[发明专利]一种磁悬浮开关磁阻全周期电机

说明书

技术领域

本发明属于电机技术领域，涉及一种磁悬浮开关磁阻全周期电机。 

背景技术

目前，1）磁悬浮开关磁阻发电机具备发电和自悬浮功能，其发电电压经整流、滤波和稳压后，可在电网电压波动或者负载变化时输出基本不受影响的直流电压，特别适合运用于光伏发电等可再生能源并网运行的动量补偿、峰值调节和负载平衡，具有广阔的工程应用前景。2）到目前为止，对磁悬浮开关磁阻电机的研究主要是以传统的12/8极双绕组磁悬浮开关磁阻电机为对象，针对其电动运行状态开展的。例如，日本学者A.Chiba和M.Takemoto对双绕组磁悬浮开关磁阻电机做了详细的分析和研究。针对发电运行的研究处于前期探索阶段。3）传统的磁悬浮开关磁阻电机悬浮绕组和转矩绕组是分开叠绕在定子极，在此基础上再加一套发电绕组，很大程度上增了电机的复杂性与成本。且传统磁悬浮开关磁阻电机的发电运行方式为周期性分时发电模式，主绕组在正转矩区间内励磁，仅在负转矩区间内向外输出电能，发电功率密度较低。 

发明内容

本发明在单绕组磁悬浮开关磁阻电机的基础上提出一种全周期电机。该电机可以同时进行电动和发电两种状态，且在悬浮转矩励磁期间和续流期间均可发电，即为全周期电机。本发明提高了电机的工作效率和功率密度。 

本发明所采用的技术方案是：本电机由定子铁芯、转子铁芯、定子极、转子极、转矩悬浮绕组和发电绕组组成。转子极上无绕组，定子极上有转矩悬浮绕组和发电绕组。所述定子铁芯内壁圆周方向有等距等极弧宽定子极，定子极数量为12，每个定子极之间相隔30°，定子极弧宽16°。所述转子铁芯内壁圆周方向有等距等极弧宽转子极，转子数量为8，每个转子极相隔45°，转子极弧宽15°。 

作为本发明的进一步改进，所述电机的转矩悬浮绕组共有12套，分别叠绕在12个定子极上，每套转矩悬浮绕组独立控制，相差90°的4套转矩悬浮绕组构成一相，共有三相。绕组N_a1，N_a2，N_a3，N_a4构成A相转矩悬浮绕组，绕组N_b1，N_b2，N_b3，N_b4构成B相转矩悬浮绕组，绕组N_c1，N_c2，N_c3，N_c4构成C相转矩悬浮绕组，每套绕组可以同时提供电动的转矩力和转子悬浮的悬浮力。 

作为本发明的进一步改进，所述电机的发电绕组共有12套，分为3相，每相发电绕组串 联等间隔叠绕在4个定子极上。绕组G_a1，G_a2，G_a3，G_a4串联构成A相发电绕组，绕组G_b1，G_b2，G_b3，G_b4串联构成B相发电绕组，绕组G_c1，G_c2，G_c3，G_c4串联构成C相发电绕组。 

作为本发明的进一步改进，所述绕组G_a1和绕组N_a1在同一定子极上，绕组G_a2和绕组N_a2在同一定子极上，绕组G_a3和绕组N_a3在同一定子极上，绕组G_a4和绕组N_a4在同一定子极上；绕组G_b1和绕组N_b1在同一定子极上，绕组G_b2和绕组N_b2在同一定子极上，绕组G_b3和绕组N_b3在同一定子极上，绕组G_b4和绕组N_b4在同一定子极上；绕组G_c1和绕组N_c1在同一定子极上，绕组G_c2和绕组N_c2在同一定子极上，绕组G_c3和绕组N_c3在同一定子极上，绕组G_c4和绕组N_c4在同一定子极上。 

作为本发明的进一步改进，在电机旋转的过程中，部分定子极和部分转子极对齐时，对齐的定子极和转子极之间的气隙宽度为0.25mm。 

本发明有益效果：