專利名稱：混合勵(lì)磁爪極電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種交流同步電機(jī)，特別是涉及一種混合勵(lì)磁爪極電機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，爪機(jī)電機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，就爪極電機(jī)而言，有傳統(tǒng)的爪極電
機(jī)(Claw pole machine)、永磁爪極電機(jī)，和混合勵(lì)磁爪極電機(jī)。目前使用 較多的混合勵(lì)磁爪機(jī)電機(jī)有兩種 一是在相鄰的兩個(gè)爪極之間加入一塊切向 充磁的永磁體，與傳統(tǒng)的爪極電機(jī)相比，這樣減少了爪極之間的漏磁，但由 于永磁體的加入，會(huì)造成爪極極身磁密的飽和，為減少爪極極身的飽和就必 須增大爪極，使得電機(jī)的體積重量增大；同時(shí)永磁體的加入也造成一對(duì)極下 磁場(chǎng)的偏斜；二是在兩個(gè)爪極體的軸向之間放入了一個(gè)圓柱型切向充磁永磁 體，兩個(gè)磁勢(shì)源是串聯(lián)的，磁場(chǎng)調(diào)節(jié)所需要的勵(lì)磁電流較大，效率較低。
因此，解決電機(jī)體積重量與電機(jī)氣隙磁密之間的矛盾，設(shè)計(jì)出不增加電 機(jī)體積重量、又能提高氣隙磁密的的電機(jī)，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員想要解決的 問題。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高氣隙磁密和高 電機(jī)功率密度的混合勵(lì)磁爪極電機(jī)。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案 一種混合勵(lì)磁爪極電 機(jī)，包括主軸、設(shè)置于主軸上勵(lì)磁繞組以及爪極、定子鐵芯、設(shè)置于定子鐵芯上的電樞繞組、以及爪極之間貼有的一層halbach陣列結(jié)構(gòu)的磁鋼。
所述halbach陣列結(jié)構(gòu)的磁鋼由五塊永磁體構(gòu)成；該五塊永磁體構(gòu)成一 個(gè)N、 S極磁體；該N、 S極磁體的充磁方向同切向，將該處的磁場(chǎng)形成為一 個(gè)單邊磁場(chǎng)。
所述混合勵(lì)磁爪極電機(jī)可以采用集中式繞組，也可以采用分布繞組。 本實(shí)用新型混合勵(lì)磁爪極電機(jī)不需要改變傳統(tǒng)爪極電機(jī)爪極的結(jié)構(gòu)，僅 僅在兩爪極之間增加一塊halbach列，由于halbach的單邊磁場(chǎng)效應(yīng)，在不 增加爪極極身體積和重量的情況下可以獲得較強(qiáng)的氣隙磁場(chǎng)?？梢允侨嚯?機(jī)也可以是多相電機(jī)。
圖1是本實(shí)用新型混合勵(lì)磁爪極電機(jī)的截面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是爪極之間放置的halbach陣列結(jié)構(gòu)的磁鋼的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖給出本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。
本實(shí)用新型混合勵(lì)磁爪極電機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子。該定子和轉(zhuǎn)子的鐵芯 均由硅鋼片疊壓而成，定子鐵芯內(nèi)側(cè)是凸極齒槽結(jié)構(gòu)，齒上套有電樞繞組， 轉(zhuǎn)子鐵芯是爪極結(jié)構(gòu)，爪極轉(zhuǎn)子的兩爪極之間貼有一層Halbach陣列結(jié)構(gòu)的 磁鋼。如圖1所示，本實(shí)用新型混合勵(lì)磁爪極電機(jī)包括主軸1，設(shè)置于主軸1 上的勵(lì)磁繞組2以及爪極3、設(shè)置于兩個(gè)爪極之間的halbach列4，以及，定 子鐵芯5和設(shè)置于定子鐵芯5上的電樞繞組6。
參見附圖2。所述halbach陣列結(jié)構(gòu)的磁鋼由五塊不同充磁方向的永磁體構(gòu)成，每塊永磁體的充磁方向如圖所示，該五塊永磁體共同形成一個(gè)N、 S 極磁體，相當(dāng)于一個(gè)切向充磁永磁體，將該處的磁場(chǎng)形成為--個(gè)單邊磁場(chǎng)。 該單邊磁場(chǎng)一方面提高了氣隙磁密，另一方面又能保持爪極極身體積和重量 不變，提高了電機(jī)的輸出功率，功率密皮增大。
在本實(shí)用新型混合勵(lì)磁電機(jī)中，由于其磁場(chǎng)正弦分布程度較高，諧波磁 場(chǎng)影響較小，因此可以通過采用集中式繞組來降低線包高度，從而可以保持 爪極極身體積和重量不變。
本實(shí)用新型所提供的混合勵(lì)磁爪極電機(jī)采用并聯(lián)磁路結(jié)構(gòu)，利用
halbach列的單邊磁場(chǎng)作用，在不改變傳統(tǒng)爪極電機(jī)爪極形狀和規(guī)格的情況 下，提高了電機(jī)的功率密度，能廣泛用于汽車發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域。另一 方面，由于勵(lì)磁磁場(chǎng)的主要部分改有永磁體產(chǎn)生，勵(lì)磁繞組僅僅作為輔助的 調(diào)節(jié)裝置，電機(jī)正常工作時(shí)，勵(lì)磁繞組中的勵(lì)磁電流為0，勵(lì)磁繞組不消耗 功率，僅當(dāng)負(fù)載變化(如汽車爬坡)永磁勵(lì)磁磁場(chǎng)不足時(shí)，才適當(dāng)?shù)募尤雱?lì) 磁電流來調(diào)節(jié)氣隙磁場(chǎng)，因此也是一種節(jié)能型電機(jī)。
權(quán)利要求1.一種混合勵(lì)磁爪極電機(jī)，包括主軸，設(shè)置于主軸上勵(lì)磁繞組以及爪極、定子鐵芯，以及設(shè)置于定子鐵芯上的電樞繞組，其特征在于所述混合勵(lì)磁爪極電機(jī)的爪極之間貼有一層halbach陣列結(jié)構(gòu)的磁鋼。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合勵(lì)磁爪極電機(jī)，其特征在于所述halbach 陣列結(jié)構(gòu)的磁鋼由五塊永磁體構(gòu)成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合勵(lì)磁爪極電機(jī)，其特征在于所述五塊永 磁體構(gòu)成一個(gè)N、 S極磁體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合勵(lì)磁爪極電機(jī)，其特征在于所述N、 S極 磁體的充磁方向同切向，將該處的磁場(chǎng)形成為一個(gè)單邊磁場(chǎng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合勵(lì)磁爪極電機(jī)，其特征在于所述混合勵(lì) 磁爪極電機(jī)采用集中式繞組。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合勵(lì)磁爪極電機(jī)，其特征在于所述混合勵(lì)磁爪極電機(jī)采用分布式繞組。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種混合勵(lì)磁爪極電機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子。該定子和轉(zhuǎn)子的鐵芯均由硅鋼片疊壓而成，定子鐵芯內(nèi)側(cè)是凸極齒槽結(jié)構(gòu)，齒上套有電樞繞組，轉(zhuǎn)子鐵芯是爪極結(jié)構(gòu)，爪極轉(zhuǎn)子的兩爪極之間貼有一層Halbach陣列結(jié)構(gòu)的磁鋼。本實(shí)用新型在不增加爪極極身體積和重量的情況下可以獲得較強(qiáng)的氣隙磁場(chǎng)。可以是三相電機(jī)也可以是多相電機(jī)。
文檔編號(hào)H02K19/12GK201142626SQ200720198680
公開日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者軍 劉, 趙朝會(huì), 亮 齊 申請(qǐng)人:上海電機(jī)學(xué)院