外定子磁極并列式混合勵磁復(fù)合電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及混合勵磁復(fù)合電機領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來由于具有高剩磁密度、高矯頑力、高磁能積等特點的稀土永磁材料的發(fā)展， 使得永磁電機與傳統(tǒng)的電勵磁電機相比，在結(jié)構(gòu)方面具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、維護方便等優(yōu) 點，在性能方面具有效率高、功率因數(shù)高、功率密度大等優(yōu)點，但是永磁電機由于采用單一 永磁體勵磁，磁場調(diào)節(jié)比較困難。傳統(tǒng)的電勵磁電機可以通過調(diào)節(jié)直流或交流勵磁電流很 方便地對氣隙磁場進行調(diào)節(jié)，但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、輸出轉(zhuǎn)矩小、功率因數(shù)低。
[0003] 混合勵磁電機的主要特點是永磁體產(chǎn)生的磁場和電勵磁繞組產(chǎn)生的磁場共同影 響電機的氣隙磁場并且利用勵磁電流可調(diào)的優(yōu)勢對氣隙磁密大小進行靈活的調(diào)節(jié)?；旌蟿?磁電機同時克服了永磁電機磁場調(diào)節(jié)困難以及電勵磁電機功率因數(shù)低的缺點，使得電機具 有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、功率因數(shù)高、磁場調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點，但仍然存在輸出轉(zhuǎn)矩小的問題。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本實用新型為了解決傳統(tǒng)混合勵磁電機輸出轉(zhuǎn)矩小的問題，提出了一種外定子磁 極并列式混合勵磁復(fù)合電機。
[0005] 外定子磁極并列式混合勵磁復(fù)合電機包括內(nèi)定子、外定子和調(diào)磁環(huán)轉(zhuǎn)子，調(diào)磁環(huán) 轉(zhuǎn)子位于內(nèi)定子與外定子之間，并通過支架固定在調(diào)磁環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸的一端上，調(diào)磁環(huán)轉(zhuǎn) 子輸出軸的另一端從電機機殼的右端蓋穿出，并通過軸承與其轉(zhuǎn)動連接，所述調(diào)磁環(huán)轉(zhuǎn)子 與內(nèi)定子和外定子之間均通過徑向氣隙隔開；
[0006] 所述內(nèi)定子固定在內(nèi)定子輸出軸上，內(nèi)定子輸出軸的一端從電機機殼的左端蓋穿 出，并通過軸承與其轉(zhuǎn)動連接，內(nèi)定子輸出軸的另一端與調(diào)磁環(huán)轉(zhuǎn)子的支架通過軸承轉(zhuǎn)動 連接；
[0007] 內(nèi)定子上纏繞有電樞繞組，所述外定子包括永磁外定子和電勵磁外定子，所述永 磁外定子與電勵磁外定子并列固定在電機機殼的內(nèi)圓表面上，且所述永磁外定子與電勵磁 外定子之間通過軸向氣隙隔開，永磁外定子鐵芯的內(nèi)圓表面沿圓周方向均布n個永磁體， 電勵磁外定子的內(nèi)圓表面設(shè)置有2n個定子齒，每間隔一個定子齒上均纏繞有一個勵磁繞 組，且所述勵磁繞組的排列與永磁體的排列相對應(yīng)；
[0008] 調(diào)磁環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸和內(nèi)定子輸出軸的軸線重合。
[0009] 有益效果：本實用新型提出的外定子磁極并列式混合勵磁復(fù)合電機結(jié)合了并列式 混合勵磁電機和新型磁性齒輪的特點，能夠?qū)庀洞磐ㄟM行調(diào)制，獲得低速大轉(zhuǎn)矩的性能， 很好的滿足了電動汽車等直接驅(qū)動場合的要求，同時與傳統(tǒng)的串聯(lián)式混合勵磁符合電機相 比較，本實用新型所述電機的電勵磁效率高，永磁體避免了退磁的危險，利用率大大提高， 勵磁繞組纏繞在外定子上，可以很好地實現(xiàn)了無刷化，電樞繞組發(fā)生短路故障時，通過調(diào)節(jié) 勵磁電流來抵消永磁部分產(chǎn)生的磁場，實現(xiàn)電機電樞繞組短路故障時高效滅磁，永磁部分 和電勵磁部分可以共用一個內(nèi)定子，與使用分開的兩個內(nèi)定子比較，電機的過載能力提高， 并且結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，同時，采用C型外定子極在永磁體用量減少一半，電機制造成本 大幅度降低情況下，電機輸出轉(zhuǎn)矩性能基本不受影響。本電機由于外定子永磁部分軸向方 向的兩段在圓周方向互差恰當?shù)慕嵌?，可以互相抵消各自產(chǎn)生的齒槽轉(zhuǎn)矩，進而減小電機 的轉(zhuǎn)矩脈動。調(diào)磁環(huán)轉(zhuǎn)子能夠?qū)崿F(xiàn)高速電機的控制和系統(tǒng)的低速大轉(zhuǎn)矩輸出，在電動汽車 領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值。
【附圖說明】
[0010] 圖1為【具體實施方式】一所述的外定子磁極并列式混合勵磁復(fù)合電機的結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0011] 圖2為圖1的A-A向剖視圖；
[0012] 圖3為圖1的B-B向剖視圖；
[0013] 圖4為【具體實施方式】五所述的調(diào)磁環(huán)轉(zhuǎn)子7的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖5為本實用新型所述的外定子磁極并列式混合勵磁復(fù)合電機的永磁部分的磁 路不意圖；
[0015] 圖6為本實用新型所述的外定子磁極并列式混合勵磁復(fù)合電機的電勵磁部分的 磁路不意圖；
[0016] 圖7為本實用新型所述的外定子磁極并列式混合勵磁復(fù)合電機的外定子永磁部 分軸向方向分布示意圖；
[0017] 圖8為永磁體采用哈爾貝克充磁方式結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖9為永磁體采用徑向充磁方式結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0019] 一、結(jié)合圖1至圖3說明本，本所述的外 定子磁極并列式混合勵磁復(fù)合電機包括內(nèi)定子8、外定子和調(diào)磁環(huán)轉(zhuǎn)子7,調(diào)磁環(huán)轉(zhuǎn)子7位 于內(nèi)定子8與外定子之間，并通過支架固定在調(diào)磁環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸11的一端上，調(diào)磁環(huán)轉(zhuǎn)子 輸出軸11的另一端從電機機殼4的右端蓋穿出，并通過軸承與其轉(zhuǎn)動連接，所述調(diào)磁環(huán)轉(zhuǎn) 子7與內(nèi)定子8和外定子之間均通過徑向氣隙隔開；
[0020] 所述內(nèi)定子8固定在內(nèi)定子輸出軸12上，內(nèi)定子輸出軸12的一端從電機機殼4 的左端蓋穿出，并通過軸承與其轉(zhuǎn)動連接，內(nèi)定子輸出軸12的另一端與調(diào)磁環(huán)轉(zhuǎn)子7的支 架通過軸承轉(zhuǎn)動連接；
[0021] 內(nèi)定子8上纏繞有電樞繞組8-2,所述外定子包括永磁外定子5和電勵磁外定子 6,所述永磁外定子5與電勵磁外定子6并列固定在電機機殼4的內(nèi)圓表面上，且所述永磁 外定子5與電勵磁外定子6之間通過軸向氣隙隔開，永磁外定子5鐵芯的內(nèi)圓表面沿圓周 方向均布n個永磁體5-2,電勵磁外定子6的內(nèi)圓表面設(shè)置有2n個定子齒，每間隔一個定子 齒上均纏繞有一個勵磁繞組6-2,且所述勵磁繞組6-2的排列與永磁體5-2的排列相對應(yīng)；
[0022] 調(diào)磁環(huán)轉(zhuǎn)子輸出軸11和內(nèi)定子輸出軸12的軸線重合。
[0023] 本實施方式所述的外定子磁極并列式混合勵磁復(fù)合電機中，勵磁繞組纏繞在電勵 磁外定子的鐵芯上，實現(xiàn)電機的無刷化，勵磁繞組以一定的方式串聯(lián)，保證充直流電時遵循 右手定則，勵磁磁鏈方向和永磁充磁方向相對應(yīng)，通過改變勵磁電流的方向，使電機工作在 增磁或弱磁狀態(tài)，如圖5所示，永磁磁場經(jīng)過永磁體-外定子輒-外氣隙-調(diào)磁環(huán)轉(zhuǎn)子-內(nèi) 氣隙-內(nèi)定子輒閉合，如圖6所示，勵磁磁場經(jīng)過外定子輒-外氣隙-調(diào)磁環(huán)轉(zhuǎn)子-內(nèi)氣 隙-內(nèi)定子輒閉合，因此，改變電勵磁線圈中直流電流的大小，即可對電機進行寬范圍的磁 場調(diào)節(jié)，另外，該電機不僅可以通過調(diào)節(jié)勵磁電流來對電樞繞組感應(yīng)電勢進行調(diào)節(jié)，而且可 以在電樞繞組發(fā)生短路故障時，通過調(diào)節(jié)勵磁電流來抵消永磁部分產(chǎn)生的磁場，實現(xiàn)電機 電樞繞組短路故障時高效滅磁。
[0024] 本實施方式所述的電機由于永磁部分和電勵磁部分的磁路相互獨立，調(diào)節(jié)勵磁電 流不會引起永磁體的不可逆退磁，電機可靠性高，電勵磁效率高。
[0025] 如圖7所示，本實施方式所述的電機由于外定子永磁部分軸向方向的兩段在圓周 方向互差恰當?shù)慕嵌?，可以互相抵消各自產(chǎn)生的齒槽轉(zhuǎn)矩，進而減小電機的轉(zhuǎn)矩脈動。
[0026] 本實施方式中所述的電機內(nèi)定子的極對數(shù)P1與外定子的極對數(shù)P2之和為調(diào)磁環(huán) 中調(diào)磁塊個數(shù)Ns，通過對內(nèi)定子電樞繞組加電壓源所得到的氣隙諧波磁場，以及外定子上 的永磁體和勵磁繞組產(chǎn)生的氣隙諧波磁場進行解析分析，得到復(fù)合電機中內(nèi)定子