專利名稱：雙凸極混合勵磁電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種雙凸極混合勵磁電機。
背景技術(shù)：
莫斯科航空學(xué)院巴拉古諾夫教授在1988年提出并聯(lián)磁勢混合勵 磁同步發(fā)電機的結(jié)構(gòu)，定子和普通同步電機相同，轉(zhuǎn)子分為兩部分， 一部分為永磁勵磁，另一部分為電勵磁。該電機特點電勵磁部分為 爪極結(jié)構(gòu)，附加氣隙多，軸向磁路，漏磁大，電勵磁功能受制約。
曰本T.Mizuno博士等提出了軸向/徑向磁路混合勵磁同步發(fā)電 機。該電機的定子電樞繞組為通常的三相對稱繞組，定子鐵心被定子 環(huán)形直流勵磁繞組分成兩段，這兩段鐵心由其外的背軛(用于軸向?qū)?磁的機殼)在機械上和磁上連接；轉(zhuǎn)子也分成兩部分N極端和S極端， 每極端由同極性永磁極和鐵心形成的中間極交錯排列，且兩端的N、 S永磁極及中間極也交錯排列。轉(zhuǎn)子鐵心及轉(zhuǎn)軸間有一實心導(dǎo)磁套簡 (轉(zhuǎn)子背軛)，用于轉(zhuǎn)子的軸向?qū)Т?。該電機特點附加氣隙多，但為 固定氣隙；存在軸向/徑向磁路，電機結(jié)構(gòu)優(yōu)化受約東。
美國威斯康星-麥迪遜大學(xué)的Lipo教授等提出了一種軸向磁場中 間磁極混合勵磁電機結(jié)構(gòu)。它由二個開槽的環(huán)形定子鐵芯(其中嵌有 多相電樞繞組)、二個盤式轉(zhuǎn)子、 一個直流勵磁繞組構(gòu)成。在轉(zhuǎn)子表 面交錯排列著永磁極和鐵芯形成的中間極。這種電機由于釆用了中間 極，加上定、轉(zhuǎn)子鐵芯均被分為兩段，附加氣隙多，功率密度和材料 利用率難以提高。
還有一種混合勵磁雙凸極電機，它是在雙凸極永磁電機的基礎(chǔ)上 演變出來的，保留了雙凸極永磁電機的全部優(yōu)點。該電機可以通過控 制勵磁電流的方向和大小，調(diào)節(jié)氣隙磁場。但電勵磁回路穿越永磁體，
3電勵磁效率低。
香港大學(xué)陳清泉、上海工業(yè)大學(xué)江建中教授等提出了 一種爪極式 混合勵磁同步電機。該電機的外定子與普通電機的定子類似，槽中嵌 有多相對稱繞組，轉(zhuǎn)子釆用爪極結(jié)構(gòu)，在相鄰的兩個爪極之間放置永 磁體，在內(nèi)定子上放有環(huán)形直流勵磁繞組。由于直流勵磁繞組置于由 爪極的內(nèi)、外單元所形成的區(qū)域內(nèi)，空間利用率高，結(jié)構(gòu)緊湊。但由 于存在軸向磁路，電勵磁效率低。

實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種轉(zhuǎn)子 無繞組，結(jié)構(gòu)簡單，可運行于高轉(zhuǎn)速，高運行效率，電勵磁效率高， 節(jié)能的雙凸極混合勵磁電機。
本實用新型的雙凸極混合勵磁電機的構(gòu)成是在機殼內(nèi)裝有共轉(zhuǎn) 軸的，具有定子齒數(shù)相同和轉(zhuǎn)子齒數(shù)相同的永磁雙凸極電機和電勵磁
雙凸極電機，永磁雙凸極電機定子電樞繞組和電勵磁雙凸極電機定子
電樞繞組串聯(lián)連接，電勵磁雙凸極電機定子上設(shè)有勵磁繞組。
本實用新型的雙凸極混合勵磁電機與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下
特點
1、根據(jù)應(yīng)用場合，可以調(diào)整電勵磁與永磁部分鐵芯長度的比例。 便于實現(xiàn)電機結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，達到最佳的節(jié)能效果。
2、 勵磁電流可以雙向控制，可適應(yīng)寬的運行速度要求。
3、 與現(xiàn)有的混合勵磁電機相比，不存在軸向磁路和附加氣隙， 電勵磁效率高。
4、 轉(zhuǎn)子上沒有線圈與永磁體，可以用于高速場合。


圖l是雙凸極混合勵磁電機結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖(a)為整體結(jié)構(gòu)示 意圖，圖(b)為6/4極混合勵磁電機的永磁雙凸極電機結(jié)構(gòu)示意圖，圖 (c)為電勵磁雙凸極電機結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標號名稱1、電樞繞組；2、勵磁繞組；3、永磁體；4、機殼； 5、電樞繞組；6、轉(zhuǎn)軸；7、轉(zhuǎn)子。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步 描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術(shù)方案，而 不能以此來限制本實用新型的保護范圍。
由圖1可知，本實用新型的雙凸極混合勵磁電機的具體組成是 在機殼4內(nèi)裝有共轉(zhuǎn)軸6的具有定子齒數(shù)相同和轉(zhuǎn)子齒數(shù)相同的永磁 雙凸極電機和電勵磁雙凸極電機，圖中左邊的永磁雙凸極電機定子電 樞繞組5與右邊電勵磁雙凸極電機定子電樞繞組1串聯(lián)連接，電勵磁 雙凸極電機定子上還設(shè)有勵磁繞組2，轉(zhuǎn)子7上無繞組。
雙凸極混合勵磁電機的工作原理-.
雙凸極混合勵磁電機既可以作為發(fā)電機，也可以作為電動機。雙 凸極混合勵磁發(fā)電機工作原理
雙凸極電機具有電勢表達式e = Ce(p'n (1)
對于雙凸極混合勵磁發(fā)電機，其氣隙磁場由電勵磁氣隙磁場與永 磁氣隙磁場共同產(chǎn)生。
當雙凸極混合勵磁發(fā)電機的轉(zhuǎn)速較低，而負載較大時，僅僅依靠 永磁部分，發(fā)電機的電勢將較小，不能維持一定的輸出電壓。這時， 在電勵磁部分的勵磁繞組上加一勵磁電源，使電勵磁磁場起到增強氣 隙磁場的作用。相當于式(l)中的cp得以增大，提高了發(fā)電機的電勢， 從而保證輸出電壓符合負載要求。
當雙凸極混合勵磁發(fā)電機的轉(zhuǎn)速較高，而負載較小時，僅有永磁 部分工作，發(fā)電機的電勢將過大。這時，電勵磁繞組的電流方向可以 反向，使電勵磁磁場起到削弱氣隙磁場的作用，相當于式(l)中的cp 得以減小，降低了發(fā)電機的電勢，從而保證一定的輸出電壓。
雙凸極混合勵磁電動機工作原理雙凸極電動機的電磁轉(zhuǎn)矩表達式為 Te = CTqvI (2)
電動機中低速運行時，為了使電機的起動轉(zhuǎn)矩達到最大，除了電 源提供最大的電樞電流外，電勵磁繞組也要通以電流，使勵磁電流產(chǎn) 生的磁場起到增強氣隙磁場的作用。
電動機轉(zhuǎn)速增加到一定數(shù)值后，若維持同樣的勵磁磁場，由于反 電勢的影響(見式(l)，電樞電流會電樞電流會逐漸下降，電動機的輸 入電功率會降低。這時，必須削弱勵磁磁場，才能維持電樞電流不變， 以使電機的轉(zhuǎn)速可以達到很高的數(shù)值。對于雙凸極混合勵磁電動機， 首先可以逐漸減小勵磁電流(直至O)來滿足削弱勵磁磁場的要求；若 轉(zhuǎn)速進一步升高，電勵磁繞組中的電流可以反向，從而使勵磁磁場進 一步減小，實現(xiàn)電動機寬的調(diào)速區(qū)間。
雙凸極混合勵磁電機的優(yōu)點
1、 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)子上無繞組，可運行于高轉(zhuǎn)速。
2、 永磁體部分鐵芯長度占的比例大，可以減小勵磁功率，實現(xiàn) 高效率運行。兩者的比例不同，電機勵磁調(diào)節(jié)范圍不同。
3、 與常規(guī)永磁電機相比，由于電勵磁電流可以正反向調(diào)節(jié)，發(fā)電 機運行可輸出恒定電壓；電動機運行可以達到很寬的恒功率范圍。而 且電勵磁繞組弱磁需要的電功率較常規(guī)永磁電機借電樞電流弱磁消 耗的功率要小，有利于節(jié)約電能。
以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技 術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提 下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新 型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種雙凸極混合勵磁電機，其特征在于在機殼(4)內(nèi)裝有共轉(zhuǎn)軸(6)的具有定子齒數(shù)和轉(zhuǎn)子齒數(shù)分別相同的永磁雙凸極電機和電勵磁雙凸極電機，永磁雙凸極電機定子電樞繞組(5)與電勵磁雙凸極電機定子電樞繞組(1)串聯(lián)連接，電勵磁雙凸極電機定子設(shè)有勵磁繞組(2)。
專利摘要一種涉及雙凸極混合勵磁電機，由永磁雙凸極電機和電勵磁雙凸極電機兩部分組成，兩部分電機的定子齒數(shù)與轉(zhuǎn)子齒數(shù)相同，兩部分電機的定子電樞繞組(5)與(1)串聯(lián)連接，電勵磁雙凸極電機定子上還設(shè)有勵磁繞組(2)。本雙凸極混合勵磁電機與現(xiàn)有技術(shù)相比，轉(zhuǎn)子無繞組，結(jié)構(gòu)簡單，可運行于高轉(zhuǎn)速，運行效率高，電勵磁效率高，節(jié)能。
文檔編號H02K16/04GK201414057SQ200920107668
公開日2010年2月24日 申請日期2009年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月6日
發(fā)明者夏國忠, 晴 曾, 蔡一民 申請人:無錫頂一電機有限公司