專利名稱：混合勵磁型永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及永磁無刷直流電機(jī)，尤其是混合勵磁型永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)，屬 于電機(jī)制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電機(jī)是現(xiàn)代工業(yè)系統(tǒng)中的主要驅(qū)動部件，性能優(yōu)異的電機(jī)對整個驅(qū)動系統(tǒng) 至關(guān)重要。近年來，隨著電力電子技術(shù)、永磁材料和微機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，永 磁無刷直流電機(jī)得到迅速發(fā)展，永磁無刷直流電機(jī)具有高效、高功率密度的特 點(diǎn)，隨著高性能永磁材料的問世，大大提高了永磁無刷直流電機(jī)的功率密度和 性能。另一方面，開關(guān)磁阻電機(jī)因為結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好等特點(diǎn)，得到越來越 廣泛的應(yīng)用。在開關(guān)磁阻電機(jī)的定子齒中間放置永磁體得到的永磁開關(guān)磁鏈電 機(jī)，結(jié)合了開關(guān)磁阻電機(jī)和永磁電機(jī)的特點(diǎn)，既有開關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單可靠 性好等特點(diǎn)，同時兼具永磁電機(jī)功率密度高等特點(diǎn)。在永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)中， 轉(zhuǎn)子僅由鐵心疊片構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡單可靠；永磁體和電樞繞組都置于定子上，非 常易于散熱冷卻。
但是，傳統(tǒng)永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)的氣隙磁場主要由永磁體勵磁產(chǎn)生，難以調(diào) 節(jié)，這樣就限制了電機(jī)的運(yùn)行速度范圍。此外，傳統(tǒng)永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)中還存 在漏磁嚴(yán)重，永磁體利用率低等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種混合勵磁型永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)，其勵磁繞組產(chǎn)生 的電勵磁磁場和永磁磁場產(chǎn)生磁場共同構(gòu)成氣隙磁場，從而實(shí)現(xiàn)氣隙磁場可調(diào)， 獲得電機(jī)更加優(yōu)異的可控性，同時提高永磁體利用率并具備相當(dāng)?shù)娜蒎e能力， 適合應(yīng)用于工業(yè)傳動等領(lǐng)域。
本發(fā)明的混合勵磁型永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子，定子和不導(dǎo)磁的機(jī)殼， 轉(zhuǎn)子為齒槽式鐵心，固定在機(jī)殼內(nèi)的定子鐵心由永磁體、第一"U"形鐵心、磁 阻片和第二 "U"形鐵心依次循環(huán)構(gòu)成，永磁體N極、S極交替排列，永磁體和 緊貼在永磁體兩側(cè)的第一、第二 "U"鐵心的一邊構(gòu)成電樞齒，磁阻片和緊貼在 磁阻片兩側(cè)的第一、第二 "U"鐵心的另一邊構(gòu)成勵磁齒，電樞齒上繞置三相電 樞繞組，勵磁齒上繞置單相勵磁繞組，三相電樞繞組和勵磁繞組分別為集中繞 組。
上述的轉(zhuǎn)子鐵心由硅鋼片疊制而成。
上述的第一 "u"形鐵心和第二 "u"鐵心由硅鋼片疊制而成。第一 "u"
形鐵心和第二 "u"鐵心的開口可以是全開口，也可以是半開口。
本發(fā)明中，所說的永磁體為平行充磁的釹鐵硼、釤鈷或鐵氧體。所說的磁 阻片為塑料、鋁、不導(dǎo)磁鋼或陶瓷。所說的機(jī)殼為鋁或不導(dǎo)磁鋼。
由于轉(zhuǎn)子齒形成的凸極效應(yīng)，隨著轉(zhuǎn)子位置的改變，電樞繞組所鉸鏈的永 磁體勵磁磁鏈發(fā)生雙極性變化，由此感應(yīng)產(chǎn)生反電勢，如果給電樞繞組施加適 當(dāng)電流即可驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。
工作時，將混合勵磁型永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)的三相電樞繞組與已接直流電源 的控制電路相連。利用轉(zhuǎn)子位置傳感器檢測轉(zhuǎn)子位置，由此確定三相電樞繞組 的導(dǎo)通狀態(tài)，因為直流電源通過控制電路給三相繞組加載頻率為/的三相電壓，
則在三相電樞繞組中流過頻率同為/的三相電流，于是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速w = 60. / (為 電樞繞組極對數(shù))。通過控制加到三相電樞繞組上的電壓大小和頻率，則可調(diào)節(jié) 電機(jī)的速度。將單相勵磁繞組接直流電源，根據(jù)需要對勵磁繞組施以正向或反 向電流，對永磁氣隙磁場起到加強(qiáng)或減弱的作用。通過對勵磁電流方向和大小 的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對對電機(jī)合成氣隙磁場的調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)電機(jī)運(yùn)行速度、轉(zhuǎn)矩等， 適合不同場合的需要。此外，本發(fā)明公開的混合勵磁型永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)，所 采用的電樞繞組排布方式，電樞繞組和勵磁繞組間隔排布，電樞繞組之間互感 很小，實(shí)現(xiàn)了電樞繞組之間的電磁隔絕，這樣使電機(jī)具備了一定的容錯能力。 本發(fā)明的有益效果在于
1. 永磁體勵磁和勵磁繞組電勵磁共同合成氣隙磁場，實(shí)現(xiàn)了氣隙磁場的可調(diào) 節(jié)性，使混合勵磁型永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)具有更佳的可控性。
2. 轉(zhuǎn)子僅由鐵心疊片構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡單、可靠。
3. 永磁體和繞組都置于定子上，易于散熱、冷卻，提高功率密度。
4. 電樞繞組和勵磁繞組間隔排布，電樞繞組之間互感很小，實(shí)現(xiàn)了電樞繞組 之間的電磁隔絕，具有較高容錯性能。
5. 具有磁阻片的勵磁齒對電樞繞組起到物理隔絕的作用，進(jìn)一步提高電機(jī)的 容錯性能。
6. 永磁體利用率提高。
7. 可采用傳統(tǒng)永磁無刷直流電機(jī)的控制方法，控制靈活、多樣。


圖l是本發(fā)明混合勵磁型永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
參照圖l，混合勵磁型永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)包括轉(zhuǎn)子l，定子2和不導(dǎo)磁的機(jī) 殼5，轉(zhuǎn)子為齒槽式鐵心，固定在機(jī)殼內(nèi)的定子鐵心由永磁體2.1、第一 "U" 形鐵心2.2、磁阻片2.3和第二 "U"形鐵心2.4依次循環(huán)構(gòu)成，永磁體N極、S 極交替排列，永磁體2.1和緊貼在永磁體兩側(cè)的第一、第二"U"鐵心的一邊構(gòu) 成電樞齒，磁阻片2.3和緊貼在磁阻片兩側(cè)的第一、第二 "U"鐵心的另一邊構(gòu) 成勵磁齒，電樞齒上繞置三相電樞繞組3，勵磁齒上繞置單相勵磁繞組4，三相 電樞繞組3和勵磁繞組4分別為集中繞組。
圖示實(shí)例中，轉(zhuǎn)子1有10個齒，定子有6個繞有三相電樞繞組的電樞齒和 6個繞有勵磁繞組的勵磁齒，每個電樞齒中間夾一塊永磁體，相鄰永磁體N極、 S極交替排列，共6塊永磁體，每個勵磁齒中間夾一塊磁阻片，共6塊磁阻片。 三相電樞繞組為兩對極集中繞組，單相勵磁繞組為六對極集中繞組。
本發(fā)明的混合勵磁型永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)，氣隙磁場由勵磁繞組產(chǎn)生的電勵 磁磁場和永磁體產(chǎn)生的磁場共同構(gòu)成，氣隙磁場可調(diào)，使電機(jī)具有優(yōu)異的可控 性，同時提高永磁體利用率并具備相當(dāng)?shù)娜蒎e能力，易于擴(kuò)大電機(jī)運(yùn)行速度范 圍，滿足不同應(yīng)用場合。
權(quán)利要求
1.混合勵磁型永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)，其特征在于包括轉(zhuǎn)子(1)，定子(2)和不導(dǎo)磁的機(jī)殼(5)，轉(zhuǎn)子為齒槽式鐵心，固定在機(jī)殼內(nèi)的定子鐵心由永磁體(2.1)、第一“U”形鐵心(2.2)、磁阻片(2.3)和第二“U”形鐵心(2.4)依次循環(huán)構(gòu)成，永磁體N極、S極交替排列，永磁體(2.1)和緊貼在永磁體兩側(cè)的第一、第二“U”鐵心的一邊構(gòu)成電樞齒，磁阻片(2.3)和緊貼在磁阻片兩側(cè)的第一、第二“U”鐵心的另一邊構(gòu)成勵磁齒，電樞齒上繞置三相電樞繞組(3)，勵磁齒上繞置單相勵磁繞組(4)，三相電樞繞組(3)和勵磁繞組(4)分別為集中繞組。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合勵磁型永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)，其特征在于所說的 轉(zhuǎn)子鐵心由硅鋼片疊制而成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合勵磁型永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)，其特征在于所說的 第一 "U"形鐵心(2.2)和第二 "U"鐵心(2.4)是由硅鋼片疊制而成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合勵磁型永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)，其特征在于所說的 第一 "U"形鐵心(2.2)和第二 "U"鐵心(2.4)的開口為全開口或半開口。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合勵磁型永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)，其特征在于所說的 永磁體(2.1)為平行充磁的釹鐵硼、釤鈷或鐵氧體。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合勵磁型永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)，其特征在于所說的 磁阻片(2.3)為塑料、鋁、不導(dǎo)磁鋼或陶瓷。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合勵磁型永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)，其特征在于所說的 機(jī)殼(5)為鋁或不導(dǎo)磁鋼。
全文摘要
本發(fā)明公開的混合勵磁型永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子，定子和不導(dǎo)磁的機(jī)殼，轉(zhuǎn)子為齒槽式鐵心，定子鐵心由永磁體、第一“U”形鐵心、磁阻片和第二“U”形鐵心依次循環(huán)構(gòu)成，永磁體N極、S極交替排列，永磁體和緊貼在永磁體兩側(cè)的第一、第二“U”鐵心的一邊構(gòu)成電樞齒，磁阻片和緊貼在磁阻片兩側(cè)的第一、第二“U”鐵心的另一邊構(gòu)成勵磁齒，電樞齒上繞置三相電樞繞組，勵磁齒上繞置單相勵磁繞組。本發(fā)明的混合勵磁型永磁開關(guān)磁鏈電機(jī)，氣隙磁場由勵磁繞組產(chǎn)生的電勵磁磁場和永磁體產(chǎn)生的磁場共同構(gòu)成，氣隙磁場可調(diào)，使電機(jī)具有優(yōu)異的可控性，同時提高了永磁體利用率并具備相當(dāng)?shù)娜蒎e能力，易于擴(kuò)大電機(jī)運(yùn)行速度范圍，滿足不同應(yīng)用場合。
文檔編號H02K29/00GK101355286SQ20081012097
公開日2009年1月28日 申請日期2008年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月9日
發(fā)明者沈建新, 王燦飛 申請人:浙江大學(xué)