定子永磁型變磁阻電機(jī)

本發(fā)明是一種關(guān)于新型變磁阻永磁電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù),屬于電機(jī)設(shè)計(jì)的技術(shù)領(lǐng)域。
    雙凸極永磁電機(jī)、磁通反向電機(jī)和開關(guān)磁通電機(jī)雖然具有一系列優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)也很顯著，首先這種電機(jī)由于定轉(zhuǎn)子均為凸極結(jié)構(gòu)，使得電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)很大，運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生較大噪聲，而且大的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)限制了其使用場(chǎng)合；其次定轉(zhuǎn)子齒尖存在明顯的飽和、邊緣效應(yīng)；另外，為了和其他永磁電機(jī)如永磁同步電機(jī)、無(wú)刷直流電機(jī)相競(jìng)爭(zhēng)，有必要進(jìn)一步提高電機(jī)的能量密度。
    本發(fā)明的目的是提出一種定子永磁型變磁阻電機(jī)，一方面保留了雙凸極電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)；另一方面通過(guò)將定子的凸極結(jié)構(gòu)變?yōu)辇X槽結(jié)構(gòu)，使得電機(jī)氣隙面可以用于產(chǎn)生工作轉(zhuǎn)矩的區(qū)域增大，從而提高電機(jī)的輸出功率，減小電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。本發(fā)明定子永磁型變磁阻電機(jī)的定子為齒槽結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子為凸極結(jié)構(gòu)，電樞繞組為集中式繞組，位于定子槽中，永磁體內(nèi)嵌于定子槽間及定子軛區(qū)域，定子永磁型變磁阻電機(jī)繼承了雙凸極電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，而電機(jī)的功率密度獲得了更大的拓展，其主要優(yōu)勢(shì)主要在于以下：
    1、定子側(cè)正對(duì)氣隙面具有與傳統(tǒng)永磁同步和無(wú)刷直流電機(jī)類似的齒槽結(jié)構(gòu)，一方面可以減小電機(jī)的齒間飽和情況，降低電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，另一方面增大了電機(jī)氣隙面產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的區(qū)間，在保證氣隙磁密不變的情況下（依靠增加永磁用量），可以大幅增加電機(jī)的功率。
    2、定子永磁型變磁阻電機(jī)的永磁于定子側(cè)，易于進(jìn)行冷卻設(shè)計(jì)，可以根據(jù)電機(jī)的負(fù)荷和冷卻條件來(lái)選取電機(jī)的功率密度，可進(jìn)一步提高電機(jī)的單位體積功率比；
    3、凸極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單，無(wú)繞組、無(wú)電刷、無(wú)永磁，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，適用包括高速運(yùn)轉(zhuǎn)、高動(dòng)態(tài)響應(yīng)、高可靠性的場(chǎng)合；
    4、電樞繞組為集中式繞組，端端，銅耗低，制作嵌線方便；
    5、由于電機(jī)具有聚磁結(jié)構(gòu)，永磁體既可以選用高性能稀土永磁，也可以選用廉價(jià)、質(zhì)輕的鐵氧體永磁。
    定子永磁型變磁阻電機(jī)既可用作高功率密度的發(fā)電機(jī)，例如風(fēng)力發(fā)電機(jī)、航空發(fā)電機(jī)或艦艇發(fā)電機(jī)等，又可用作大轉(zhuǎn)矩輸出和寬調(diào)速范圍的電動(dòng)機(jī)，例如電動(dòng)機(jī)車、機(jī)床驅(qū)動(dòng)等。

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