本實用新型專利技術公開了一種極爪式混合勵磁電機，包括前端蓋、機殼及后端蓋、前軸承、后軸承、轉軸、定子組、永磁轉子鐵心、電勵磁轉子勵磁磁極、磁軛托架以及勵磁繞組。有益之處在于：在本實用新型專利技術的勵磁電機中，電勵磁磁路和永磁磁路并聯向主氣隙提供磁通，共同向外輸出轉矩，因而能夠提供較大的轉矩輸出，具有較高的單位體積出力，并節省永磁材料的使用量，降低電機的成本；在電勵磁電流為零時，永磁磁鋼提供的永磁磁通有一部分通過極爪漏磁路得到了削減，即此時已經處于弱磁狀態，使得電機的空載反電勢得到降低，進而使得電機能夠以較高的效率運行于較高的轉速區域，并且在此弱磁狀態下，磁鋼不需要承受反向的勵磁磁勢，減小了磁鋼不可逆退磁的風險。
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及一種混合勵磁式旋轉電機，尤其是涉及一種基于極爪式的、使用切向永磁磁鋼及電勵磁線圈的混合勵磁式旋轉電機。
技術介紹
驅動電機作為電動汽車的關鍵核心部件之一，它極力追求高轉矩密度、高可靠性、低速大轉矩和恒功率寬調速的性能，其苛刻的性能指標迫使電機在設計時必須系統地綜合考慮低速和高速性能，以達到良好的折中平衡。在驅動電機設計時，如果要保證在低轉速下具有大轉矩輸出，那么由于其較高的反電勢，高速下的輸出性能就會得到限制，雖然可以通過弱磁進行擴速，但是仍然不足以支撐電動汽車所需求的大轉速范圍，并且也無法在整個轉速范圍內都保持較高的效率。混合勵磁電機能夠最大程度地繼承永磁電機高效率、高功率密度等諸多優點，而且具有電勵磁電機氣隙磁場平滑可調的優點，這就使得混合勵磁電動機的調速范圍得到了大大的拓寬，在電動汽車上得到了廣泛的應用。近年來，隨著電力電子以及永磁電機技術的不斷研宄和發展，涌現的混合勵磁電機多種多樣，從永磁與電勵磁磁勢組合方式來看大致歸結為以下三種結構:磁勢串聯式、磁勢并聯式和磁勢混聯式。其中，磁勢并聯式的磁場調節性能比其它兩種有較明顯的優勢，應用較為廣泛，但是現有的磁勢并聯式混合勵磁電機的磁路結構均比較復雜，尋求結構簡單、合理、緊湊的電機本體結構成為混合勵磁電機設計追求的主要目標之一。
技術實現思路
為解決現有技術的不足，本技術的目的在于提供一種極爪式混合勵磁電機，具有低速大轉矩、寬的調速范圍等特點，能夠充分利用永磁電機高效率、高功率密度、低速大轉矩的特性，又具有電勵磁氣隙磁場平滑可調的功能，弱磁范圍寬廣，是電動汽車理想的驅動電機。為了實現上述目標，本技術采用如下的技術方案:一種極爪式混合勵磁電機，包括連接為一體的前端蓋、機殼及后端蓋，還包括:前軸承、后軸承、轉軸、定子組、永磁轉子鐵心、電勵磁轉子勵磁磁極、磁軛托架以及勵磁繞組，所述前軸承和后軸承分別安裝于前端蓋和后端蓋上以支承轉軸，所述定子組包括定子鐵心和內嵌于其中的定子繞組，定子鐵心過盈配合于機殼內；所述永磁轉子鐵心上均勻分布有若干個磁體安裝槽和磁極安裝槽，所述磁體安裝槽內插入安裝有切向式永磁磁鋼，所述電勵磁轉子勵磁磁極安裝于磁極安裝槽內，并且，電勵磁轉子勵磁磁極的后極爪與轉軸固定連接，前極爪固定在后極爪上，所述磁軛托架固定于前端蓋內，勵磁繞組繞置于磁軛托架上，所述磁軛托架與前極爪、后極爪之間留有第二氣隙。優選地，前述前極爪通過非導磁連接環固定在后極爪上。具體地，前述磁極安裝槽為燕尾安裝槽，所述電勵磁轉子勵磁磁極形成有燕尾槽式凸極結構以嵌入燕尾安裝槽內。優選地，在前述轉軸上形成有鍵槽以連接后極爪。更優選地，前述磁軛托架通過螺栓與前端蓋相連接。進一步地，該電機為四極、六極或八極結構。所謂八極結構，即:所述永磁轉子鐵心上均勾分布有8個磁體安裝槽和磁極安裝槽。本技術的混合勵磁電機的工作原理為:永磁轉子鐵心采用具有聚磁效果的切向式永磁磁鋼結構，為單塊永磁磁鋼向外提供磁通，磁路從永磁磁鋼的N極出發，經氣隙、定子齒、定子軛、定子齒、氣隙回到永磁磁鋼S極構成回路。電勵磁磁路為電勵磁線圈產生的軸向磁通經過極爪轉換為徑向磁通，從勵磁磁極N極出發，經氣隙、定子齒、定子軛、定子齒、氣隙回到電勵磁磁路的S極，并經軸向導磁軛部形成閉合磁路，該磁路與永磁磁路并聯，共同向氣隙提供磁通。其中，永磁磁場基本恒定，當需要電勵磁磁路提供助磁磁通時，此時電勵磁與永磁磁鋼共同向外提供磁通；當電勵磁線圈電流為零時，此時只有永磁磁通，鑒于電勵磁線圈支架與爪極導磁軛部之間的氣隙即第二氣隙與電機主氣隙相差不多，根據磁路最小磁阻原理，此時永磁磁鋼產生的磁通，有幾乎一半的磁通通過極爪和導磁軛部形成的漏磁通路徑閉合，使得供給主氣隙的永磁磁通降低了接近50%，此時對應的弱磁擴速范圍得到了大幅拓展。本技術的有益之處在于:在本技術的勵磁電機中，電勵磁磁路和永磁磁路并聯向主氣隙提供磁通，共同向外輸出轉矩，因而能夠提供較大的轉矩輸出，具有較高的單位體積出力，并節省永磁材料的使用量，降低電機的成本；在電勵磁電流為零時，永磁磁鋼提供的永磁磁通有一部分通過極爪漏磁路得到了削減，即此時已經處于弱磁狀態，使得電機的空載反電勢得到降低，進而使得電機能夠以較高的效率運行于較高的轉速區域，并且在此弱磁狀態下，磁鋼不需要承受反向的勵磁磁勢，減小了磁鋼不可逆退磁的風險。【附圖說明】圖1是本技術的一種極爪式混合勵磁電機的一個優選實施例的剖視圖；圖2是圖1所示實施例中的轉子結構平面圖；圖3是圖1所示實施例中電勵磁轉子勵磁磁極的立體結構示意圖。圖中附圖標記的含義:1、轉軸，2-1、后軸承，2-2、前軸承，3-1、后端蓋，3-2、前端蓋，4、機殼，5、定子繞組，6、定子鐵心，7、永磁轉子鐵心，8、電勵磁轉子勵磁磁極，9、非導磁連接環，10、勵磁繞組，11、磁軛托架，12、螺栓，13、磁體安裝槽，14、永磁磁鋼，15、磁極安裝槽，16、燕尾槽式凸極結構。【具體實施方式】以下結合附圖和具體實施例對本技術作具體的介紹。參見圖1，本技術的一種極爪式混合勵磁電機，包括連接為一體的前端蓋3_2、機殼4及后端蓋3_1，在前端蓋3_2和后端蓋3_1上分別設有前軸承2_2和后軸承2_1，轉軸I支撐于前軸承2-2和后軸承2-1上并當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種極爪式混合勵磁電機，包括連接為一體的前端蓋、機殼及后端蓋，其特征在于，還包括：前軸承、后軸承、轉軸、定子組、永磁轉子鐵心、電勵磁轉子勵磁磁極、磁軛托架以及勵磁繞組，所述前軸承和后軸承分別安裝于前端蓋和后端蓋上以支承轉軸，所述定子組包括定子鐵心和內嵌于其中的定子繞組，定子鐵心過盈配合于機殼內；所述永磁轉子鐵心上均勻分布有若干個磁體安裝槽和磁極安裝槽，所述磁體安裝槽內插入安裝有切向式永磁磁鋼，所述電勵磁轉子勵磁磁極安裝于磁極安裝槽內，并且，電勵磁轉子勵磁磁極的后極爪與轉軸固定連接，前極爪固定在后極爪上，所述磁軛托架固定于前端蓋內，勵磁繞組繞置于磁軛托架上，所述磁軛托架與前極爪、后極爪之間留有第二氣隙。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：張勝川，高曉杰，牛敬彬，徐婷婷，
申請(專利權)人：蘇州力久新能源科技有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32
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