交軸電感可變的可調(diào)磁永磁同步電機轉(zhuǎn)子的制作方法
【專利摘要】交軸電感可變的可調(diào)磁永磁同步電機轉(zhuǎn)子，屬于永磁電機轉(zhuǎn)子技術領域。本發(fā)明是為了解決由于永磁電機勵磁不可調(diào)節(jié)，當其在額定轉(zhuǎn)速以上運行時對其弱磁調(diào)速，會造成系統(tǒng)效率降低的問題。它通過滑軌槽、隔磁槽、彈簧和導磁塊形成了弱磁單元，弱磁單元位于每極d軸中心線上且沿著轉(zhuǎn)子鐵心圓周方向均勻分布，2n個永磁體軸向通槽在弱磁單元左右兩側(cè)對稱分布；每個永磁體軸向通槽中嵌入一個形狀相匹配的永磁體；除弱磁單元兩側(cè)相鄰的永磁體外，其余每極相鄰的永磁體之間設置有磁橋。本發(fā)明作為一種永磁同步電機轉(zhuǎn)子結(jié)構。
【專利說明】
交軸電感可變的可調(diào)磁永磁同步電機轉(zhuǎn)子
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及交軸電感可變的可調(diào)磁永磁同步電機轉(zhuǎn)子，屬于永磁電機轉(zhuǎn)子技術領 域。
【背景技術】
[0002] 永磁電機直軸磁路因為經(jīng)過磁阻很大的永磁體，因此直軸電感小于交軸電感。根 據(jù)永磁同步電機轉(zhuǎn)矩方程，!' (3 = 口[如;[(1+(1^-1^)1(：^。]，其中1'(3為永磁同步電機電磁轉(zhuǎn)矩4為 電機極對數(shù)，如為永磁體產(chǎn)生的磁鏈，i q為定子繞組交軸電流，Ld為定子繞組的直軸電感，Lq 為定子繞組的交軸電感，id為定子繞組的直軸電流，電機在額定轉(zhuǎn)速以下運行時，通入較小 的負的直軸電流，使得電磁轉(zhuǎn)矩獲得正的永磁轉(zhuǎn)矩和正的磁阻轉(zhuǎn)矩。由于永磁體勵磁無法 調(diào)節(jié)，因此電機在額定轉(zhuǎn)速以上運行時必須進行弱磁控制，傳統(tǒng)的方法通過加大輸入負的 直軸去磁電流，利用電樞反應的去磁作用使電機氣隙磁場減弱，來等價于直接減弱勵磁磁 場達到弱磁增速的目的。直軸電流的增加必然導致交軸電流的減小，根據(jù)轉(zhuǎn)矩方程，永磁轉(zhuǎn) 矩迅速下降，而磁阻轉(zhuǎn)矩因為直軸電流增加但交軸電流減小，所以并沒有明顯提升，因此總 的電磁轉(zhuǎn)矩迅速下降。
[0003] 以上所述，由于永磁體勵磁無法調(diào)節(jié)，通過負向的d軸電流產(chǎn)生的電樞反應抵消永 磁體產(chǎn)生的磁通，這種傳統(tǒng)的弱磁增速的方法會致使電機的電流增加，使得系統(tǒng)效率降低， 且直軸電樞反應磁通與永磁體產(chǎn)生的極性相反，永磁體存在不可逆退磁的危險。這將限制 永磁同步電機的應用范圍。根據(jù)電機弱磁控制運行時可以達到的理想最高轉(zhuǎn)速的公式，
為理想最高轉(zhuǎn)速，u I im為d q軸系統(tǒng)中的電壓極限值，= WfZlin， Uiim是星接電機最大基波相電壓有效值，ilim為電機dq軸系統(tǒng)中的電流極限值，ilim 2 = id2+ iq2,要想獲得更高的轉(zhuǎn)速，需要較大的直軸電感。直軸電感越大，電樞反應的去磁作用越強， 弱磁效果越好。但在傳統(tǒng)結(jié)構的永磁電機中，永磁體串聯(lián)在直軸磁路中，永磁體磁導小，直 軸電感較小，因此在永磁同步電機中，采用上述弱磁方法弱磁效果并不理想。傳統(tǒng)結(jié)構的永 磁同步電機轉(zhuǎn)子如圖6所示，其永磁體直接嵌入轉(zhuǎn)子鐵心槽中，永磁體采用徑向充磁，設置 于永磁體之間的隔磁槽能用來防止極間漏磁。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的是為了解決由于永磁電機勵磁不可調(diào)節(jié)，當其在額定轉(zhuǎn)速以上運行時 對其弱磁調(diào)速，會造成系統(tǒng)效率降低的問題，提供了一種交軸電感可變的可調(diào)磁永磁同步 電機轉(zhuǎn)子。
[0005] 本發(fā)明的第一種技術方案：本發(fā)明所述交軸電感可變的可調(diào)磁永磁同步電機轉(zhuǎn) 子，它包括轉(zhuǎn)子鐵心，所述轉(zhuǎn)子鐵心沿圓周方向由2p個偏心鐵心分段依次相接組成，每個偏 心鐵心分段以其徑向中線為對稱軸呈鏡像對稱設置，每個偏心鐵心分段的外輪廓中點為氣 隙距離最小點，每個偏心鐵心分段的外輪廓兩端點為氣隙距離最大點；其中P為電機極對 數(shù)；
[0006] 每個偏心鐵心分段上靠近其外輪廓側(cè)沿圓周向設置2η個永磁體軸向通槽和1個弱 磁軸向通槽，η為正整數(shù);弱磁軸向通槽的中心線與偏心鐵心分段的d軸中心線重合，2n個永 磁體軸向通槽在弱磁軸向通槽的兩側(cè)呈鏡向?qū)ΨQ均勻分布，并與弱磁軸向通槽共同形成朝 向轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)軸方向的V字形，每個永磁體軸向通槽內(nèi)均設置有永磁體;每個弱磁軸向通槽 由位于中間的滑軌槽和其兩側(cè)相對稱設置的一對隔磁槽組成，滑軌槽的徑向長度長于永磁 體軸向通槽，其徑向長度向轉(zhuǎn)子鐵心的外徑向方向延伸，每個滑軌槽內(nèi)設置兩個彈簧和一 個導磁塊，滑軌槽靠近轉(zhuǎn)子鐵心外輪廓的底面作為槽底連接兩個彈簧的固定端，兩個彈簧 的自由端與導磁塊相連接，導磁塊與永磁體軸向通槽的徑向長度相同，隔磁槽與導磁塊的 徑向長度相同或者隔磁槽的徑向長度小于導磁塊的徑向長度，導磁塊、隔磁槽與永磁體軸 向通槽的內(nèi)徑相同；所述d軸中心線為偏心鐵心分段的徑向中線；
[0007] 每個偏心鐵心分段的兩端分別設置極間隔磁通槽，兩個極間隔磁通槽以d軸中心 線為對稱軸呈鏡像對稱設置，每個極間隔磁通槽與相應的永磁體軸向通槽相連通。
[0008] 隔磁槽內(nèi)設置非磁性固體塊。
[0009] 每個永磁體軸向通槽呈瓦片形或者長方形。
[0010] 本發(fā)明的第二種技術方案：本發(fā)明所述交軸電感可變的可調(diào)磁永磁同步電機轉(zhuǎn) 子，它包括轉(zhuǎn)子鐵心，所述轉(zhuǎn)子鐵心沿圓周方向由2p個偏心鐵心分段依次相接組成，每個偏 心鐵心分段以其徑向中線為對稱軸呈鏡像對稱設置，每個偏心鐵心分段的外輪廓中點為氣 隙距離最小點，每個偏心鐵心分段的外輪廓兩端點為氣隙距離最大點；其中P為電機極對 數(shù)；
[0011] 每個偏心鐵心分段上靠近其外輪廓側(cè)沿圓周向設置2n個永磁體軸向通槽和1個弱 磁軸向通槽，η為正整數(shù);弱磁軸向通槽的中心線與偏心鐵心分段的d軸中心線重合，2n個永 磁體軸向通槽在弱磁軸向通槽的兩側(cè)呈鏡向?qū)ΨQ均勻分布，2n個永磁體軸向通槽和1個弱 磁軸向通槽的排布方向與d軸中心線垂直，每個永磁體軸向通槽內(nèi)均設置有永磁體;每個弱 磁軸向通槽由位于中間的滑軌槽和其兩側(cè)相對稱設置的一對隔磁槽組成，滑軌槽的徑向長 度長于永磁體軸向通槽，其徑向長度向轉(zhuǎn)子鐵心的外徑向方向延伸，并且滑軌槽呈凸字形， 該凸字形頂端靠近轉(zhuǎn)子鐵心外輪廓側(cè)，每個滑軌槽內(nèi)設置兩個彈簧和一個導磁塊，兩個彈 簧的固定端分別固定于滑軌槽的中間兩側(cè)平臺處，兩個彈簧的自由端與導磁塊相連接，導 磁塊、隔磁槽與永磁體軸向通槽的徑向長度相同;所述d軸中心線為偏心鐵心分段的徑向中 線；
[0012] 每個偏心鐵心分段的兩端分別設置極間隔磁通槽，兩個極間隔磁通槽以d軸中心 線為對稱軸呈鏡像對稱設置，每個極間隔磁通槽與相應的永磁體軸向通槽相連通。
[0013] 隔磁槽內(nèi)設置非磁性固體塊。
[0014] 本發(fā)明的優(yōu)點：本發(fā)明能夠提升電機轉(zhuǎn)矩性能，有效解決現(xiàn)有永磁電機勵磁無法 調(diào)節(jié)導致的弱磁擴速困難以及對電機高轉(zhuǎn)矩性能的需求。它通過滑軌槽、隔磁槽、彈簧和導 磁塊形成了弱磁單元，弱磁單元位于每極d軸中心線上且沿著轉(zhuǎn)子鐵心圓周方向均勻分布， 2n個永磁體軸向通槽在弱磁單元左右兩側(cè)對稱分布。每個永磁體軸向通槽中嵌入一個形狀 相匹配的永磁體。除弱磁單元兩側(cè)相鄰的永磁體外，其余每極相鄰的永磁體之間設置有磁 橋，本發(fā)明適用于永磁同步電機。
[0015] 本發(fā)明通過改變轉(zhuǎn)子外形，使永磁體分段，且交軸磁路設置磁障，使得電機在額定 轉(zhuǎn)速以下運行時，能夠?qū)崿F(xiàn)直軸電感大于交軸電感；由于交軸電感是變量，隨著導磁塊的運 動，交軸磁路磁阻越來越小，交軸電感越來越大;本發(fā)明電機在額定轉(zhuǎn)速以上運行時，只需 很小的負的直軸電流，無需大幅度降低交軸電流，它在利用了磁阻轉(zhuǎn)矩的前提下又沒有像 傳統(tǒng)永磁同步電機那樣降低永磁轉(zhuǎn)矩，因此提升了轉(zhuǎn)矩性能，且永磁體沒有去磁風險;隨著 電機轉(zhuǎn)速的變化，通過導磁塊的運動，永磁體發(fā)出的磁通在轉(zhuǎn)子內(nèi)部閉合，實現(xiàn)弱磁。本發(fā) 明避免了增大負的直軸電流造成的銅耗增加，因此會提高電機效率。與傳統(tǒng)永磁同步電機 相比，本發(fā)明直軸電感值大，有利于提高理論轉(zhuǎn)速最高值，由于交軸可變，可調(diào)磁場，所以永 磁體發(fā)出的磁鏈等效值減小，則電機總的弱磁效果、總的理想最高轉(zhuǎn)速會大大優(yōu)于傳統(tǒng)電 機。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明所述交軸電感可變的可調(diào)磁永磁同步電機轉(zhuǎn)子的第一種方案的結(jié)構 示意圖；n = 3;
[0017] 圖2是本發(fā)明所述交軸電感可變的可調(diào)磁永磁同步電機轉(zhuǎn)子的第一種方案的結(jié)構 示意圖；n = l;
[0018] 圖3是本發(fā)明所述交軸電感可變的可調(diào)磁永磁同步電機轉(zhuǎn)子的第一種方案的結(jié)構 示意圖；永磁體軸向通槽呈瓦片形；
[0019] 圖4是本發(fā)明所述交軸電感可變的可調(diào)磁永磁同步電機轉(zhuǎn)子的第二種方案的結(jié)構 示意圖；n = 3;
[0020] 圖5是本發(fā)明所述交軸電感可變的可調(diào)磁永磁同步電機轉(zhuǎn)子的第二種方案的結(jié)構 示意圖；n = l;
[0021 ]圖6是傳統(tǒng)結(jié)構的永磁同步電機轉(zhuǎn)子結(jié)構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]【具體實施方式】一：下面結(jié)合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述交軸電感 可變的可調(diào)磁永磁同步電機轉(zhuǎn)子，它包括轉(zhuǎn)子鐵心，所述轉(zhuǎn)子鐵心沿圓周方向由2p個偏心 鐵心分段依次相接組成，每個偏心鐵心分段以其徑向中線為對稱軸呈鏡像對稱設置，每個 偏心鐵心分段的外輪廓中點為氣隙距離最小點，每個偏心鐵心分段的外輪廓兩端點為氣隙 距離最大點;其中P為電機極對數(shù)；
[0023]每個偏心鐵心分段上靠近其外輪廓側(cè)沿圓周向設置2n個永磁體軸向通槽和1個弱 磁軸向通槽，η為正整數(shù);弱磁軸向通槽的中心線與偏心鐵心分段的d軸中心線重合，2n個永 磁體軸向通槽在弱磁軸向通槽的兩側(cè)呈鏡向?qū)ΨQ均勻分布，并與弱磁軸向通槽共同形成朝 向轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)軸方向的V字形，每個永磁體軸向通槽內(nèi)均設置有永磁體1;每個弱磁軸向通 槽由位于中間的滑軌槽2和其兩側(cè)相對稱設置的一對隔磁槽3組成，滑軌槽2的徑向長度長 于永磁體軸向通槽，其徑向長度向轉(zhuǎn)子鐵心的外徑向方向延伸，每個滑軌槽2內(nèi)設置兩個彈 簧4和一個導磁塊5,滑軌槽2靠近轉(zhuǎn)子鐵心外輪廓的底面作為槽底連接兩個彈簧4的固定 端，兩個彈簧4的自由端與導磁塊5相連接，導磁塊5與永磁體軸向通槽的徑向長度相同，隔 磁槽3與導磁塊5的徑向長度相同或者隔磁槽3的徑向長度小于導磁塊5的徑向長度，導磁塊 5、隔磁槽3與永磁體軸向通槽的內(nèi)徑相同；所述d軸中心線為偏心鐵心分段的徑向中線；
[0024] 每個偏心鐵心分段的兩端分別設置極間隔磁通槽6,兩個極間隔磁通槽6以d軸中 心線為對稱軸呈鏡像對稱設置，每個極間隔磁通槽6與相應的永磁體軸向通槽相連通。
[0025] 本實施方式中，除弱磁單元相鄰的永磁體軸向通槽以外，每極相鄰的永磁體軸向 通槽之間設有磁橋。轉(zhuǎn)子鐵心的極間永磁體之間設置極間隔磁通槽6。
[0026] 隔磁槽3內(nèi)如果只是空氣，隔磁槽的高度要比導磁塊略低一點點，使導磁塊被卡住 固定，而避免左右晃動造成的不平衡。如果隔磁槽3內(nèi)放置固體例如不銹鋼等，則與導磁塊 的徑向長度相同。
[0027] 當n = 1時，p = 2時，每極轉(zhuǎn)子鐵心包括2個平板型永磁體軸向通槽。如圖2所示。這 種情況，不再設置磁橋。
【具體實施方式】 [0028] 二：下面結(jié)合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式對實施方式一 作進一步說明，隔磁槽3內(nèi)設置非磁性固體塊。
[0029] 隔磁槽3內(nèi)可為空氣或放置非磁性固體。
【具體實施方式】 [0030] 三:下面結(jié)合圖3說明本實施方式，本實施方式對實施方式一或二作 進一步說明，每個永磁體軸向通槽呈瓦片形或者長方形。
[0031] 本實施方式當n=l時，p = 2時，4p個瓦形通槽組成V字形，V字形的槽的開口朝向轉(zhuǎn) 子鐵心的轉(zhuǎn)軸方向。
【具體實施方式】 [0032] 四：下面結(jié)合圖4至圖5說明本實施方式，本實施方式所述交軸電感 可變的可調(diào)磁永磁同步電機轉(zhuǎn)子，它包括轉(zhuǎn)子鐵心，所述轉(zhuǎn)子鐵心沿圓周方向由2p個偏心 鐵心分段依次相接組成，每個偏心鐵心分段以其徑向中線為對稱軸呈鏡像對稱設置，每個 偏心鐵心分段的外輪廓中點為氣隙距離最小點，每個偏心鐵心分段的外輪廓兩端點為氣隙 距離最大點;其中P為電機極對數(shù)；
[0033]每個偏心鐵心分段上靠近其外輪廓側(cè)沿圓周向設置2n個永磁體軸向通槽和1個弱 磁軸向通槽，η為正整數(shù);弱磁軸向通槽的中心線與偏心鐵心分段的d軸中心線重合，2n個永 磁體軸向通槽在弱磁軸向通槽的兩側(cè)呈鏡向?qū)ΨQ均勻分布，2n個永磁體軸向通槽和1個弱 磁軸向通槽的排布方向與d軸中心線垂直，每個永磁體軸向通槽內(nèi)均設置有永磁體1;每個 弱磁軸向通槽由位于中間的滑軌槽2和其兩側(cè)相對稱設置的一對隔磁槽3組成，滑軌槽2的 徑向長度長于永磁體軸向通槽，其徑向長度向轉(zhuǎn)子鐵心的外徑向方向延伸，并且滑軌槽2呈 凸字形，該凸字形頂端靠近轉(zhuǎn)子鐵心外輪廓側(cè)，每個滑軌槽2內(nèi)設置兩個彈簧4和一個導磁 塊5,兩個彈簧4的固定端分別固定于滑軌槽2的中間兩側(cè)平臺處，兩個彈簧4的自由端與導 磁塊5相連接，導磁塊5、隔磁槽3與永磁體軸向通槽的徑向長度相同；所述d軸中心線為偏心 鐵心分段的徑向中線；
[0034] 每個偏心鐵心分段的兩端分別設置極間隔磁通槽6,兩個極間隔磁通槽6以d軸中 心線為對稱軸呈鏡像對稱設置，每個極間隔磁通槽6與相應的永磁體軸向通槽相連通。
[0035] 本實施方式中的所有永磁體軸向通槽組成口字形，并且該口字形的中心為轉(zhuǎn)子鐵 心的軸心。弱磁單元中滑軌槽為凸形槽，兩個彈簧的固定端安裝在凸形槽中間平臺處。
【具體實施方式】 [0036] 五：下面結(jié)合圖4至圖5說明本實施方式，本實施方式對實施方式四 作進一步說明，隔磁槽3內(nèi)設置非磁性固體塊。
[0037] 本發(fā)明中的永磁體采用徑向充磁，轉(zhuǎn)子鐵心的偏心形狀使得轉(zhuǎn)子鐵心軸向圓周表 面與定子鐵心之間的氣隙距離不相等。d軸中心線上的轉(zhuǎn)子鐵心和定子鐵心之間的氣隙距 離最小，q軸中心線上的轉(zhuǎn)子鐵心和定子鐵心之間的氣隙距離最大。
[0038]當電機在額定轉(zhuǎn)速以下運行時，導磁塊5位于滑軌槽2內(nèi)，徑向靠近轉(zhuǎn)軸側(cè)，彈簧4 處于自然狀態(tài)，當電機在額定轉(zhuǎn)速以上運行時，導磁塊5沿著滑軌槽2徑向向著背離圓心的 方向移動。
[0039]本發(fā)明中的彈簧4為固體彈簧或氣體彈簧。
[0040] 本發(fā)明實現(xiàn)提升轉(zhuǎn)矩性能和弱磁的原理為：
[0041] 1、提升轉(zhuǎn)矩性能：
[0042]根據(jù)永磁同步電機轉(zhuǎn)矩公式：
[0043] Te = P[ltfiq+(Ld-Lq)idiq]， 1
[0044] 其中Te3為永磁同步電機電磁轉(zhuǎn)矩，p為電機極對數(shù)，如為永磁體產(chǎn)生的磁鏈，iq為定 子繞組的交軸電流，Ld為定子繞組的直軸電感，L q為定子繞組的交軸電感，id為定子繞組的 直軸電流。
[0045] 傳統(tǒng)永磁同步電機根據(jù)轉(zhuǎn)矩公式，在額定轉(zhuǎn)速以下運行時，Ld〈Lq，對其通入負的直 軸電流保證磁阻轉(zhuǎn)矩為正，永磁轉(zhuǎn)矩也為正，總的電磁轉(zhuǎn)矩是否增加要看犧牲的負的直軸 電流產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩和等值的直軸電流產(chǎn)生的永磁轉(zhuǎn)矩的大小，當額定轉(zhuǎn)速以上運行時， LcKLq，加大負的直軸電流使得永磁轉(zhuǎn)矩快速下降，直軸電流增大、交軸電流減小，磁阻轉(zhuǎn)矩 并不能提升，卻導致永磁轉(zhuǎn)矩迅速下降，使總的電磁轉(zhuǎn)矩迅速下降。
[0046] 本發(fā)明中的電機轉(zhuǎn)子，因為弱磁單元中滑軌槽位于d軸中心線上，交軸磁路中存在 磁阻很大的空氣滑軌槽，因此交軸電感很小，由于采用不等氣隙，直軸中心線位置轉(zhuǎn)子和定 子之間的氣隙最小，交軸中心線位置轉(zhuǎn)子鐵心和定子之間的氣隙最大，每極相鄰的永磁體 之間留有磁橋，直軸帶有磁橋結(jié)構使得轉(zhuǎn)子直軸磁阻進一步減小，使得采用本發(fā)明轉(zhuǎn)子結(jié) 構的新型永磁同步電機的直軸電感大于交軸電感，即Ld>Lq。在額定轉(zhuǎn)速以下運行時，弱磁單 元中的導磁塊位于滑軌槽靠近圓心那側(cè)的底部，且固定不動，導磁塊兩側(cè)的隔磁槽完全遮 擋住導磁體，以減小漏磁。因為Ld>L q，所以只需要通入正向的很小的直軸電流就可以得到正 的永磁轉(zhuǎn)矩和正的磁阻轉(zhuǎn)矩。電機轉(zhuǎn)速超過額定轉(zhuǎn)速時，弱磁單元中的導磁塊在離心力的 作用下，沿著滑軌槽向圓周外部的方向運行，導磁塊兩側(cè)的隔磁槽遮擋導磁塊的面積變小， 導磁塊的磁阻很小，導磁塊為交軸磁路提供了磁路路徑，使得交軸電感增大。因此隨著速度 的增加，導磁塊移動的距離越大，交軸磁路磁阻越小，交軸電感越大。交軸電感是速度的函 數(shù)，是一個變量。當交軸電感等于直軸電感時，id = 0,電流全部用來產(chǎn)生永磁轉(zhuǎn)矩。隨著速 度的增加，交軸電感超過直軸電感，即Ld〈Lq，根據(jù)方程1，通入很小的負向直軸電流即可保證 磁阻轉(zhuǎn)矩為正，和額定轉(zhuǎn)速以下運行時磁阻轉(zhuǎn)矩相比沒有下降，仍然有磁阻轉(zhuǎn)矩的輸出，并 且，永磁轉(zhuǎn)矩沒有像傳統(tǒng)永磁同步電機那樣增加負向的直軸電流，也沒有出現(xiàn)由于減小交 軸電流導致的永磁轉(zhuǎn)矩迅速變小。因此總的電磁轉(zhuǎn)矩和傳統(tǒng)永磁同步電機相比要提高很 多·
[0047] 2、弱磁機理：
[0048]電機轉(zhuǎn)子在額定轉(zhuǎn)速以下運行時，弱磁單元中的導磁塊位于滑軌槽靠近圓心那側(cè) 的底部，且固定不動，導磁塊兩側(cè)的隔磁槽完全遮擋住導磁體，以減小漏磁。電機轉(zhuǎn)速超過 額定轉(zhuǎn)速時，弱磁單元中的導磁塊在離心力的作用下，沿著滑軌槽向圓周外部的方向運行， 導磁塊兩側(cè)的隔磁槽遮擋導磁塊的面積變小，導磁塊的磁阻很小，永磁體發(fā)出的磁通經(jīng)過 導磁塊在轉(zhuǎn)子內(nèi)部閉合，氣隙磁通減小，導磁體在滑軌槽中向圓周外部方向運行的距離越 大，導磁塊提供的磁路面積越大，永磁體發(fā)出的磁通經(jīng)過導磁塊在轉(zhuǎn)子內(nèi)部閉合的磁通越 多，經(jīng)過氣隙的磁通越小，弱磁效果越好，由此實現(xiàn)了弱磁。此外，根據(jù)理想最高轉(zhuǎn)速的公 60? 、 式，= 2πρ\ψ -L,iY I嗔中nmax為理想最高轉(zhuǎn)速，Uiim為dq軸系統(tǒng)中的電壓極限值，ilim為dq 軸系統(tǒng)中的電流極限值，這種電機的直軸電感和傳統(tǒng)電機相比要大，這在理論上使得電機 達到更高轉(zhuǎn)速更為有利。
【主權項】
1. 一種交軸電感可變的可調(diào)磁永磁同步電機轉(zhuǎn)子，它包括轉(zhuǎn)子鐵心，其特征在于，所述 轉(zhuǎn)子鐵心沿圓周方向由2p個偏心鐵心分段依次相接組成，每個偏心鐵心分段以其徑向中線 為對稱軸呈鏡像對稱設置，每個偏心鐵心分段的外輪廓中點為氣隙距離最小點，每個偏心 鐵心分段的外輪廓兩端點為氣隙距離最大點;其中P為電機極對數(shù)； 每個偏心鐵心分段上靠近其外輪廓側(cè)沿圓周向設置2n個永磁體軸向通槽和1個弱磁軸 向通槽，η為正整數(shù);弱磁軸向通槽的中心線與偏心鐵心分段的d軸中心線重合，2n個永磁體 軸向通槽在弱磁軸向通槽的兩側(cè)呈鏡向?qū)ΨQ均勻分布，并與弱磁軸向通槽共同形成朝向轉(zhuǎn) 子鐵心轉(zhuǎn)軸方向的V字形，每個永磁體軸向通槽內(nèi)均設置有永磁體（1);每個弱磁軸向通槽 由位于中間的滑軌槽(2)和其兩側(cè)相對稱設置的一對隔磁槽(3)組成，滑軌槽(2)的徑向長 度長于永磁體軸向通槽，其徑向長度向轉(zhuǎn)子鐵心的外徑向方向延伸，每個滑軌槽(2)內(nèi)設置 兩個彈簧(4)和一個導磁塊(5)，滑軌槽(2)靠近轉(zhuǎn)子鐵心外輪廓的底面作為槽底連接兩個 彈簧(4)的固定端，兩個彈簧(4)的自由端與導磁塊(5)相連接，導磁塊(5)與永磁體軸向通 槽的徑向長度相同，隔磁槽(3)與導磁塊(5)的徑向長度相同或者隔磁槽(3)的徑向長度小 于導磁塊(5)的徑向長度，導磁塊(5 )、隔磁槽(3)與永磁體軸向通槽的內(nèi)徑相同;所述d軸中 心線為偏心鐵心分段的徑向中線； 每個偏心鐵心分段的兩端分別設置極間隔磁通槽(6)，兩個極間隔磁通槽(6)以d軸中 心線為對稱軸呈鏡像對稱設置，每個極間隔磁通槽(6)與相應的永磁體軸向通槽相連通。2. 根據(jù)權利要求1所述的交軸電感可變的可調(diào)磁永磁同步電機轉(zhuǎn)子，其特征在于，隔磁 槽(3)內(nèi)設置非磁性固體塊。3. 根據(jù)權利要求1或2所述的交軸電感可變的可調(diào)磁永磁同步電機轉(zhuǎn)子，其特征在于， 每個永磁體軸向通槽呈瓦片形或者長方形。4. 一種交軸電感可變的可調(diào)磁永磁同步電機轉(zhuǎn)子，它包括轉(zhuǎn)子鐵心，其特征在于，所述 轉(zhuǎn)子鐵心沿圓周方向由2p個偏心鐵心分段依次相接組成，每個偏心鐵心分段以其徑向中線 為對稱軸呈鏡像對稱設置，每個偏心鐵心分段的外輪廓中點為氣隙距離最小點，每個偏心 鐵心分段的外輪廓兩端點為氣隙距離最大點;其中P為電機極對數(shù)； 每個偏心鐵心分段上靠近其外輪廓側(cè)沿圓周向設置2n個永磁體軸向通槽和1個弱磁軸 向通槽，η為正整數(shù);弱磁軸向通槽的中心線與偏心鐵心分段的d軸中心線重合，2n個永磁體 軸向通槽在弱磁軸向通槽的兩側(cè)呈鏡向?qū)ΨQ均勻分布，2n個永磁體軸向通槽和1個弱磁軸 向通槽的排布方向與d軸中心線垂直，每個永磁體軸向通槽內(nèi)均設置有永磁體（1);每個弱 磁軸向通槽由位于中間的滑軌槽（2)和其兩側(cè)相對稱設置的一對隔磁槽（3)組成，滑軌槽 (2)的徑向長度長于永磁體軸向通槽，其徑向長度向轉(zhuǎn)子鐵心的外徑向方向延伸，并且滑軌 槽(2)呈凸字形，該凸字形頂端靠近轉(zhuǎn)子鐵心外輪廓側(cè)，每個滑軌槽(2)內(nèi)設置兩個彈簧(4) 和一個導磁塊(5)，兩個彈簧(4)的固定端分別固定于滑軌槽(2)的中間兩側(cè)平臺處，兩個彈 簧(4)的自由端與導磁塊(5)相連接，導磁塊(5)、隔磁槽(3)與永磁體軸向通槽的徑向長度 相同；所述d軸中心線為偏心鐵心分段的徑向中線； 每個偏心鐵心分段的兩端分別設置極間隔磁通槽(6)，兩個極間隔磁通槽(6)以d軸中 心線為對稱軸呈鏡像對稱設置，每個極間隔磁通槽(6)與相應的永磁體軸向通槽相連通。5. 根據(jù)權利要求4所述的交軸電感可變的可調(diào)磁永磁同步電機轉(zhuǎn)子，其特征在于，隔磁 槽(3)內(nèi)設置非磁性固體塊。
【文檔編號】H02K1/27GK105914921SQ201610244293
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】李春艷, 孟濤, 李春紅
【申請人】黑龍江大學