[发明专利]一种具有内置调磁环结构的定子分区式混合励磁电机

说明书

本发明公开了一种具有内置调磁环结构的定子分区式混合励磁电机，包括外定子,转子和内定子，外定子(1)和转子(2)之间用气隙隔开，内定子(3)和转子(2)之间用气隙隔开；外定子(1)沿圆周方向均匀设有12个外定子齿，外定子齿上绕有电枢绕组(4)；内定子(3)沿圆周方向均匀设有12个内定子齿，内定子齿上绕有集中式励磁绕组(5)，内定子轭部沿圆周方向均匀插入12个永磁体(6)，每块永磁体都是切向充磁，内定子(3)内侧均匀设有6个交替磁桥(7)连接调磁环(8)；中间转子由7个调磁块均匀放置组成。本发明实现了输出转矩可以随应用场合的需求上下调整,具有优越的灵活性。

技术领域

本发明涉及一种永磁电机结构，具体涉及一种具有内置调磁环结构的定子分区式混合励磁电机结构，属于电工、电机领域。

背景技术

近年来，磁通切换电机因其高转矩和简单的转子结构而得到了广泛的研究。在风力发电、电动汽车等诸多领域有着广泛的应用前景。

通常所说的永磁磁通切换电机一般分为永磁体安装在定子上的定子永磁型和永磁体安装在转子上的转子永磁型两种。随着对永磁磁通切换电机研究的不断深入，学者发现这两种类型磁通切换电机的磁通调节能力较差。为了增加磁通切换电机的调磁能力，一种混合励磁磁通切换电机被提了出来，该种电机在定子上加入了励磁绕组，具有増磁和弱磁功能。但是传统的混合励磁磁通切换电机将永磁体、励磁绕组和电枢绕组配置在一个定子上，导致了严重的空间冲突，并牺牲了电机的电磁性能。为了有效地解决这些问题，有学者提出了定子分区混合励磁电机，电机的永磁体和磁场绕组被分配在一个定子上，而电枢绕组被放置在另一个定子上。因此，与混合励磁磁通切换电机相比，定子分区混合励磁电机不仅继承了磁通调节能力的优点，而且降低了绕组空间竞争，大大提高了转矩密度。然而，定子分区混合励磁电机的拓扑结构也有一个缺点，即内定子磁阻削弱了工作磁场的强度。这一缺点限制了定子分区混合励磁电机转矩密度的提高。

发明内容

本发明根据现有技术的不足与缺陷，提出了一种具有内置调磁环结构的定子分区式混合励磁电机，其通过在内定子内部加入辅助调磁环，为电机1次工作波提供了新的磁路，有效降低电机1次工作波磁路的磁阻，保证电机转矩得到了有效的提高。

为达到上述目的，本发明的设计方案如下：一种具有内置调磁环结构的定子分区式混合励磁电机，该电机包括外定子(1),转子(2)和内定子(3)，外定子(1)和转子(2)之间用气隙隔开，内定子(3)和转子(2)之间用气隙隔开；外定子(1)沿圆周方向均匀设有12个外定子齿，外定子齿上绕有电枢绕组(4)；内定子(3)沿圆周方向均匀设有12个内定子齿，内定子齿上绕有集中式励磁绕组(5)，内定子轭部沿圆周方向均匀插入12个永磁体(6)，每块永磁体都是切向充磁，内定子(3)内侧均匀设有6个交替磁桥(7)连接调磁环(8)；中间转子由7个调磁块均匀放置组成。

进一步，外定子开有12个槽，槽内容纳电枢绕组，电枢绕组极对数为1；转子由7块均匀沿圆周分布的调磁块组成；内定子为凸极结构，有12个槽，槽内容纳励磁绕组，槽底开槽容纳永磁体，永磁体高度与内定子轭部高度大小相等，内定子内侧有6个交替磁桥沿圆周方向均匀排布连接调磁环；转子与内外定子之间的气隙宽度均为0.5mm。

进一步，所述励磁绕组(5)中通入频率为50Hz、极对数为P＝1的交流电。电枢绕组极对数P_a，转子调磁块数P_r，永磁体极对数P_s，满足以下关系式：P_r＝P_a+P_s。

进一步，电枢绕组(4)会产生的1次工作波具有较长的磁路，交替磁桥(7)和调磁环(8)能够有效降低1次工作波磁路磁阻，从而有效提高电机转矩。

进一步，永磁体(6)的位置位于内定子轭部，与内定子槽口的位置相对齐,永磁体的高度与内定子轭部高度大小相等，永磁体切向充磁,相邻的两块永磁体的充磁方向相反，内定子齿部与外定子槽口相对齐。