本公開涉及電機，尤其涉及一種分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、永磁輔助同步磁阻電機具有容量大、功率密度高、效率高、抗短路能力強以及可靠性高等優(yōu)勢，且永磁輔助同步磁阻電機在飛機電源系統(tǒng)中得到了廣泛的關(guān)注和發(fā)展，永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電機作為多電飛機的核心關(guān)鍵部件，具有轉(zhuǎn)速高、功率密度高、起動發(fā)電一體化等優(yōu)勢。與傳統(tǒng)永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電機相比，傳統(tǒng)永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子磁橋較厚且增加了漏磁，無法滿足永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電機轉(zhuǎn)子高速運轉(zhuǎn)的機械強度要求。

2、因此，如何解決現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電機的轉(zhuǎn)子磁橋厚且漏磁，無法滿足永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電機轉(zhuǎn)子高速運轉(zhuǎn)時的機械強度要求的問題，是本領(lǐng)域亟待解決的重要問題之一。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本公開實施例提供了一種分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)電機的轉(zhuǎn)子磁橋厚且漏磁，無法滿足永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電機轉(zhuǎn)子高速運轉(zhuǎn)時的機械強度要求的問題。

2、根據(jù)本公開的一個方面，提供了一種分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置，包括：定子組件、轉(zhuǎn)子組件、轉(zhuǎn)軸、殼體和端蓋，轉(zhuǎn)子組件套設(shè)在轉(zhuǎn)軸上，定子組件套設(shè)在轉(zhuǎn)子組件上并與轉(zhuǎn)子組件轉(zhuǎn)動連接，端蓋與殼體連接，將定子組件、轉(zhuǎn)子組件和轉(zhuǎn)軸通過殼體和端蓋封裝在殼體內(nèi)組成分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置；

3、轉(zhuǎn)子組件包括：轉(zhuǎn)子、多個轉(zhuǎn)子鐵芯、多個永磁體和轉(zhuǎn)子保護套，轉(zhuǎn)子上開設(shè)有供每個轉(zhuǎn)子鐵芯插入的通孔，每個永磁體設(shè)在每個轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)，轉(zhuǎn)子保護套套設(shè)在轉(zhuǎn)子的外側(cè)壁上，沿著靠近定子組件徑向方向的永磁體的厚度依次減小，每個永磁體用于調(diào)節(jié)雙三相短路電流；

4、定子組件包括：定子、多個定子鐵芯和多個定子繞組，定子套設(shè)在轉(zhuǎn)子上，定子與轉(zhuǎn)子之間具有間隙，定子為4極24槽結(jié)構(gòu)，每個定子鐵芯相應的設(shè)在定子的4極24槽結(jié)構(gòu)內(nèi)，每個定子繞組沿著定子的周向方向分布且每個定子繞組為雙三相繞組。

5、此外，根據(jù)本公開一個方面的分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置，每個轉(zhuǎn)子鐵芯包括：水平磁障、傾斜磁障、內(nèi)磁橋、外磁橋和轉(zhuǎn)子磁肋，外磁橋位于轉(zhuǎn)子的外圓與傾斜磁障之間，內(nèi)磁橋位于水平磁障之間，內(nèi)磁橋用于將水平磁障分為多段，轉(zhuǎn)子磁肋位于水平磁障的部位，外磁橋用于連接轉(zhuǎn)子磁肋。

6、根據(jù)本公開一個方面的分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置，每個轉(zhuǎn)子鐵芯為u型磁障結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子鐵芯。

7、根據(jù)本公開一個方面的分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置，每個轉(zhuǎn)子鐵芯為多個導磁沖片疊壓的轉(zhuǎn)子鐵芯。

8、根據(jù)本公開一個方面的分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置，轉(zhuǎn)子組件還包括d軸和q軸兩個基準方向，在一個極下，d軸位于一個極下的對稱中心線上，q軸位于相鄰兩極的對稱中心線上。

9、根據(jù)本公開一個方面的分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置，在一個極下，沿著d軸的方向依次設(shè)置第一層磁障、第二層磁障和第三層磁障，第一層磁障的徑向尺寸大于第二層磁障的徑向尺寸，第二層磁障的徑向尺寸大于第三層磁障的徑向尺寸。

10、根據(jù)本公開一個方面的分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置，轉(zhuǎn)子保護套為碳纖維轉(zhuǎn)子保護套。

11、根據(jù)本公開一個方面的分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置，相鄰兩個定子繞組之間間隔角度為30°電角度。

12、根據(jù)本公開的另一個方面，提供了一種分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電系統(tǒng)，包括如本公開的一個方面提供的分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置。

13、本公開實施例采用的上述至少一個技術(shù)方案能夠達到以下有益效果：轉(zhuǎn)子組件套設(shè)在轉(zhuǎn)軸上，定子組件套設(shè)在轉(zhuǎn)子組件上并與轉(zhuǎn)子組件轉(zhuǎn)動連接，端蓋與殼體連接，將定子組件、轉(zhuǎn)子組件和轉(zhuǎn)軸通過殼體和端蓋封裝在殼體內(nèi)組成分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置，基于此，轉(zhuǎn)子上開設(shè)有供每個轉(zhuǎn)子鐵芯插入的通孔，每個永磁體設(shè)在每個轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)，轉(zhuǎn)子保護套套設(shè)在轉(zhuǎn)子的外側(cè)壁上，每個永磁體用于調(diào)節(jié)雙三相短路電流，在每個轉(zhuǎn)子鐵芯開設(shè)通孔可以降低轉(zhuǎn)子的局部應力，增加永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電機轉(zhuǎn)子高速運轉(zhuǎn)時的機械強度。其次，沿著靠近定子組件徑向方向的永磁體的厚度依次減小，增大了凸極比，提升分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置的功率密度。另外，每個永磁體設(shè)在每個轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)，通過調(diào)節(jié)嵌入轉(zhuǎn)子鐵芯的永磁體用量，能夠?qū)崿F(xiàn)分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置抗短路設(shè)計，從而提升分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置的可靠性。在此基礎(chǔ)上，定子套設(shè)在轉(zhuǎn)子上，定子與轉(zhuǎn)子之間具有間隙，定子為4極24槽結(jié)構(gòu)，每個定子鐵芯相應的設(shè)在定子的4極24槽結(jié)構(gòu)內(nèi)，每個定子繞組沿著定子的周向方向分布且每個定子繞組為雙三相繞組，通過轉(zhuǎn)子與定子的配合，且在轉(zhuǎn)子上開設(shè)通孔，縮小每個永磁體之間的距離，降低了諧波含量，提升了分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置的功率密度，避免了漏磁問題，同時將轉(zhuǎn)子鐵芯設(shè)在轉(zhuǎn)子的通孔內(nèi)，并且沿著靠近定子組件徑向方向的永磁體的厚度依次減小，降低了轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子鐵芯的厚度，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)電機的轉(zhuǎn)子磁橋厚且漏磁，無法滿足永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電機轉(zhuǎn)子高速運轉(zhuǎn)時的機械強度要求的問題。

技術(shù)特征：

1.一種分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置，其特征在于，包括：定子組件、轉(zhuǎn)子組件、轉(zhuǎn)軸、殼體和端蓋，所述轉(zhuǎn)子組件套設(shè)在所述轉(zhuǎn)軸上，所述定子組件套設(shè)在所述轉(zhuǎn)子組件上并與所述轉(zhuǎn)子組件轉(zhuǎn)動連接，所述端蓋與所述殼體連接，將所述定子組件、所述轉(zhuǎn)子組件和所述轉(zhuǎn)軸通過所述殼體和所述端蓋封裝在所述殼體內(nèi)組成所述分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置，其特征在于，每個所述轉(zhuǎn)子鐵芯包括：水平磁障、傾斜磁障、內(nèi)磁橋、外磁橋和轉(zhuǎn)子磁肋，所述外磁橋位于所述轉(zhuǎn)子的外圓與所述傾斜磁障之間，所述內(nèi)磁橋位于所述水平磁障之間，所述內(nèi)磁橋用于將所述水平磁障分為多段，所述轉(zhuǎn)子磁肋位于所述水平磁障的部位，所述外磁橋用于連接所述轉(zhuǎn)子磁肋。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置，其特征在于，每個所述轉(zhuǎn)子鐵芯為u型磁障結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子鐵芯。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置，其特征在于，每個所述轉(zhuǎn)子鐵芯為多個導磁沖片疊壓的轉(zhuǎn)子鐵芯。

5.根據(jù)權(quán)利要求1－4任一項所述的分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子組件還包括d軸和q軸兩個基準方向，在一個極下，所述d軸位于一個極下的對稱中心線上，所述q軸位于相鄰兩極的對稱中心線上。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置，其特征在于，在一個極下，沿著d軸的方向依次設(shè)置第一層磁障、第二層磁障和第三層磁障，所述第一層磁障的徑向尺寸大于所述第二層磁障的徑向尺寸，所述第二層磁障的徑向尺寸大于所述第三層磁障的徑向尺寸。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子保護套為碳纖維轉(zhuǎn)子保護套。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置，其特征在于，相鄰兩個定子繞組之間間隔角度為30°電角度。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置，其特征在于，所述定子的4極24槽結(jié)構(gòu)為平行齒結(jié)構(gòu)。

10.一種分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電系統(tǒng)，包括權(quán)利要求1－9任一項所述的分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置。

技術(shù)總結(jié)
本公開涉及電機領(lǐng)域，尤其提供一種分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)電機的轉(zhuǎn)子磁橋厚且漏磁，無法滿足永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電機轉(zhuǎn)子高速運轉(zhuǎn)時的機械強度要求的問題，分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置，包括：定子組件、轉(zhuǎn)子組件、轉(zhuǎn)軸、殼體和端蓋，轉(zhuǎn)子組件套設(shè)在轉(zhuǎn)軸上，定子組件套設(shè)在轉(zhuǎn)子組件上并與轉(zhuǎn)子組件轉(zhuǎn)動連接，端蓋與殼體連接，將定子組件、轉(zhuǎn)子組件和轉(zhuǎn)軸通過殼體和端蓋封裝在殼體內(nèi)組成分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置。本公開提供的分布磁橋式永磁輔助同步磁阻起動發(fā)電裝置及系統(tǒng)用于電機設(shè)計。

技術(shù)研發(fā)人員：徐金全,張博一,趙家康,郭宏
受保護的技術(shù)使用者：北京航空航天大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23