变轴偏移能力的不对称永磁记忆电机，涉及可变磁通永磁体记忆电机领域。本发明是为了解决传统记忆电机转矩性能低，无法解决电机高效运行效率区域减小的问题。本发明第一永磁体组包括横截面为矩形、且材料不同的两个第一永磁体，两个第一永磁体呈“V”字形设置，每个第一永磁体充磁方向均与其短边长度方向平行、且两个第一永磁体的充磁方向镜像对称，第二永磁体组包括横截面为梯形、且材料不同的两个第二永磁体，两个第二永磁体镜像对称设置、二者构成一个五边形，两个第二永磁体充磁方向均为梯形下底的长度方向，两个第二永磁体相贴的边沿转子铁心径向设置。本发明适用于动态可调磁通及动态可调转矩性能的变速运行场合中。

技术领域

本发明属于可变磁通永磁体记忆电机领域。

背景技术

在传统的永磁记忆电机当中，转子永磁体每极采用单一种类对称分布的永磁体拓扑结构和分布。在电机需要调速运行时，随着电枢电流频率的升高，电机转子内的永磁磁场相对于定子电枢绕组旋转产生的绕组反电势也将同时升高；随着所需调节的电机转速进一步增加，电枢绕组上的反电势也将进一步增加，最终导致电枢绕组两端的电压会接近并最终超过电机电源上搭配的电力电子器件的电压承受能力，无法再通过变频来实现对电机的调速效果。为了进一步提高电机的调速范围，需要采用传统的弱磁扩速技术，改变电源频率的同时施加电流脉冲改变记忆电机内转子上的永磁体磁化程度，能够在调速过程中降低永磁磁场相对于定子运动所产生的反电势值。

但由于弱磁扩速技术使用在传统的记忆电机上时，在降低了气隙磁密的同时，电机在高速运行时转矩性能也随之大幅下降，此时传统记忆电机的转矩性能相较于一般永磁电机在高速状态下有明显不足；进而导致了传统记忆电机的转矩与速度的可运行范围大大减小，从而导致传统记忆电机的可运行的效率区域也大幅减小。传统记忆电机在提供了可调磁通的方案后，并没有解决自身关于弱磁后的转矩性能下降以及高效运行效率区域减小的问题。

发明内容

本发明是为了解决利用弱磁扩速技术提高电机调速范围时，会使传统记忆电机转矩性能下降，仍旧无法解决电机高效运行效率区域减小的问题，现提供一种具有动态可调变轴偏移能力的不对称永磁记忆电机。

一种具有动态可调变轴偏移能力的不对称永磁记忆电机，包括：2n个永磁体单元、转轴、转子铁心和定子铁心，n为正整数，转子铁心同轴套接在转轴的外圆周上，定子铁心同轴套接在转子铁心的外圆周上，定子铁心的内圆周面上设有多个定子齿，定子齿之间设有绕组，转子铁心沿其轴向开有2n个永磁体孔，2n个永磁体孔沿转子铁心周向均匀排布，2n个永磁体单元分别嵌固在2n个永磁体孔中，相邻两个永磁体单元中相邻两个永磁体的充磁方向相反；

每个永磁体单元均包括：第一永磁体组和第二永磁体组，第一永磁体组包括横截面为矩形、且材料不同的两个第一永磁体，两个第一永磁体呈“V”字形设置，每个第一永磁体充磁方向均与其短边长度方向平行、且两个第一永磁体的充磁方向镜像对称，第二永磁体组包括横截面为梯形、且材料不同的两个第二永磁体，两个第二永磁体下底相贴并呈镜像对称设置、使得二者构成一个五边形，两个第二永磁体充磁方向均为梯形下底的长度方向，两个第二永磁体相贴的边沿转子铁心径向设置，第二永磁体组位于第一永磁体组“V”字形的开口处，第一永磁体组“V”字形的尖端朝向转子铁心的主轴，相邻两个永磁体单元中相邻的两个第一永磁体材料不同，同一个永磁体单元中相邻的第一永磁体和第二永磁体材料不同。

进一步的，上述第二永磁体中梯形的上底与下底长度之比范围为1/3～1/1.5，优选的，第二永磁体中梯形的上底与下底长度之比为1/2。

进一步的，上述两个第一永磁体的材料分别为钕铁硼和铝镍钴，两个第二永磁体的材料分别为钕铁硼和铝镍钴。

进一步的，上述两个第一永磁体构成的“V”字形夹角范围为70°～90°，优选的，两个第一永磁体构成的“V”字形夹角为80°。