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专利号: 2020105985128
申请人: 南京师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-18
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种励磁补偿型混合磁源磁场调制电机,其特征在于,包括:转子(1)和定子(2),其中,所述转子(1)由轴(101)、转子铁心(102)和高磁性能励磁源(103)构成,所述定子(2)由低磁性能励磁源(201)、定子齿(202)、励磁辅助齿(203)、定子轭部(204)、电枢绕组(205)和直流励磁源(206)构成;

通过多个非同种励磁源构成的混合磁源对所述电机进行励磁,所述多个非同种励磁源至少包括三个非同种励磁源,所述多个非同种励磁源包括高磁性能励磁源(103)、低磁性能励磁源(201)和直流励磁源(206);

所述高磁性能励磁源(103)用于施加于转子(1)上,建立所述电机内旋转的主永磁磁场,产生转矩;所述低磁性能励磁源(201)用于施加于定子(2)上,建立所述电机内非旋转的辅助永磁磁场,调节气隙磁场分布;所述直流励磁源(206)用于施加于定子齿(202)与励磁辅助齿(203)两侧,调节所述定子轭部(204)磁密;所述低磁性能励磁源(201)和直流励磁源(206)还用于对电机进行补偿励磁;

所述低磁性能励磁源(201)由多个低剩磁永磁体与定子齿(202)交替排列构成,各个所述低剩磁永磁体径向充磁且极性相同,建立所述电机内辅助永磁磁场,用于对电机进行补偿励磁;

构成所述低磁性能励磁源(201)的低剩磁永磁体的底部与励磁辅助齿(203)顶部相连接;

当所述电机空载时,所述低剩磁永磁体与定子齿(202)形成交替极永磁结构,对所述电机进行补偿励磁,调节所述气隙磁场分布,降低所述气隙磁场内因调制和弱磁引起的谐波畸变;

当所述电机负载时,所述低剩磁永磁体通过励磁辅助齿(203)对电机主磁路进行并联增磁;

当所述电机运行在弱磁状态下,所述低磁性能励磁源(201)用于降低气隙磁场的谐波畸变,使得所述电机在弱磁状态下的齿槽转矩和转矩脉动低于额定状态下的齿槽转矩和转矩脉动。

2.根据权利要求1所述的一种励磁补偿型混合磁源磁场调制电机,其特征在于,所述高磁性能励磁源(103)由径向充磁且极性相反的高剩磁永磁体间隔排列构成;

或者,所述高磁性能励磁源(103)由径向充磁且极性相同高剩磁永磁体与铁心极交替排列构成,用于建立所述电机内主永磁磁场,所述主永磁磁场经定子齿(202)调制后,与由通电的电枢绕组(205)产生的电枢磁场耦合,产生大输出转矩。

3.根据权利要求1所述的一种励磁补偿型混合磁源磁场调制电机,其特征在于,所述高磁性能励磁源(103)与低磁性能励磁源(201)分布在气隙两侧。

4.根据权利要求1所述的一种励磁补偿型混合磁源磁场调制电机,其特征在于,各直流励磁绕组通同向直流电构成所述直流励磁源(206),在所述定子轭部(204)产生非时变磁场,用于对所述电机进行补偿励磁。

5.根据权利要求4所述的一种励磁补偿型混合磁源磁场调制电机,其特征在于,所述直流励磁源(206)由通电的直流励磁绕组构成,所述直流励磁绕组分布在定子齿(202)和励磁辅助齿(203)的两侧,各所述直流励磁绕组在同轴向端部相连接,对各所述直流励磁绕组通方向相同的直流电流,且所述直流励磁源(206)在定子轭部(204)调节磁密,对电机进行弱磁增速控制;

当所述电机运行在弱磁状态下,所述定子轭部(204)磁密升高,所述主永磁磁场与电枢磁场耦合程度降低,所述定子轭部(204)与电机的机壳相接触。

6.根据权利要求1所述的一种励磁补偿型混合磁源磁场调制电机,其特征在于,所述励磁补偿型混合磁源磁场调制电机的电枢绕组(205)采用分数槽集中绕组,所述分数槽集中绕组缠绕在定子齿上。

7.根据权利要求1所述的一种励磁补偿型混合磁源磁场调制电机,其特征在于,所述电机中高剩磁永磁体与低剩磁永磁体的厚度相同。

8.根据权利要求1所述的一种励磁补偿型混合磁源磁场调制电机,其特征在于,所述电机中高剩磁永磁体与低剩磁永磁体的厚度小于或等于电机半径的1/14。