[发明专利]一种集中绕组电励磁双凸极电机

说明书

本发明提出一种集中绕组电励磁双凸极电机，包括定子铁心、转子铁心、励磁绕组、电枢绕组和轴，属于特种电机技术领域。该电机转子铁心上有10个均布的凸形转子极，凸形转子极的极弧系数为0.5。定子铁心有9个凸形定子极，其中6个凸形定子极极弧的机械角为12°，称为电枢定子极；另外3个凸形定子极极弧的机械角为24°，称为励磁定子极；在圆周方向上，两个电枢定子极与一个励磁定子极依次间隔排列。本发明的电励磁双凸极电机技术上定子铁心上有尺寸、功能皆不同的定子极间隔排列，因此具有高效、工作可靠、调速性能好的特点；且本发明的电机为集中式绕组电励磁双凸极电机，磁路路径短，铜损铁损损耗少，效率高。

技术领域

本发明涉及一种集中绕组电励磁双凸极电机，属于特种电机技术领域。

背景技术

双凸极电机因其具有转子上无绕组，结构简单，适合高速运行的特点而成为继开关磁阻电机之后交流电机及其控制领域又一新的研究方向。目前，国内外对双凸极电机的研究主要集中在永磁式双凸极电机，电励磁双凸极电机鲜见文献报道。

电励磁双凸极电机是在成熟产品开关磁阻电机和永磁双凸极电机基础上研制开发的产品。该电机具备了开关磁阻电机和永磁双凸极电机的优点，用电励磁代替电机永磁结构，使电机结构和制造工艺都非常简单，可靠性高、成本低，特别适用于高速运行。又由于电励磁双凸极电机的电磁特性不同于永磁式双凸极电机，因此，对电励磁双凸极电机及其控制系统进行研究十分必要。

目前相关的专利主要集中在电机主体结构和控制技术上。例如授权的发明专利：一种电励磁双凸极电机定子冲片，专利号： 201410339438.2，发明了一种电励磁双凸极电机定子冲片，其在定子冲片的内边缘上均匀分布有两种不同的槽型，第一种槽型呈梯形状，槽底宽度大于槽口宽度，第二种槽型呈矩形状，槽底宽度等于槽口宽度；这两种槽型的槽口和槽底之间还分别设有槽肩，槽肩为圆角凸起；第一种槽型与第二种槽型间隔分布。与普通冲片相比，该发明设计的优点在于不仅能够降低成本，而且还能确保电机的性能。

另外，有与电励磁双凸极电机相关的专利，例如专利号：201410538070.2的发明专利：一种双模电动发电机，提出了一种新型线圈结构使电机既可以作为开关磁阻电机模式运行，又可以作为电励磁双凸极电机模式运行。该发明电动时工作在开关磁阻电机模式，发电时工作在电励磁双凸极电机模式。

目前传统的三相双凸极电机一个励磁源（励磁线圈或永磁体、本文以励磁绕组为例进行介绍）给三个电枢绕组提供励磁，该电机励磁绕组的端部长度较长，因此励磁损耗较大，占用的体积较大，成本也高。另外传统的多相双凸极电机还存在各相不对称问题（详见本申请作为第一发明人发表的论文《各相对称的五相电励磁双凸极发电机电磁特性分析》.中国电机工程学报2016. 36 (10)）。本申请作为第一发明人提出了跨一个定子极绕制的双凸极电机“授权号ZL201510010867X，一种直驱电动滚筒用电机”，但这种电机励磁绕组个数较多，因此轴向占用的漆包线多，空间大且励磁效率低。因此打破常规思维，提出一种一个励磁源能给多个定子极提供励磁，且各相性能对称的双凸极电机。

本申请的技术与现有技术的不同主要体现在电机结构方面。本申请的技术具有新型的定转子结构和超出已公开常理技术的特殊定转子匹配参数，其极弧系数和偏角的组合也与传统电机有着本质的区别。

发明内容

所要解决的技术问题：提供一种设计合理、便于实施的一种集中绕组电励磁双凸极电机。

为了实现以上功能，本发明采取的技术方案是：

一种集中绕组电励磁双凸极电机，包括定子铁心(3)、转子铁心(1)、励磁绕组(4)、电枢绕组(5)和轴(2)，其特征在于：

所述电机为内转子结构，转子铁心(1)固定在轴(2)上，转子铁心(1)上有10个均布的凸形转子极，凸形转子极的极弧系数为0.5；