【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及混合勵磁電機，具體涉及一種利用定轉(zhuǎn)子漏磁提升轉(zhuǎn)矩的環(huán)形繞組混合勵磁電機結構。
技術介紹
1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的持續(xù)推進，對電機性能與效率的要求愈發(fā)嚴苛。混合勵磁電機盡管具備一定優(yōu)勢，然而其現(xiàn)有結構仍存在諸多不足之處。
2、其中，定子繞組空間未能得到充分高效利用，致使電機效率不高。尤為關鍵的是定轉(zhuǎn)子之間的漏磁問題，當前電機結構無法對定轉(zhuǎn)子漏磁進行有效利用，這不僅導致電機轉(zhuǎn)矩顯著降低，還嚴重影響了電機的運行穩(wěn)定性。此外，勵磁調(diào)節(jié)方式存在局限性，僅可以調(diào)節(jié)磁通，不可以提供轉(zhuǎn)矩。
3、在此背景下，本申請人提出一種利用定轉(zhuǎn)子漏磁提升轉(zhuǎn)矩的環(huán)形繞組混合勵磁電機結構，以克服現(xiàn)有缺陷，提高電機性能和可靠性。
技術實現(xiàn)思路
1、本專利技術的目的在于提供一種利用定轉(zhuǎn)子漏磁提升轉(zhuǎn)矩的環(huán)形繞組混合勵磁電機結構。
2、為實現(xiàn)上述專利技術目的，本專利技術采用如下技術方案：
3、利用定轉(zhuǎn)子漏磁提升轉(zhuǎn)矩的環(huán)形繞組混合勵磁電機結構，包括電機端蓋、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子上分布的永磁體、定子鐵芯及定子環(huán)形繞組，還包括漏磁引橋、拱型磁通引橋和磁通轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)繞組；
4、在定子環(huán)形繞組的每相均安裝有拱型磁通引橋，拱型磁通引橋半包裹每相內(nèi)的定子環(huán)形繞組，且拱型磁通引橋的兩端與定子鐵芯固定連接；
5、轉(zhuǎn)子端部在兩個永磁體之間形成轉(zhuǎn)子極區(qū)，漏磁引橋的數(shù)量與轉(zhuǎn)子極區(qū)對應；漏磁引橋從轉(zhuǎn)子極區(qū)的表面延伸至定子環(huán)形繞組端部上的拱型磁通引橋；轉(zhuǎn)子極區(qū)表面均設有與其同心的圓弧
6、所述凸齒的弧向一端設為斜面，斜面?zhèn)鹊恼{(diào)節(jié)槽內(nèi)設有若干數(shù)量的圓珠，在凸齒的弧向另一端連接有彈簧，彈簧的另一端與調(diào)節(jié)槽的端部連接，形成漏磁引橋位置調(diào)節(jié)及固定機構；
7、當轉(zhuǎn)子處于原始靜止狀態(tài)時，漏磁引橋處在圓珠一側(cè)，彈簧處于原始狀態(tài)，此時漏磁引橋的凸齒不受力；當轉(zhuǎn)子沿順時針方向加速旋轉(zhuǎn)時，漏磁引橋由于需要保持原來的靜止狀態(tài)，將沿圓珠方向移動，此時彈簧伸長，當電機速度穩(wěn)定下來時，彈簧欲保持原始狀態(tài)，將產(chǎn)生一個收縮的力，使漏磁引橋拉回到原始的靜止位置；當需要調(diào)節(jié)漏磁引橋位置時，減小轉(zhuǎn)子速度，漏磁引橋由于慣性保持原來狀態(tài)，將會擠壓彈簧產(chǎn)生壓縮形變，圓珠也朝漏磁引橋的凸齒移動并壓縮凸齒上的斜面；當轉(zhuǎn)子速度穩(wěn)定時，彈簧處于壓縮狀態(tài)，由于圓珠擠壓凸齒的斜面增加調(diào)節(jié)槽壁對凸齒的支持力，以及漏磁引橋受到的離心力也增加調(diào)節(jié)槽對凸齒的支持力，兩部分支持力疊加將增加調(diào)節(jié)齒與調(diào)節(jié)槽壁之間的摩擦力，此時摩擦力大于彈簧的彈力，使漏磁引橋固定在調(diào)節(jié)槽內(nèi)部，從而實現(xiàn)漏磁引橋位置的自動調(diào)節(jié)；
8、在電機端蓋內(nèi)部設有磁通轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)繞組；電機端蓋外徑與漏磁引橋最外圈一致，電機端蓋內(nèi)部正對定子環(huán)形繞組部分開槽并布置磁通轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)繞組，通入單相交流電實現(xiàn)磁通轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)。
9、進一步的，所述凸齒的橫截面為倒“t”型。
10、進一步的，所述漏磁引橋的橋頭設有拱型凹槽，拱型凹槽卡接在拱型磁通引橋外。
11、進一步的，每個轉(zhuǎn)子極區(qū)上設有兩個以上的調(diào)節(jié)槽，調(diào)節(jié)槽沿徑向間隔布置。
12、進一步的，所述漏磁引橋采用鑄鐵材料制成。
13、進一步的，所述拱型磁通引橋采用鑄鐵材料制成。
14、本專利技術的有益效果是：
15、1.本專利技術中拱型磁通引橋的設置，可將定子環(huán)形繞組的軸向漏磁集中，并通過拱型磁通引橋與漏磁引橋使從轉(zhuǎn)子引導的漏磁交鏈。
16、2.本專利技術中漏磁引橋的設置，用以引導定轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生的漏磁。漏磁引橋從轉(zhuǎn)子表面延伸至定子環(huán)形繞組端部上的拱型磁通引橋，形成了一個低磁阻的通路。漏磁引橋憑借其高導磁性，將原本可能散逸在軸向極區(qū)內(nèi)的漏磁有效地引導至漏磁引橋路徑。通過漏磁引橋的引導，漏磁可以集中在漏磁引橋內(nèi)部及表面上，以增強定子環(huán)形繞組周圍的磁場強度，從而提升電機的轉(zhuǎn)矩輸出。同時，漏磁引橋可以修正并且減少漏磁引橋與軸向定子氣隙的長度，減少磁通在磁阻上的損耗。
17、漏磁引橋還可以通過在轉(zhuǎn)子極區(qū)內(nèi)調(diào)節(jié)槽自動調(diào)節(jié)漏磁引橋與拱型磁通引橋的位置改變軸向漏磁功角，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩的大小。
18、綜上，漏磁引橋能有效利用永磁體漏磁與定子環(huán)形繞組產(chǎn)生的軸向漏磁，并且通過調(diào)節(jié)槽與磁通轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)繞組調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩，提升混合勵磁電機的性能與效率。漏磁引橋的設置進一步優(yōu)化了磁路，不僅能夠高效引導定轉(zhuǎn)子漏磁，還能增強磁場的耦合效果，使得電機在不同工況下都能保持穩(wěn)定的性能輸出。
19、3.本專利技術中漏磁引橋位置調(diào)節(jié)及固定機構通過調(diào)節(jié)槽內(nèi)的彈簧與圓珠實現(xiàn)位置調(diào)節(jié)與固定，其中圓珠實現(xiàn)固定，彈簧負責調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)漏磁引橋的位置。在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化時，提供不同的加速度，根據(jù)加速度的不同，圓珠的數(shù)量會發(fā)生變化，時刻固定漏磁引橋。圓珠與凸齒上斜面的配合極大增加了擠壓漏磁引橋的力，以及方便固定漏磁引橋。
20、4.本專利技術中漏磁引橋橋頭設有拱型凹槽，使其剛好卡在定子環(huán)形繞組處的拱型磁通引橋外，可以減少軸向氣隙，彌補氣隙不均勻程度，從而更好地引導漏磁，增加漏磁利用率
21、5.本專利技術中漏磁引橋整體采用鑄鐵材料一體化鍛造，橋尾有倒“t”型的凸齒，使其剛好可以安裝在轉(zhuǎn)子端部永磁體之間的調(diào)節(jié)槽內(nèi)，使漏磁引橋隨著轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)。
22、6.本專利技術在電機端蓋內(nèi)部設置的磁通轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)繞組，可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的增加與調(diào)節(jié)，在電機的磁場調(diào)節(jié)中起著至關重要的作用。磁通轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)繞組通入交變電流后產(chǎn)生磁通，增強了軸向磁通，可以對定轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生的磁通進行耦合調(diào)節(jié)，并且產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，改善電機性能；也可以通過改變磁通轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)繞組中的電流大小和相位來實現(xiàn)，提升混合勵磁電機的性能與效率。
23、端蓋內(nèi)部的磁通轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)繞組為電機的磁場調(diào)節(jié)提供了靈活的手段，可以根據(jù)實際需求精確調(diào)整電機的輸出特性，能夠適應不同的負載變化和工作環(huán)境，具有更強的適應性和靈活性，滿足各種復雜應用場景的要求。
24、7.本專利技術采用定子環(huán)形繞組，拱型引橋聚攏環(huán)形繞組產(chǎn)生的漏磁，通過拱形引橋與漏磁引橋之間的氣隙，與漏磁引橋引導的永磁體產(chǎn)生的磁場相互作用，且結構簡單，降低制造難度與成本。
25、8.本專利技術能夠充分利用永磁體漏磁與定子繞組的軸向漏磁去產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，并且通過調(diào)節(jié)槽與磁通轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)繞組調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩，提升混合勵磁電機的性能與效率。
26、本專利技術通過對定轉(zhuǎn)子漏磁的有效引導和利用，大大提高了電機的轉(zhuǎn)矩輸出能力，相比傳統(tǒng)電機結構，在相同體積和輸入功率下能夠?qū)崿F(xiàn)更高的效率和更大的輸出功率。
27、該電機結構在節(jié)能減排方面也具有積極意義，能夠減少能源消耗和環(huán)境污染，為可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。
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1.利用定轉(zhuǎn)子漏磁提升轉(zhuǎn)矩的環(huán)形繞組混合勵磁電機結構，包括電機端蓋、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子上分布的永磁體、定子鐵芯及定子環(huán)形繞組，其特征在于：還包括漏磁引橋、拱型磁通引橋和磁通轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)繞組；
2.根據(jù)權利要求1所述的利用定轉(zhuǎn)子漏磁提升轉(zhuǎn)矩的環(huán)形繞組混合勵磁電機結構，其特征在于：所述凸齒的橫截面為倒“T”型。
3.根據(jù)權利要求1所述的利用定轉(zhuǎn)子漏磁提升轉(zhuǎn)矩的環(huán)形繞組混合勵磁電機結構，其特征在于：所述漏磁引橋的橋頭設有拱型凹槽，拱型凹槽卡接在拱型磁通引橋外。
4.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的利用定轉(zhuǎn)子漏磁提升轉(zhuǎn)矩的環(huán)形繞組混合勵磁電機結構，其特征在于：每個轉(zhuǎn)子極區(qū)上設有兩個以上的調(diào)節(jié)槽，調(diào)節(jié)槽沿徑向間隔布置。
5.根據(jù)權利要求1所述的利用定轉(zhuǎn)子漏磁提升轉(zhuǎn)矩的環(huán)形繞組混合勵磁電機結構，其特征在于：所述漏磁引橋采用鑄鐵材料制成。
6.根據(jù)權利要求1所述的利用定轉(zhuǎn)子漏磁提升轉(zhuǎn)矩的環(huán)形繞組混合勵磁電機結構，其特征在于：所述拱型磁通引橋采用鑄鐵材料制成。
【技術特征摘要】
1.利用定轉(zhuǎn)子漏磁提升轉(zhuǎn)矩的環(huán)形繞組混合勵磁電機結構，包括電機端蓋、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子上分布的永磁體、定子鐵芯及定子環(huán)形繞組，其特征在于：還包括漏磁引橋、拱型磁通引橋和磁通轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)繞組；
2.根據(jù)權利要求1所述的利用定轉(zhuǎn)子漏磁提升轉(zhuǎn)矩的環(huán)形繞組混合勵磁電機結構，其特征在于：所述凸齒的橫截面為倒“t”型。
3.根據(jù)權利要求1所述的利用定轉(zhuǎn)子漏磁提升轉(zhuǎn)矩的環(huán)形繞組混合勵磁電機結構，其特征在于：所述漏磁引橋的橋頭設有拱型凹槽，拱型凹槽卡接...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：楊存祥，趙賀偉，袁春偉，邱洪波，曹君慈，李澤星，伊然，喬建偉，李金玉，陳文博，付東學，俞志君，劉小梅，
申請(專利權)人：鄭州輕工業(yè)大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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