CN106549547B - 一种混合磁钢磁通切换记忆电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混合磁钢磁通切换记忆电机，该电机的定子包括n个铁芯单元、n/2个高矫顽力永磁体和n/2个低矫顽力永磁体，其中n/2个高矫顽力永磁体均采用切向充磁，相邻2个铁芯单元之间形成凹槽，n/2个高矫顽力永磁体和n/2个低矫顽力永磁体分别镶嵌在n个凹槽内，且相邻凹槽内镶嵌的永磁体种类不同，相邻高矫顽力永磁体的充磁方向相同；每个低矫顽力永磁体上均设置了调磁脉冲线圈，且相邻的调磁脉冲线圈通入的电流方向相同，所有的调磁脉冲线圈串联组成调磁脉冲绕组。本发明克服了传统混合励磁磁通切换电机的缺陷，减少励磁损耗，提高电机效率。
Description
技术领域
本发明属于电机技术领域，特别涉及了一种混合磁钢磁通切换记忆电机，适用于宽调速运行场合。
背景技术
磁通切换永磁电机的永磁磁钢和电枢绕组都位于定子上，转子上既无绕组也无永磁体，结构简单、运行可靠，易于散热，而且有高功率密度、高效率、带载能力强、可获得高度正弦反电势等特点，因而被认为是最有可能替代转子型永磁电机的一种结构。
然而，由于只有永磁体励磁，其调磁能力有限。所以，有部分专家学者研究了电励磁磁通切换电机；虽然提高了调磁能力，但其效率和功率密度较低。
法国学者E. Hoang率先在文献“A new structure of a switching fluxsynchronous polyphased machine with hybrid excitation”中提出了具有两个磁势源（永磁体和励磁绕组）的混合励磁磁通切换电机。但是，混合励磁磁通切换电机两种磁势源产生的两种磁通存在耦合，容易互相影响，且增加了励磁损耗、降低电机效率。
发明内容
为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供一种混合磁钢磁通切换记忆电机，克服传统混合励磁磁通切换电机的缺陷，减少励磁损耗，提高电机效率。
为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：
一种混合磁钢磁通切换记忆电机，该电机的定子包括n个铁芯单元、n/2个高矫顽力永磁体和n/2个低矫顽力永磁体，其中n/2个高矫顽力永磁体均采用切向充磁，相邻2个铁芯单元之间形成凹槽，n/2个高矫顽力永磁体和n/2个低矫顽力永磁体分别镶嵌在n个凹槽内，且相邻凹槽内镶嵌的永磁体种类不同，相邻高矫顽力永磁体的充磁方向相同；每个低矫顽力永磁体上均设置了调磁脉冲线圈，且相邻的调磁脉冲线圈通入的电流方向相同，所有的调磁脉冲线圈串联组成调磁脉冲绕组。
基于上述技术方案的优选方案，所述高矫顽力永磁体采用钕铁硼永磁体。
基于上述技术方案的优选方案，所述低矫顽力永磁体采用铝镍钴永磁体。
基于上述技术方案的优选方案，所述调磁脉冲绕组采用集中式绕组。
基于上述技术方案的优选方案，该电机的定子上还设有电枢绕组，所述电枢绕组采用对称集中式绕组，每个电枢线圈横跨在由相邻2个铁芯单元与其中间所嵌高矫顽力永磁体所组成的定子极的两侧的凹槽中，且径向对称的两个电枢线圈串联或并联组成一相电枢绕组。
基于上述技术方案的优选方案，该电机的转子表面均匀分布着若干凸极，且转子上没有绕组和永磁体。
基于上述技术方案的优选方案，转子上的凸极为直极或者斜极。
基于上述技术方案的优选方案，该电机的定、转子铁芯均由导磁材料制成。
采用上述技术方案带来的有益效果：
本发明采用混合磁钢（高矫顽力的永磁体和低矫顽力的永磁体），高矫顽力的永磁体来给电机提供主磁场；进一步通过改变调磁脉冲绕组中的瞬时脉冲电流来给低矫顽力的永磁体调磁，从而达到对主磁场调节的目的，且几乎无励磁损耗，增加电机效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
一种并列结构的磁通切换电机，本发明以三相12/10极型电机为例。电机的定子包括12个U形铁芯单元、6个高矫顽力永磁体（本实施例采用钕铁硼永磁体）和6个低矫顽力永磁体（本实施例采用铝镍钴），其中6个高矫顽力永磁体均采用切向充磁.相邻2个铁芯单元之间形成凹槽，6个高矫顽力永磁体和6个低矫顽力永磁体分别镶嵌在12个凹槽内，且相邻凹槽内镶嵌的永磁体种类不同，相邻高矫顽力永磁体的充磁方向相同。每个低矫顽力永磁体上均设置了调磁脉冲线圈，且相邻的调磁脉冲线圈通入的电流方向相同，所有的调磁脉冲线圈串联组成调磁脉冲绕组。在本实施例中，调磁脉冲线圈采用集中式绕组，以减少铜耗。
调磁脉冲绕组只需要加一个瞬时脉冲电流（即短时间的通入电流，来给低矫顽力的永磁体调磁），这个短时间的电流引起的励磁损耗可以忽略不计，所以它比传统的混合励磁磁通切换电机效率高。
该电机的3相电枢绕组采用对称集中式绕组线圈，每个集中式电枢线圈横跨在由相邻两个U型铁芯单元和中间所夹钕铁硼永磁体所组成的定子极的两侧的槽中，对称的两个线圈串联或并联组成一相电枢绕组。A相电枢绕组由A1、A2线圈串联或并联组合而成；B相和C相电枢绕组依次类推，如图1所示。
在本实施例中，转子表面均匀分布着10个凸极，且转子上没有绕组和永磁体。凸极可以为直极，也可以为斜极。
在本实施例中，定、转子铁芯采用导磁材料制成，而转轴可以采用导磁材料，也可以采用非导磁材料。
本发明设计的混合磁钢磁通切换记忆电机，既可以作电动运行，又可以作发电运行；既可以是内转子电机，也可以是外转子电机。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (8)
1.一种混合磁钢磁通切换记忆电机，其特征在于：该电机的定子包括n个铁芯单元、n/2个高矫顽力永磁体和n/2个低矫顽力永磁体，其中n/2个高矫顽力永磁体均采用切向充磁，相邻2个铁芯单元之间形成凹槽，n/2个高矫顽力永磁体和n/2个低矫顽力永磁体分别镶嵌在n个凹槽内，且相邻凹槽内镶嵌的永磁体种类不同，相邻高矫顽力永磁体的充磁方向相同；每个低矫顽力永磁体上均设置了采用径向方式缠绕的调磁脉冲线圈，且相邻的调磁脉冲线圈通入的电流方向相同，所有的调磁脉冲线圈串联组成调磁脉冲绕组。
2.根据权利要求1所述一种混合磁钢磁通切换记忆电机，其特征在于：所述高矫顽力永磁体采用钕铁硼永磁体。
3.根据权利要求1所述一种混合磁钢磁通切换记忆电机，其特征在于：所述低矫顽力永磁体采用铝镍钴永磁体。
4.根据权利要求1所述一种混合磁钢磁通切换记忆电机，其特征在于：所述调磁脉冲绕组采用集中式绕组。
5.根据权利要求1所述一种混合磁钢磁通切换记忆电机，其特征在于：该电机的定子上还设有电枢绕组，所述电枢绕组采用对称集中式绕组，每个电枢线圈横跨在由相邻2个铁芯单元与其中间所嵌高矫顽力永磁体所组成的定子极的两侧的凹槽中，且径向对称的两个电枢线圈串联或并联组成一相电枢绕组。
6.根据权利要求1所述一种混合磁钢磁通切换记忆电机，其特征在于：该电机的转子表面均匀分布着凸极，且转子上没有绕组和永磁体。
7.根据权利要求6所述一种混合磁钢磁通切换记忆电机，其特征在于：转子上的凸极为直极或者斜极。
8.根据权利要求1所述一种混合磁钢磁通切换记忆电机，其特征在于：该电机的定、转子铁芯均由导磁材料制成。
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