一種少稀土類(lèi)組合勵(lì)磁型定轉(zhuǎn)子雙分區(qū)可調(diào)磁通永磁電機(jī)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種少稀土類(lèi)組合勵(lì)磁型定轉(zhuǎn)子雙分區(qū)可調(diào)磁通永磁電機(jī)，該電機(jī)徑向從外至內(nèi)，包括分區(qū)設(shè)置的外區(qū)定子、外區(qū)轉(zhuǎn)子、中區(qū)定子、內(nèi)區(qū)轉(zhuǎn)子以及內(nèi)區(qū)定子；雙凸極中區(qū)定子由定子軛、定子槽和徑向雙邊突起的定子齒以及容錯(cuò)齒組成，其中，定子齒上繞有集中分布式三相電樞繞組；內(nèi)區(qū)定子中，切向充磁的稀土釹鐵硼永磁體沿圓周方向均勻嵌入；外區(qū)定子中，沿圓周方向均勻表貼安裝徑向充磁的鋁鎳鈷永磁體，相鄰鋁鎳鈷永磁體之間留槽，用于放置脈沖磁化繞組；內(nèi)區(qū)轉(zhuǎn)子和外區(qū)轉(zhuǎn)子均呈現(xiàn)凸極結(jié)構(gòu)，凸極之間的空隙填充為非導(dǎo)磁材料。本發(fā)明通過(guò)采用定轉(zhuǎn)子雙分區(qū)的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了提升轉(zhuǎn)矩密度、擴(kuò)寬調(diào)速范圍以及進(jìn)一步降低稀土永磁材料的用量的目的。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種少稀土類(lèi)組合勵(lì)磁型定轉(zhuǎn)子雙分區(qū)可調(diào)磁通永磁電機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種電動(dòng)汽車(chē)用的少稀土類(lèi)組合勵(lì)磁型定轉(zhuǎn)子雙分區(qū)可調(diào)磁通永磁電機(jī)的本體設(shè)計(jì)技術(shù)，涉及電機(jī)本體設(shè)計(jì)及其工作原理的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)汽車(chē)等新能源汽車(chē)用驅(qū)動(dòng)電機(jī)領(lǐng)域，具有高效、高功率密度等優(yōu)點(diǎn)的稀土永磁電機(jī)不僅是研發(fā)熱點(diǎn)，也是國(guó)內(nèi)外新能源汽車(chē)廠商們主流的選擇。針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用特點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)中尚需解決的問(wèn)題有:1、保證電機(jī)力能的同時(shí)減少稀土永磁用量;2、實(shí)現(xiàn)電機(jī)氣隙磁場(chǎng)的有效調(diào)節(jié)與控制;3、擴(kuò)寬電機(jī)的實(shí)際可控調(diào)速范圍。
[0003]車(chē)用驅(qū)動(dòng)電機(jī)是電動(dòng)汽車(chē)的關(guān)鍵部件之一。目前，在車(chē)用驅(qū)動(dòng)電機(jī)領(lǐng)域，具有高效、高功率密度等優(yōu)點(diǎn)的稀土永磁電機(jī)不僅是研發(fā)熱點(diǎn)，也是國(guó)內(nèi)外新能源汽車(chē)廠商們主流的選擇。但近年來(lái)稀土永磁材料價(jià)格的上漲和全球供應(yīng)量的減少，使得諸多新能源汽車(chē)生產(chǎn)商開(kāi)始致力于稀土永磁電機(jī)中永磁材料的深度利用甚或研發(fā)能替代稀土永磁電機(jī)的車(chē)用驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0004]相較于傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子永磁型永磁同步電機(jī)，定子永磁型電機(jī)轉(zhuǎn)子上既無(wú)永磁體也無(wú)繞組，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單穩(wěn)定、散熱方便，其中定子永磁型的磁通切換電機(jī)，更是以其特殊的聚磁效應(yīng)使得稀土永磁材料得到了更深程度的利用，大大提高電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和功率密度，因此也更適合于嚴(yán)格限制電機(jī)尺寸同時(shí)又需要較高出力的電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域。然而，與傳統(tǒng)的永磁同步電機(jī)類(lèi)似，磁通切換永磁電機(jī)由于采用永磁磁鋼作為單一勵(lì)磁源，氣隙磁場(chǎng)恒定，往往只能通過(guò)施加持續(xù)的直軸弱磁電流來(lái)削弱氣隙磁場(chǎng)，因而電機(jī)調(diào)速范圍十分受限。為實(shí)現(xiàn)對(duì)磁通切換永磁電機(jī)氣隙磁場(chǎng)的有效調(diào)節(jié)，擴(kuò)寬電機(jī)的調(diào)速范圍，中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)20 I 3 1009 I 558.0提出的混合勵(lì)磁多元磁通切換型汽車(chē)輪轂電機(jī)和中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)201410344216.X公開(kāi)的一種組合式多齒定子鐵心混合勵(lì)磁開(kāi)關(guān)磁通電機(jī)中，均米用了增設(shè)電勵(lì)磁繞組形成混合勵(lì)磁磁通切換電機(jī)，通過(guò)電勵(lì)磁電流的大小和方向來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)氣隙磁場(chǎng)的調(diào)節(jié)，具有調(diào)磁簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)。但由于電勵(lì)磁繞組的存在，電機(jī)在進(jìn)行弱磁和增磁調(diào)速控制時(shí)，存在額外勵(lì)磁損耗，從而電機(jī)效率不高。同時(shí)，在磁通切換永磁電機(jī)的定子內(nèi)側(cè)有限的空間里，合理分配齒槽和永磁體的尺寸原本就顯得尤為困難，增設(shè)的電勵(lì)磁繞組勢(shì)必會(huì)加劇原本就已激烈的電樞繞組與永磁體的空間競(jìng)爭(zhēng)。
[0005]中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)201510756639.7公開(kāi)了一種組合勵(lì)磁型定子分區(qū)式混合永磁磁通切換記憶電機(jī)，采用定子分區(qū)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了永磁體與電樞繞組的隔離，有效解決了電樞繞組與永磁體的空間競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題。在內(nèi)定子中，采用了稀土釹鐵硼永磁和可在線充去磁的非稀土鋁鎳鈷永磁兩種類(lèi)型的永磁材料，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣隙磁場(chǎng)的調(diào)節(jié)，避免了電樞損耗，實(shí)現(xiàn)了在線高效調(diào)磁。然而，兩種類(lèi)型的永磁體共存于內(nèi)定子，稀土永磁易對(duì)鋁鎳鈷磁場(chǎng)強(qiáng)度和工作點(diǎn)產(chǎn)生影響，布置與尺寸設(shè)計(jì)不合理時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)鋁鎳鈷的非正常充去磁，從而影響電機(jī)的實(shí)際可控調(diào)速范圍，另一方面受到電機(jī)內(nèi)定子尺寸的限制，降低稀土永磁用量的同時(shí)卻難以保證電機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出能力。
[0006]可見(jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中，混合勵(lì)磁磁通切換電機(jī)和組合勵(lì)磁永磁記憶電機(jī)，在電機(jī)氣隙磁場(chǎng)的有效調(diào)節(jié)與控制、擴(kuò)寬電機(jī)的實(shí)際可控調(diào)速范圍、保證電機(jī)力能的同時(shí)進(jìn)一步減少稀土永磁用量等方面，尚存在亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明目的:為了解決傳統(tǒng)永磁電機(jī)稀土永磁用量大、氣隙磁場(chǎng)難以調(diào)節(jié)、調(diào)速范圍窄的問(wèn)題，提供一種采用組合勵(lì)磁源、具有高效率、高轉(zhuǎn)矩密度、寬調(diào)速運(yùn)行范圍的一種少稀土類(lèi)組合勵(lì)磁型定轉(zhuǎn)子雙分區(qū)可調(diào)磁通永磁電機(jī)，適用于電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種少稀土類(lèi)組合勵(lì)磁型定轉(zhuǎn)子雙分區(qū)可調(diào)磁通永磁電機(jī)，其特征在于:包括同心放置的雙凸極中區(qū)定子、非稀土鋁鎳鈷外區(qū)定子、稀土釹鐵硼內(nèi)區(qū)定子、外區(qū)轉(zhuǎn)子、內(nèi)區(qū)轉(zhuǎn)子;所述外區(qū)轉(zhuǎn)子放置于雙凸極中區(qū)定子與非稀土鋁鎳鈷外區(qū)定子之間，所述內(nèi)區(qū)轉(zhuǎn)子放置于雙凸極中區(qū)定子與稀土釹鐵硼內(nèi)區(qū)定子之間；
[0009]所述雙凸極中區(qū)定子采用雙邊雙凸極結(jié)構(gòu)，雙凸極中區(qū)定子由中區(qū)定子軛、定子槽和徑向雙邊突起的定子齒以及容錯(cuò)齒組成，沿圓周均勻分布的雙邊凸起的定子齒和容錯(cuò)齒間隔排布，定子齒上繞有三相電樞繞組；
[0010]所述非稀土鋁鎳鈷外區(qū)定子包括外區(qū)定子軛、可充去磁的鋁鎳鈷永磁體、脈沖磁化繞組;其中，鋁鎳鈷永磁體沿圓周方向均勻貼裝于非稀土鋁鎳鈷外區(qū)定子的外區(qū)定子軛，其中心線與雙凸極中區(qū)定子的對(duì)應(yīng)容錯(cuò)齒中心對(duì)齊，相鄰鋁鎳鈷永磁體之間留槽，脈沖磁化繞組置于相鄰兩鋁鎳鈷永磁體之間的槽內(nèi)，并繞在鋁鎳鈷永磁體上；
[0011]所述稀土釹鐵硼內(nèi)區(qū)定子包括內(nèi)區(qū)定子鐵心、稀土釹鐵硼永磁體;其中，釹鐵硼永磁體沿圓周方向均勻嵌入稀土釹鐵硼內(nèi)區(qū)定子的內(nèi)區(qū)定子鐵心，其中心線與雙凸極中區(qū)定子的對(duì)應(yīng)定子齒中心對(duì)齊；
[0012]所述外區(qū)轉(zhuǎn)子和內(nèi)區(qū)轉(zhuǎn)子均為相同的凸極結(jié)構(gòu)，外區(qū)轉(zhuǎn)子和內(nèi)區(qū)轉(zhuǎn)子的凸極之間的空隙填充均為非導(dǎo)磁材料。
[0013]所述雙凸極中區(qū)定子上放置的電樞繞組和非稀土鋁鎳鈷外區(qū)定子中上放置的脈沖磁化繞組為集中繞組。
[0014]所述非稀土鋁鎳鈷外區(qū)定子內(nèi)側(cè)表貼的非稀土鋁鎳鈷永磁體采用N極、S極交替徑向充磁，稀土釹鐵硼內(nèi)區(qū)定子內(nèi)嵌入的稀土釹鐵硼永磁體采用N極、S極交替切向充磁，非稀土鋁鎳鈷永磁體與稀土釹鐵硼永磁體兩種永磁體的數(shù)量相同，均為雙凸極中區(qū)定子凸極個(gè)數(shù)的一半。
[0015]所述外區(qū)轉(zhuǎn)子和內(nèi)區(qū)轉(zhuǎn)子在電機(jī)端部連接形成一個(gè)同心杯狀整體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子。
[0016]所述雙凸極中區(qū)定子、非稀土鋁鎳鈷外區(qū)定子、稀土釹鐵硼內(nèi)區(qū)定子、外區(qū)轉(zhuǎn)子、內(nèi)區(qū)轉(zhuǎn)子之間均有氣隙。
[0017]所述鋁鎳鈷永磁體與脈沖磁化繞組槽間留有方便鋁鎳鈷永磁體固定的定子鐵心。
[0018]本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理、生產(chǎn)制造容易、使用方便，通過(guò)本發(fā)明，本發(fā)明公開(kāi)了一種少稀土類(lèi)組合勵(lì)磁型定轉(zhuǎn)子雙分區(qū)可調(diào)磁通永磁電機(jī)，該電機(jī)徑向從外至內(nèi)，分別包括分區(qū)設(shè)置的非稀土鋁鎳鈷外區(qū)定子、外區(qū)轉(zhuǎn)子、雙凸極中區(qū)定子、內(nèi)區(qū)轉(zhuǎn)子以及稀土釹鐵硼內(nèi)區(qū)定子，各分區(qū)定轉(zhuǎn)子間均有氣隙。
[0019]進(jìn)一步的，雙凸極中區(qū)定子由定子軛、定子槽和徑向雙邊突起的定子齒以及容錯(cuò)齒組成，定子齒上繞有集中分布式三相電樞繞組。
[0020]進(jìn)一步的，稀土釹鐵硼內(nèi)區(qū)定子中，切向充磁的稀土釹鐵硼永磁體沿圓周方向均勻嵌入，各塊釹鐵硼永磁體的切向中心線分別與對(duì)應(yīng)的雙凸極中區(qū)定子的定子齒中心對(duì)齊;非稀土鋁鎳鈷外區(qū)定子中，包括沿圓周方向均勻表貼安裝的徑向充磁的鋁鎳鈷永磁體，鋁鎳鈷永磁的中心線與對(duì)應(yīng)的雙凸極中區(qū)定子的容錯(cuò)齒中心對(duì)齊，相鄰鋁鎳鈷永磁體之間留槽，用于放置脈沖磁化繞組。
[0021]進(jìn)一步的，內(nèi)區(qū)轉(zhuǎn)子和外區(qū)轉(zhuǎn)子均呈現(xiàn)凸極結(jié)構(gòu)，其中凸極的個(gè)數(shù)為轉(zhuǎn)子的極對(duì)數(shù)，凸極之間的空隙填充為非導(dǎo)磁材料，形成一個(gè)杯狀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸。在電機(jī)端部，內(nèi)外區(qū)轉(zhuǎn)子相連構(gòu)成整體轉(zhuǎn)子。
[0022]上述三相電樞繞組和脈沖磁化繞組均為集中式繞組，纏繞在鋁鎳鈷永磁體上的脈沖磁化繞組依次首尾串聯(lián)形成單相繞組。
[0023]有益效果:本發(fā)明提供的一種少稀土類(lèi)組合勵(lì)磁型定轉(zhuǎn)子雙分區(qū)可調(diào)磁通永磁電機(jī):
[0024](I)所述電機(jī)，采用定轉(zhuǎn)子雙分區(qū)的結(jié)構(gòu)，將電樞繞組和永磁體分離，兩種類(lèi)型的永磁體也分離放置，既解決了傳統(tǒng)磁通切換電機(jī)永磁體和電樞繞組用量相互限制的問(wèn)題，也降低了組合勵(lì)磁記憶電機(jī)中兩種不同類(lèi)型永磁體之間的相互影響，使得在同樣電機(jī)體積下兩種不同類(lèi)型永磁體用量可以更加靈活配比，以提升轉(zhuǎn)矩密度和擴(kuò)寬調(diào)速范圍的同時(shí)進(jìn)一步降低稀土永磁材料的用量。
[0025](2)所述電機(jī)，所采用的分區(qū)轉(zhuǎn)子為整體杯狀轉(zhuǎn)軸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單穩(wěn)固，適用于高速運(yùn)行。
[0026]本發(fā)明提供的電機(jī)滿足電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的以下性能要求:高功率密度、高效(全工作平面高效率)、高可靠性、寬調(diào)速范圍(>5倍基速)、具有頻繁啟動(dòng)和加減速能力、低成本等，在電動(dòng)汽車(chē)等新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，具有良好的潛在市場(chǎng)前景。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為本發(fā)明提供的新型少稀土類(lèi)組合勵(lì)磁型定轉(zhuǎn)子雙分區(qū)可調(diào)磁通永磁電機(jī)的徑向截面結(jié)構(gòu)示意圖，其中箭頭方向表示永磁體充磁方向；
[0028]圖2是本發(fā)明的中區(qū)定子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3是本發(fā)明的外區(qū)定子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖4是本發(fā)明的內(nèi)區(qū)定子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖5是本發(fā)明的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖6為轉(zhuǎn)子不同位置和脈沖磁動(dòng)勢(shì)對(duì)鋁鎳鈷永磁體充去磁不同情況下，該電機(jī)的磁通路徑圖；
[0033]圖7是脈沖磁動(dòng)勢(shì)對(duì)鋁鎳鈷永磁體正反向充去磁情況下，電樞繞組空載反電勢(shì)波形圖。
[0034]圖中:1雙凸極中區(qū)定子、1-1定子齒、1-2容錯(cuò)齒、1-3中區(qū)定子軛、1-4三相電樞繞組、2非稀土鋁鎳鈷外區(qū)定子、2-1外區(qū)定子軛、2-2鋁鎳鈷永磁體、3稀土釹鐵硼內(nèi)區(qū)定子、3-1內(nèi)區(qū)定子鐵心、3-2釹鐵硼永磁體、4外區(qū)轉(zhuǎn)子、4-1外區(qū)轉(zhuǎn)子非導(dǎo)磁材料、5內(nèi)區(qū)轉(zhuǎn)子、5-1內(nèi)區(qū)轉(zhuǎn)子非導(dǎo)磁材料。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖及實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
[0036]參見(jiàn)圖1-圖5，本發(fā)明公開(kāi)了一種少稀土類(lèi)組合勵(lì)磁型定轉(zhuǎn)子雙分區(qū)可調(diào)磁通永磁電機(jī)，以一臺(tái)中區(qū)定子12槽/轉(zhuǎn)子11極/內(nèi)外區(qū)定子6極電機(jī)為例(雙凸極中區(qū)定子上有12槽、內(nèi)外區(qū)轉(zhuǎn)子均有11個(gè)凸極、內(nèi)外區(qū)定子均有6個(gè)永磁體的電機(jī))，該電機(jī)包括雙凸極中區(qū)定子1、非稀土鋁鎳鈷外區(qū)定子2、稀土釹鐵硼內(nèi)區(qū)定子3、外區(qū)轉(zhuǎn)子4、內(nèi)區(qū)轉(zhuǎn)子5。
[0037]雙凸極中區(qū)定子I由定子齒1-1、容錯(cuò)齒1-2、定子軛1-3以及三相電樞繞組1-4組成，沿圓周均勻分布的雙邊凸起的隊(duì)個(gè)定子齒1-1和容錯(cuò)齒1-2間隔排布，其中定子齒上繞有三相電樞繞組1-4，且電樞繞組為集中式繞組。
[0038]非稀土鋁鎳鈷外區(qū)定子2由外區(qū)定子軛2-1、可充去磁的鋁鎳鈷永磁體2-2、脈沖磁化繞組2-3組成。其中P個(gè)徑向充磁的鋁鎳鈷永磁體2-2沿圓周方向均勻貼裝于外區(qū)定子軛，P = Ns/2，且與雙凸極中區(qū)定子I的對(duì)應(yīng)容錯(cuò)齒1-2中心對(duì)齊。脈沖磁化繞組2-3置于每相鄰兩鋁鎳鈷永磁體(2-2)之間的槽內(nèi)，并繞在鋁鎳鈷永磁體2-2上，在鋁鎳鈷永磁體2-2與脈沖磁化繞組槽間留有一部分定子鐵心，以方便鋁鎳鈷永磁體的固定。
[0039]稀土釹鐵硼內(nèi)區(qū)定子3由內(nèi)區(qū)定子鐵心3-1、稀土釹鐵硼永磁體3-2組成，其中Q個(gè)切向充磁的釹鐵硼永磁體3-2沿圓周方向均勻嵌入定子鐵心3-1中，Q = Ns/2，且與雙凸極中區(qū)定子I的對(duì)應(yīng)定子齒1-1中心對(duì)齊。
[0040]外區(qū)轉(zhuǎn)子4和內(nèi)區(qū)轉(zhuǎn)子5均為相同的凸極結(jié)構(gòu)，其中凸極的個(gè)數(shù)均為轉(zhuǎn)子的極對(duì)數(shù)隊(duì)，滿足隊(duì)=1^±1，仏=1，2，3"...)。內(nèi)外區(qū)轉(zhuǎn)子凸極之間的空隙填充為外區(qū)轉(zhuǎn)子非導(dǎo)磁材料4-1和內(nèi)區(qū)轉(zhuǎn)子非導(dǎo)磁材料5-1，并在電機(jī)端部將內(nèi)外區(qū)轉(zhuǎn)子連接，形成一個(gè)同心杯狀整體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸。
[0041 ]本發(fā)明公開(kāi)的電機(jī)采用鋁鎳鈷永磁體(2-2)和釹鐵硼永磁體(3-2)兩種永磁體混合勵(lì)磁，其中釹鐵硼永磁體(3-2)采用N極、S極交替切向充磁;鋁鎳鈷永磁體(2-2)采用N極、S極交替徑向充磁，具體充磁方向如圖1中箭頭所示。
[0042]以圖1所示結(jié)構(gòu)為例說(shuō)明本發(fā)明的工作原理:
[0043]參見(jiàn)圖1，所述電機(jī)中采用的鋁鎳鈷永磁體2-2具有矯頑力低的特點(diǎn)，可以被脈沖磁化繞組2-3中的短時(shí)脈沖電流充、去磁，并能“記憶”住其磁密水平，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電機(jī)氣隙磁密的靈活調(diào)節(jié)。
[0044]參見(jiàn)圖6，所述電機(jī)的運(yùn)行遵循“磁通切換”原理，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子從圖6(a)所示的轉(zhuǎn)子位置轉(zhuǎn)到圖6(b)所示的位置時(shí)，鋁鎳鈷永磁體和釹鐵硼永磁體產(chǎn)生的磁通數(shù)值沒(méi)變，但穿越定子齒的方向發(fā)生了改變，對(duì)于電樞繞組而言，匝鏈的磁通會(huì)根據(jù)轉(zhuǎn)子鐵心的不同位置切換方向，因此會(huì)感應(yīng)出正弦波形、雙極性的反電動(dòng)勢(shì)。正是基于這個(gè)原理，當(dāng)轉(zhuǎn)子連續(xù)旋轉(zhuǎn)，電樞繞組中匝鏈的磁通方向呈周期性改變，實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。
[0045]參見(jiàn)圖6(b)和圖6(c)，利用磁路原理，研究鋁鎳鈷永磁體充去磁對(duì)電機(jī)磁場(chǎng)的影響。對(duì)比圖6(b)和圖6(c)，鋁鎳鈷永磁體與釹鐵硼永磁體產(chǎn)生的磁通方向相同時(shí)，混合永磁磁場(chǎng)得以增強(qiáng)，當(dāng)鋁鎳鈷永磁體與釹鐵硼永磁磁通方向相反時(shí)，即鋁鎳鈷極限去磁至反向充磁時(shí)，混合永磁磁場(chǎng)大幅減弱。因此通過(guò)改變磁脈沖電流的大小和方向，即可靈活改變鋁鎳鈷永磁的磁化水平，即可改變混合永磁磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，從而對(duì)電機(jī)進(jìn)行增磁升矩或弱磁增速，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)寬電機(jī)調(diào)速范圍的目的。
[0046]參見(jiàn)圖7，利用有限元仿真分析，可得空載情況下，鋁鎳鈷完全反向磁化和完全正向磁化時(shí)的電樞繞組反電勢(shì)波形圖，其反電勢(shì)有效值由40V上升至330V，變化幅度高達(dá)725%，可知本發(fā)明電機(jī)由于采用的可在線充去磁的鋁鎳鈷永磁體，基于記憶電機(jī)的原理，使得該電機(jī)的弱磁能力更強(qiáng)，調(diào)磁范圍更廣。
[0047]本發(fā)明通過(guò)采用定轉(zhuǎn)子雙分區(qū)的結(jié)構(gòu)，既解決了永磁體和電樞繞組用量相互限制的問(wèn)題，也降低了兩種不同類(lèi)型永磁體之間的相互影響；與此同時(shí)，電機(jī)的內(nèi)部空間得到更加合理的利用，使得在同樣電機(jī)體積下兩種不同類(lèi)型永磁體用量可以更加靈活的配比，實(shí)現(xiàn)提升轉(zhuǎn)矩密度、擴(kuò)寬調(diào)速范圍以及進(jìn)一步降低稀土永磁材料的用量的目的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種少稀土類(lèi)組合勵(lì)磁型定轉(zhuǎn)子雙分區(qū)可調(diào)磁通永磁電機(jī)，其特征在于:包括同心放置的雙凸極中區(qū)定子(I)、非稀土鋁鎳鈷外區(qū)定子(2)、稀土釹鐵硼內(nèi)區(qū)定子(3)、外區(qū)轉(zhuǎn)子(4)、內(nèi)區(qū)轉(zhuǎn)子(5);所述外區(qū)轉(zhuǎn)子(4)放置于雙凸極中區(qū)定子(I)與非稀土鋁鎳鈷外區(qū)定子(2)之間，所述內(nèi)區(qū)轉(zhuǎn)子(5)放置于雙凸極中區(qū)定子(I)與稀土釹鐵硼內(nèi)區(qū)定子(3)之間； 所述雙凸極中區(qū)定子(I)采用雙邊雙凸極結(jié)構(gòu)，雙凸極中區(qū)定子(I)由中區(qū)定子軛(1-3)、定子槽和徑向雙邊突起的定子齒(1-1)以及容錯(cuò)齒(1-2)組成，沿圓周均勻分布的雙邊凸起的定子齒(1-1)和容錯(cuò)齒(1-2)間隔排布，定子齒上繞有三相電樞繞組(1-4); 所述非稀土鋁鎳鈷外區(qū)定子(2)包括外區(qū)定子軛(2-1)、可充去磁的鋁鎳鈷永磁體(2-2)、脈沖磁化繞組(2-3);其中，鋁鎳鈷永磁體(2-2)沿圓周方向均勻貼裝于非稀土鋁鎳鈷外區(qū)定子(2)的外區(qū)定子軛(2-1)，其中心線與雙凸極中區(qū)定子(I)的對(duì)應(yīng)容錯(cuò)齒(1-2)中心對(duì)齊，相鄰鋁鎳鈷永磁體(2-2)之間留槽，脈沖磁化繞組(2-3)置于相鄰兩鋁鎳鈷永磁體(2-2)之間的槽內(nèi)，并繞在鋁鎳鈷永磁體(2-2)上； 所述稀土釹鐵硼內(nèi)區(qū)定子(3)包括內(nèi)區(qū)定子鐵心(3-1)、稀土釹鐵硼永磁體(3-2);其中，釹鐵硼永磁體(3-2)沿圓周方向均勻嵌入稀土釹鐵硼內(nèi)區(qū)定子(3)的內(nèi)區(qū)定子鐵心(3-1)，其中心線與雙凸極中區(qū)定子(I)的對(duì)應(yīng)定子齒(1-1)中心對(duì)齊； 所述外區(qū)轉(zhuǎn)子(4)和內(nèi)區(qū)轉(zhuǎn)子(5)均為相同的凸極結(jié)構(gòu)，外區(qū)轉(zhuǎn)子(4)和內(nèi)區(qū)轉(zhuǎn)子(5)的凸極之間的空隙填充均為非導(dǎo)磁材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種少稀土類(lèi)組合勵(lì)磁型定轉(zhuǎn)子雙分區(qū)可調(diào)磁通永磁電機(jī)，其特征在于:所述雙凸極中區(qū)定子(I)上放置的電樞繞組(1-4)和非稀土鋁鎳鈷外區(qū)定子(2 )中上放置的脈沖磁化繞組(2-3 )為集中繞組。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種少稀土類(lèi)組合勵(lì)磁型定轉(zhuǎn)子雙分區(qū)可調(diào)磁通永磁電機(jī)，其特征在于:所述非稀土鋁鎳鈷外區(qū)定子(2)內(nèi)側(cè)表貼的非稀土鋁鎳鈷永磁體(2-2)采用N極、S極交替徑向充磁，稀土釹鐵硼內(nèi)區(qū)定子(3)內(nèi)嵌入的稀土釹鐵硼永磁體(3-2)采用N極、S極交替切向充磁，非稀土鋁鎳鈷永磁體(2-2)與稀土釹鐵硼永磁體(3-2)兩種永磁體的數(shù)量相同，均為雙凸極中區(qū)定子(I)凸極個(gè)數(shù)的一半。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種少稀土類(lèi)組合勵(lì)磁型定轉(zhuǎn)子雙分區(qū)可調(diào)磁通永磁電機(jī)，其特征在于:所述外區(qū)轉(zhuǎn)子(4)和內(nèi)區(qū)轉(zhuǎn)子(5)在電機(jī)端部連接形成一個(gè)同心杯狀整體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種少稀土類(lèi)組合勵(lì)磁型定轉(zhuǎn)子雙分區(qū)可調(diào)磁通永磁電機(jī)，其特征在于:所述雙凸極中區(qū)定子(1)、非稀土鋁鎳鈷外區(qū)定子(2)、稀土釹鐵硼內(nèi)區(qū)定子(3)、外區(qū)轉(zhuǎn)子(4)、內(nèi)區(qū)轉(zhuǎn)子(5)之間均有氣隙。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種少稀土類(lèi)組合勵(lì)磁型定轉(zhuǎn)子雙分區(qū)可調(diào)磁通永磁電機(jī)，其特征在于:所述鋁鎳鈷永磁體(2-2)與脈沖磁化繞組(2-3)槽間留有方便鋁鎳鈷永磁體(2-2)固定的定子鐵心。
【文檔編號(hào)】H02K21/02GK105914979SQ201610262411
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月25日
【發(fā)明人】陳云云, 莫岳平, 靳宏
【申請(qǐng)人】揚(yáng)州大學(xué)