無刷交流復合勵磁無刷直流電的制造方法
【專利摘要】本申請公開了一種無刷交流復合勵磁無刷直流電機，其在定子勵磁繞組端采用交流變頻勵磁繞組時低轉速下勵磁效率高、勵磁范圍寬，轉子功率勵磁單元由直流繞組和永磁體進行復合功率勵磁，定子功率繞組可采用三相或多相繞組進行勵磁方波發(fā)電，電機運行功率密度大、運行范圍廣，既能用于發(fā)電運行也能用于電動運行。這種無刷交流復合勵磁無刷直流電機，其包括定子勵磁繞組，電機轉子，定子功率繞組，所述的電機轉子包括轉子勵磁繞組、旋轉整流器、轉子功率勵磁單元，所述的轉子功率勵磁單元包括直流繞組和永磁體，直流繞組附繞在永磁體上且兩者進行復合勵磁。
【專利說明】無刷交流復合勵磁無刷直流電機

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于交流發(fā)電無刷直流電機的【技術領域】，特別涉及一種無刷交流復合勵磁 無刷直流電機。

【背景技術】
[0002] -個多世紀以來，電機包括發(fā)電機和電動機作為機電能量轉換裝置，其應用范圍 已遍及國民經濟的各個領域以及人們的日常生活之中。電機的主要類型有直流電機、同步 電機和異步電機與三種。
[0003] 直流電機缺點：結構相對復雜，增加了制造成本；換向時會產生火花，限制了使用 范圍；同步電機缺點：最大轉矩受永磁體去磁約束、抗震能力差、高轉速受限制、功率較小， 成本高和起動困難。異步電機缺點：驅動電路復雜導致系統(tǒng)成本高、電機效率和功率密度偏 低。
[0004] 其次還有無刷直流電機、無刷雙饋電機、無刷勵磁同步電機等其他類型電機，其 中：
[0005] 直流無刷電機缺點：價格高，控制器要求高，易形成共振。無刷雙饋電機缺點：無 刷雙饋電機系統(tǒng)模型復雜；在負載變化較大時不能始終保持同步電機硬的機械特性；勵磁 電流較大，運行功率和效率低；勵磁損耗較高，穩(wěn)定性差，可靠性差。無刷勵磁同步電機缺 點：無刷勵磁同步電機勵磁側的直流勵磁繞組，在低轉速下勵磁效率降低，勵磁易失效、功 率密度偏低。
[0006] 另外，從目前無刷勵磁電機的技術上看，無刷勵磁電機電勵磁部分大多采用直流 電流勵磁，如發(fā)明專利號為ZL. 200310106347. 6的混合勵磁同步電機和如發(fā)明專利號為 ZL. 200310106346. 1的雙凸極混合勵磁同步電機，由于直流電流產生的是相對于勵磁繞組 位置固定不變的磁場，其在電機轉速較低時存在勵磁效率低且容易失效的風險。
[0007] 如圖13所示的無刷勵磁發(fā)電機的實施例，進行發(fā)電時，由于其轉子側只采用直流 繞組，因此只能進行直流勵磁，在低轉速下存在勵磁效率低或者勵磁失效的風險，導致電機 運行范圍窄。并且在其轉子上只存在直流繞組產生直流電磁場，因此不能夠使電機發(fā)出方 波交流電。
[0008] 如圖14所示的無刷勵磁電動機實施例，摘自李志民、張遇杰編著的《同步電動機 調速系統(tǒng)》一書中的同步發(fā)電機無刷勵磁原理圖。由于其作為電動機需要先使轉子產生交 流電才能使直流繞組產生直流電磁場，所以不能夠在定子勵磁繞組上采用直流勵磁方案。 所以在其實施例中采用交流勵磁機為定子交流勵磁繞組提供交流感應磁場，勵磁電流的調 節(jié)可通過控制晶閘管整流橋的延遲角來完成。但是交流勵磁機只能調節(jié)電流電壓，不能調 節(jié)勵磁繞組的交流電頻率，因此仍舊存在勵磁效率低，電機運行范圍窄的問題。
[0009] 上述可以看出無刷勵磁電機的電勵磁部分采用直流電流勵磁，雖然勵磁控制相對 簡單，技術也比較成熟，但是混合勵磁同步電機或者電刷和滑環(huán)的存在使電機可靠性較低 以及環(huán)境適應性較差，或者雙凸極電機使輸出電壓正弦性不好，或者爪極電勵磁使結構復 雜，且需要消耗較多的電勵磁磁動勢，降低了電勵磁效率。為了克服以上電機的缺點，本發(fā) 明結合各個電機的特點提供一種無刷交流復合勵磁無刷直流電機。解決了普通有刷直流電 機有刷結構復雜，無刷直流電機、無刷雙饋電機、永磁同步電機和異步電機功率密度偏低的 問題。


【發(fā)明內容】

[0010] 本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種無刷交流復合勵磁無刷直流電機，其在定子 勵磁繞組端采用交流變頻勵磁繞組時低轉速下勵磁效率高、勵磁范圍寬，轉子功率勵磁單 元由直流繞組和永磁體進行復合功率勵磁，定子功率繞組可采用三相或多相繞組進行勵磁 方波發(fā)電，電機運行功率密度大、運行范圍廣，既能用于發(fā)電運行也能用于電動運行。
[0011] 本發(fā)明的技術方案是：這種無刷交流復合勵磁無刷直流電機（1)，其包括定子 勵磁繞組（2)，電機轉子（3)，定子功率繞組（4)，所述的電機轉子（3)包括轉子勵磁繞組 (31)、旋轉整流器（32)、轉子功率勵磁單元（33)，所述的轉子功率勵磁單元（33)包括直流 繞組（331)和永磁體（332)，直流繞組（331)附繞在永磁體（332)上且兩者進行復合勵磁。
[0012] 更進一步地，所述的定子勵磁繞組（2)采用交流變頻勵磁，通過在定子勵磁繞組 (2)輸入變頻交流電產生交流變頻感應電磁場，使電機轉子（3)中的轉子勵磁繞組（31)產 生交流電，并通過旋轉整流器（32)整流為直流電，該直流電為轉子功率勵磁單元（33)中的 直流繞組（331)提供電流產生直流電磁場。
[0013] 更進一步地，所述的電機轉子（3)還包括保護單元（34)，保護單元（34)包括壓敏 電阻（341)和/或吸收電容（342)。
[0014] 更進一步地，所述的定子勵磁繞組（2)的繞組連接的方式包括星型繞組連接和角 型繞組連接；
[0015] 所述的定子勵磁繞組（2)的繞組相數(shù)采用三的倍相繞組；
[0016] 所述的定子勵磁繞組（2)接收交流變頻勵磁電流，產生交變感應電磁場；
[0017] 所述的轉子勵磁繞組（31)的繞組連接的方式包括星型繞組連接和角型繞組連 接；
[0018] 所述的定子勵磁繞組（31)的繞組相數(shù)采用三的倍相繞組；
[0019] 所述的定子勵磁繞組（31)與定子勵磁繞組（2)產生的交變感應電磁場感應發(fā)出 三相交流電；
[0020] 所述的旋轉整流器（32)的整流結構包括二極管全橋整流、二極管正向連接的半 波整流、二極管反向連接的半波整流結構；
[0021] 所述的旋轉整流器（32)將轉子勵磁繞組發(fā)出的三相交流電整流為直流電；
[0022] 所述的轉子功率勵磁單元（33)由直流繞組（331)和永磁體（332)產生復合勵磁 磁場；
[0023] 所述的定子功率繞組（4)的繞組連接的方式包括星型繞組連接和角型繞組連接；
[0024] 所述的定子功率繞組（4)的繞組相數(shù)采用三的倍相繞組；
[0025] 所述的定子功率繞組（4)與轉子功率勵磁單元（33)進行復合磁場感應對外發(fā)出 方波交流電。
[0026] 由于在無刷勵磁電機勵磁側采用交流變頻勵磁，解決了采用直流勵磁繞組時，在 低轉速下存在的勵磁效率降低或者勵磁失效的問題，從而在定子勵磁繞組端采用交流變頻 勵磁繞組時低轉速下勵磁效率高、勵磁范圍寬。轉子功率勵磁單元由直流繞組和永磁體進 行復合功率勵磁，定子功率繞組可采用三相或多相繞組進行勵磁方波發(fā)電，解決【背景技術】 下電機運行功率密度低、運行范圍窄的問題。同時也提供了一種既能用于發(fā)電運行也能用 于電動運行的直流無刷電機。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 下面結合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步說明。
[0028] 圖1為本發(fā)明的無刷交流復合勵磁無刷直流電機的第1實施例；
[0029] 圖2為本發(fā)明的無刷交流復合勵磁無刷直流電機的第2實施例；
[0030] 圖3為本發(fā)明的無刷交流復合勵磁無刷直流電機的第3實施例；
[0031] 圖4為本發(fā)明的無刷交流復合勵磁無刷直流電機的第4實施例；
[0032] 圖5為本發(fā)明的無刷交流復合勵磁無刷直流電機的第5實施例；
[0033] 圖6為本發(fā)明的無刷交流復合勵磁無刷直流電機的第6實施例；
[0034] 圖7為本發(fā)明的無刷交流復合勵磁無刷直流電機的第7實施例；
[0035] 圖8為本發(fā)明的無刷交流復合勵磁無刷直流電機的第8實施例；
[0036] 圖9為本發(fā)明的無刷交流復合勵磁無刷直流電機的第9實施例；
[0037] 圖10為本發(fā)明的無刷交流復合勵磁無刷直流電機的第10實施例；
[0038] 圖11為本發(fā)明的無刷交流復合勵磁無刷直流電機的第11實施例；
[0039] 圖12為本發(fā)明的無刷交流復合勵磁無刷直流電機的第12實施例；
[0040] 圖13為普通無刷勵磁發(fā)電機的實施例；
[0041] 圖14為普通無刷勵磁電動機的實施例；
[0042] 圖15為本發(fā)明無刷交流復合勵磁無刷直流電機定轉子結構示意圖。
[0043] 標號說明
[0044] 1無刷交流復合勵磁無刷直流電機；2定子勵磁繞組；3電機轉子；4定子功率 繞組；5功率繞組端；31轉子勵磁繞組；32旋轉整流器；33轉子功率勵磁單元；34保護 單元；331直流繞組；332永磁體；341壓敏電阻；342吸收電容；6無刷勵磁發(fā)電機；7 無刷勵磁電動機；8交流勵磁機

【具體實施方式】
[0045] 這種無刷交流復合勵磁無刷直流電機1，其包括定子勵磁繞組2,電機轉子3,定子 功率繞組4,所述的電機轉子3包括轉子勵磁繞組31、旋轉整流器32、轉子功率勵磁單元 33,所述的轉子功率勵磁單元33包括直流繞組331和永磁體332,直流繞組331附繞在永磁 體332上且兩者進行復合勵磁。
[0046] 更進一步地，所述的定子勵磁繞組2采用交流變頻勵磁，通過在定子勵磁繞組2輸 入變頻交流電產生交流變頻感應電磁場，使電機轉子3中的轉子勵磁繞組31產生交流電， 并通過旋轉整流器32整流為直流電，該直流電為轉子功率勵磁單元33中的直流繞組331 提供電流產生直流電磁場。
[0047] 更進一步地，所述的電機轉子3還包括保護單元34,保護單元34包括壓敏電阻 341和/或吸收電容342。
[0048] 更進一步地，所述的定子勵磁繞組（2)的繞組連接的方式包括星型繞組連接和角 型繞組連接；
[0049] 所述的定子勵磁繞組（2)的繞組相數(shù)采用三的倍相繞組；
[0050] 所述的定子勵磁繞組（2)接收交流變頻勵磁電流，產生交變感應電磁場；
[0051] 所述的轉子勵磁繞組（31)的繞組連接的方式包括星型繞組連接和角型繞組連 接；
[0052] 所述的定子勵磁繞組（31)的繞組相數(shù)采用三的倍相繞組；
[0053] 所述的定子勵磁繞組（31)與定子勵磁繞組（2)產生的交變感應電磁場感應發(fā)出 三相交流電；
[0054] 所述的旋轉整流器（32)的整流結構包括二極管全橋整流、二極管正向連接的半 波整流、二極管反向連接的半波整流結構；
[0055] 所述的旋轉整流器（32)將轉子勵磁繞組發(fā)出的三相交流電整流為直流電；
[0056] 所述的轉子功率勵磁單元（33)由直流繞組（331)和永磁體（332)產生復合勵磁 磁場；
[0057] 所述的定子功率繞組（4)的繞組連接的方式包括星型繞組連接和角型繞組連接；
[0058] 所述的定子功率繞組（4)的繞組相數(shù)采用三的倍相繞組；
[0059] 所述的定子功率繞組（4)與轉子功率勵磁單元（33)進行復合磁場感應對外發(fā)出 方波交流電。
[0060] 由于在無刷勵磁電機勵磁側采用交流變頻勵磁，解決了采用直流勵磁繞組時，在 低轉速下存在的勵磁效率降低或者勵磁失效的問題，從而在定子勵磁繞組端采用交流變頻 勵磁繞組時低轉速下勵磁效率高、勵磁范圍寬。轉子功率勵磁單元由直流繞組和永磁體進 行復合功率勵磁，定子功率繞組可采用三相或多相繞組進行勵磁方波發(fā)電，解決【背景技術】 下電機運行功率密度低、運行范圍窄的問題。同時也提供了一種既能用于發(fā)電運行也能用 于電動運行的直流無刷電機。
[0061] 如圖1所示，本發(fā)明的無刷交流復合勵磁無刷直流電機實施例1中，定子勵磁繞組 2采用了三相繞組星型連接方式，通過接入交流變頻勵磁電流，產生交變感應電磁場，電機 轉子3的轉子勵磁繞組31采用了三相繞組星型連接方式與交變感應電磁場感應產生三相 交流電通過三相線路輸出給旋轉整流器32,旋轉整流器由整流二極管以三相全橋連接方式 構成三相全橋整流電路，將三相交流電整流為直流電，通過直流線路提供給轉子功率繞組 33的直流繞組331，直流繞組331產生與永磁體332磁場方向相同的電磁場。
[0062] 當無刷交流復合勵磁無刷直流電機1的電機轉子3被外部原動機帶動，作為發(fā)電 機的進行發(fā)電運行時，定子功率繞組4向外發(fā)出方波交流電。
[0063] 當無刷交流復合勵磁無刷直流電機1的定子功率繞組4外接交流電，作為電動機 進行電動運行時，由于電機轉子3中功率繞組單元產生的復合磁場與定子功率繞組4產生 的電磁場相互作用產生電磁轉矩，從而實現(xiàn)了電機的電動運行。
[0064] 如圖2所示，本發(fā)明的無刷交流復合勵磁無刷直流電機實施例2中，對比實施例1 在其基礎上增加了保護單元34,保護單元34由壓敏電阻341和吸收電容342構成，且壓敏 電阻341和吸收電容342并聯(lián)于旋轉整流器32和直流繞組331之間的正負直流線路上。壓 敏電阻341能夠保護整流二極管防止電機繞組過壓時二極管的損壞。而吸收電容342能夠 吸收過電流、儲能、平滑直流電流從而保護整流二極管。
[0065] 如圖3所示，本發(fā)明的無刷交流復合勵磁無刷直流電機實施例3中，對比實施例1 在其基礎上的定子功率繞組4上采用了六相星形繞組，并且將其分為兩組三相星型連接。 [0066] 如圖4所示，本發(fā)明的無刷交流復合勵磁無刷直流電機實施例4中，對比實施例2 在其基礎上的定子功率繞組4上采用了六相星形繞組，并且將其分為兩組三相星型連接。 [0067] 如圖5所示，本發(fā)明的無刷交流復合勵磁無刷直流電機實施例5中，對比實施例1 在其基礎上的旋轉整流器32上采用了半波二極管整流。定子勵磁繞組2外接交流變頻勵 磁，使電機轉子3中轉子勵磁繞組31感應產生三相交流電，通過三相半橋二極管整流為直 流，為直流繞組331提供直流電流，注意永磁磁極332的永磁磁極方向與直流電磁場方向保 持一致。
[0068] 如圖6所示，本發(fā)明的無刷交流復合勵磁無刷直流電機實施例6中，對比實施例5 在其基礎上的旋轉整流器32上的半波二極管整流方向剛好相反，定子勵磁繞組2外接交流 變頻勵磁，使電機轉子3中轉子勵磁繞組31感應產生三相交流電，通過三相半橋二極管整 流為直流，為直流繞組331提供直流電流，注意永磁磁極332的永磁磁極方向與直流電磁場 方向保持一致，且對比永磁磁極332的磁極方向與實施例5中的磁極方向也相反。
[0069] 如圖7所示，本發(fā)明的無刷交流復合勵磁無刷直流電機實施例7中，對比實施例1 在其基礎上的定子勵磁繞組2上采用了六相星形繞組，并且將其分為兩組三相星型連接。 相應的轉子勵磁繞組31同樣采用了六相星形繞組，也分為兩組三相星型連接。同時旋轉整 流器32相對應的采用了六相全橋二極管整流，將轉子勵磁繞組31 -側的交流電整流為直 流電提供給直流繞組331，產生直流電磁場。對應的定子功率繞組4上采用了六相星形繞 組，同樣分為兩組三相星型連接。
[0070] 如圖8所示，本發(fā)明的無刷交流復合勵磁無刷直流電機實施例8中，對比實施例7 在其基礎上的定子勵磁繞組2上采用了六相星形繞組進行六相星型連接，相應的轉子勵磁 繞組31同樣采用了六相星形繞組進行六相星型連接，對應的定子功率繞組4上采用了六相 星形繞組同樣進行六相星型連接。
[0071] 如圖9所示，本發(fā)明的無刷交流復合勵磁無刷直流電機實施例9中，對比實施例1 在其基礎上的轉子勵磁繞組31上采用了三相角形繞組連接。
[0072] 如圖10所示，本發(fā)明的無刷交流復合勵磁無刷直流電機實施例10中，對比實施例 1在其基礎上的定子勵磁繞組2上采用了三相角形繞組連接。
[0073] 如圖11所示，本發(fā)明的無刷交流復合勵磁無刷直流電機實施例11中，對比實施例 1在其基礎上的定子勵磁繞組2、轉子勵磁繞組31上都采用了三相角形繞組連接，且在其基 礎上還增加了保護單元34,本實施例11中保護單元34只由吸收電容342構成，該吸收電容 342并聯(lián)于旋轉整流器32和直流繞組331之間的正負直流線路上。
[0074] 如圖12所示，本發(fā)明的無刷交流復合勵磁無刷直流電機實施例12中，對比實施例 1在其基礎上的定子勵磁繞組2、轉子勵磁繞組31和定子功率繞組4上都采用了三相角形 繞組連接，且在其基礎上還增加了保護單元34,本實施例11中保護單元34只由吸收電容 342構成，該吸收電容342并聯(lián)于旋轉整流器32和直流繞組331之間的正負直流線路上。
[0075] 如圖13所示，這是普通無刷勵磁發(fā)電機的實施例圖。在該普通實施例圖中，由于 其在定子勵磁繞組2上采用的是直流繞組，因此只能進行直流勵磁，在低轉速下存在勵磁 效率低或者勵磁失效的風險，導致電機運行范圍窄。并且在其轉子功率勵磁單元33中由于 只有直流繞組331產生直流電磁場，因此不能夠使電機發(fā)出方波交流電。
[0076] 如圖14所示，這是普通無刷勵磁電動機的實施例圖。在該普通實施例圖中，由于 其作為電動機需要先使轉子勵磁繞組31產生交流電才能為直流繞組331提供整流后的直 流電才能產生直流電磁場，所以不能夠在定子勵磁繞組2上采用直流勵磁方案。所以在本 實施例中采用交流勵磁機8為定子勵磁繞組2提供交流感應磁場，并發(fā)出交流電通過整流 為直流繞組331提供直流電，從而產生直流電磁場與定子功率繞組4的交流電磁場相互作 用產生電磁轉矩，從而實現(xiàn)了電機的電動運行。
[0077] 如圖15所示，這是無刷交流復合勵磁無刷直流電機定轉子結構示意圖。在實際設 計無刷交流復合勵磁無刷直流電機定轉子結構時，可在變頻勵磁端即定子勵磁繞組2和轉 子勵磁繞組31處采用如圖15-1所示的繞線式電機定轉子結構；可在功率勵磁端即定子功 率繞組4和轉子功率勵磁單元33處采用如圖15-2所示的磁極式定轉子結構。
[0078] 本發(fā)明公開了屬于交流發(fā)電技術無刷直流電機領域的的一種無刷交流復合勵磁 無刷直流電機。該發(fā)電機的勵磁部分不同于以前的直流繞組勵磁，首次采用了交流變頻勵 磁，滿足電機寬轉速、大負載范圍運行需要。轉子采用新型復合轉子結構，內置旋轉整流器 進行交直流電流轉換。在直流復合勵磁部分，采用永磁磁極復繞直流線圈的方案，形成復合 磁場，特別是在需要進行磁場強度增加時，可以通過調節(jié)交流勵磁的頻率和電壓，調節(jié)轉子 勵磁電流，對勵磁磁場強度進行自動調節(jié)。由于轉子功率勵磁單元采用了永磁磁場和直流 繞組電磁場兩部分復合勵磁。在作為發(fā)電機發(fā)電運行時，電機定子功率繞組對外發(fā)出方波 交流電。并且能夠通過調節(jié)定子勵磁繞組電壓電流改變電機轉子部分直流繞組的電壓電流 而改變直流繞組電磁場強度，從而對復合磁場進行增磁弱磁，達到調節(jié)磁場并且由于勵磁 方式由直流勵磁變?yōu)榻涣鲃畲?，電機工作范圍更寬。
[0079] 本發(fā)明無刷交流復合勵磁無刷直流電機1的工作方式包括發(fā)電運行和電動運行 兩種方式。
[0080] 發(fā)電運行：當所述無刷交流復合勵磁無刷直流電機作為發(fā)電機進行發(fā)電運行時， 電機轉子3被外部原動機帶動運轉，定子勵磁繞組2外接交流變頻勵磁電流，定子勵磁繞 組2通過交流變頻勵磁電流產生交流感應磁場，轉子勵磁繞組31與感應磁場感應產生交流 電，并通過旋轉整流器32將交流電整流為直流電提供給轉子功率勵磁單元33中的直流繞 組331產生直流感應電磁場，同時轉子功率勵磁單元33中的永磁體332存在一個永磁磁 場，直流繞組331產生的直流電磁場和永磁體332的永磁磁場共同構成了轉子功率勵磁單 元33的復合磁場。兩者的磁場共同為定子功率繞組提供耦合作用磁場，且直流繞組331的 直流電磁場能夠在永磁磁場的基礎上進行增磁弱磁調節(jié)復合磁場強度。定子功率繞組4感 應發(fā)出方波交流電。
[0081] 電動運行：當所述無刷交流復合勵磁無刷直流電機作為電動機進行電動運行時， 定子勵磁繞組2外接交流變頻勵磁電流，定子勵磁繞組2通過交流變頻勵磁電流產生交流 感應磁場，轉子勵磁繞組31與感應磁場感應產生交流電，并通過旋轉整流器32將交流電整 流為直流電提供給轉子功率勵磁單元33中的直流繞組331產生直流感應電磁場，同時轉子 功率勵磁單元33中的永磁體332存在一個永磁磁場，直流繞組331產生的直流電磁場和永 磁體332的永磁磁場共同構成了轉子功率勵磁單元33的復合磁場。兩者的磁場共同為定 子功率繞組提供耦合作用磁場，且直流繞組331的直流電磁場能夠在永磁磁場的基礎上進 行增磁弱磁調節(jié)復合磁場強度。定子功率繞組4被通入交流電產生交流感應磁場使轉子產 生電磁轉矩，轉子功率勵磁單元33與定子功率繞組4感應產生拖動力矩做電動運行。
[0082] 本發(fā)明的控制方法優(yōu)越性和技術效果在于：
[0083] 1、本發(fā)明的電機采用交流無刷勵磁，避免了有刷結構換向易產生火花、維護困難 的問題；
[0084] 2、本發(fā)明的電機轉子采用了旋轉整流器整流，為轉子直流繞組提供直流電流，發(fā) 電機采用無刷直流繞組進行復合（永磁+繞線）勵磁，兼容寬范圍發(fā)電需要，提高了功率密 度和降低電機及系統(tǒng)成本，解決了普通直流勵磁電機在低轉速下存在的勵磁效率降低或者 勵磁失效和功率密度偏低的問題；
[0085] 3、本發(fā)明的電機轉子功率勵磁單元采用無刷直流繞組，產生梯形波發(fā)電電壓，提 高發(fā)電功率，進一步提高功率密度；
[0086] 4、本發(fā)明的電機根據(jù)功率大小，定子功率繞組采用三、六、九等多相繞組，減小諧 波，能夠大幅度提高發(fā)電機和系統(tǒng)的效率，降低系統(tǒng)成本。
[0087] 5、本發(fā)明的電機既能夠實現(xiàn)作為電動機電動運行，又能夠作為發(fā)電機發(fā)電運行， 兼容了同時需要發(fā)電機和電動機場合的使用需要；
[0088] 6、本發(fā)明的電機能夠解決無刷雙饋交流電機勵磁電流較大、運行功率和效率低、 勵磁損耗較高、耗能、穩(wěn)定性差、可靠性差等問題；
[0089] 7、本發(fā)明的電機在功率繞組端的轉子上采用了直流磁場和永磁磁場復合勵磁，且 能夠通過調節(jié)勵磁端電壓電流，從而增減轉子直流繞組的電磁場大小，通過增磁弱磁調節(jié) 復合磁場強度，同時采用了永磁轉子，相比交流異步電機更容易實現(xiàn)對電機在各種工況下 的精確控制；
[0090] 8、本發(fā)明結合同步電機和直流電機的優(yōu)點解決了同步電機功率較小，成本高和起 動困難；異步電機效率和功率密度偏低的問題。
[0091] 9、本發(fā)明的電機在交流勵磁端還可以采用多相勵磁，能夠更進一步提高電機的勵 磁效率。
[〇〇92] 以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的范 圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發(fā)明的技術方 案作出的各種變形和改進，均應落入本發(fā)明權利要求書確定的保護范圍內。
【權利要求】
1. 無刷交流復合勵磁無刷直流電機（1)，其特征在于：其包括定子勵磁繞組（2)，電 機轉子（3)，定子功率繞組（4)，所述的電機轉子（3)包括轉子勵磁繞組（31)、旋轉整流器 (32)、轉子功率勵磁單元（33)，所述的轉子功率勵磁單元（33)包括直流繞組（331)和永磁 體（332)，直流繞組（331)附繞在永磁體（332)上且兩者進行復合勵磁。
2. 根據(jù)權利要求1所述的無刷交流復合勵磁無刷直流電機，其特征在于：所述的定子 勵磁繞組（2)采用交流變頻勵磁，通過在定子勵磁繞組（2)輸入變頻交流電產生交流變頻 感應電磁場，使電機轉子（3)中的轉子勵磁繞組（31)產生交流電，并通過旋轉整流器（32) 整流為直流電，該直流電為轉子功率勵磁單元（33)中的直流繞組（331)提供電流產生直流 電磁場。
3. 根據(jù)權利要求1所述的無刷交流復合勵磁無刷直流電機，其特征在于：所述的電機 轉子（3)還包括保護單元（34)，保護單元（34)包括壓敏電阻（341)和/或吸收電容（342)。
4. 根據(jù)權利要求1所述的無刷交流復合勵磁無刷直流電機，其特征在于： 所述的定子勵磁繞組（2)的繞組連接的方式包括星型繞組連接和角型繞組連接； 所述的定子勵磁繞組（2)的繞組相數(shù)采用三的倍相繞組； 所述的定子勵磁繞組（2)接收交流變頻勵磁電流，產生交變感應電磁場； 所述的轉子勵磁繞組（31)的繞組連接的方式包括星型繞組連接和角型繞組連接； 所述的定子勵磁繞組（31)的繞組相數(shù)采用三的倍相繞組； 所述的定子勵磁繞組（31)與定子勵磁繞組（2)產生的交變感應電磁場感應發(fā)出三相 交流電； 所述的旋轉整流器（32)的整流結構包括二極管全橋整流、二極管正向連接的半波整 流、二極管反向連接的半波整流結構； 所述的旋轉整流器（32)將轉子勵磁繞組發(fā)出的三相交流電整流為直流電； 所述的轉子功率勵磁單元（33)由直流繞組（331)和永磁體（332)產生復合勵磁磁場； 所述的定子功率繞組（4)的繞組連接的方式包括星型繞組連接和角型繞組連接； 所述的定子功率繞組（4)的繞組相數(shù)采用三的倍相繞組； 所述的定子功率繞組（4)與轉子功率勵磁單元（33)進行復合磁場感應對外發(fā)出方波 交流電。
【文檔編號】H02K29/00GK104104202SQ201410356061
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權日:2014年7月24日
【發(fā)明者】劉宏鑫, 向守兵, 張銳, 唐曉琳 申請人:北京索德電氣工業(yè)有限公司