一種磁通可控的爪極電的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種磁通可控的爪極記憶電機。它包括定子和轉子，所述轉子是一種爪極轉子：爪極轉子的轉軸上固定套裝一個環形磁軛，在環形磁軛中嵌有一個環形永磁體，環形永磁體外繞有一個環形調磁繞組；給調磁繞組通脈沖電流，就可永久改變永磁體的磁化狀態；在需要開通或者增強磁場的時候，給調磁繞組通一正向的脈沖電流，環形永磁體瞬間被充磁；在需要關斷或者減弱磁場時，給調磁繞組通一反向的脈沖電流，環形永磁體瞬間被去磁。本發明既具有永磁爪極電機無需勵磁電流的高效特性，又具有電勵磁爪極電機磁通靈活可調的特性。
【專利說明】—種磁通可控的爪極電機
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電機，具體而言，涉及一種磁通可控的爪極電機。
【背景技術】
[0002]爪極電機種類繁多，其中用途最為廣泛的應屬汽車用爪極發電機。根據有無電刷可以分為有刷爪極發電機與無刷爪極發電機。根據勵磁方式可以分為電勵磁、永磁及混合勵磁爪極發電機。電勵磁爪極發電機主要由爪極轉子、通用電樞定子、整流器、前后端蓋及風扇等組成。其中有刷爪極轉子由爪極、軸、磁軛、環形勵磁繞組、滑環組成。勵磁繞組的兩個引出線通過滑環與電刷連接，通電時環形勵磁繞組產生軸向磁通，使得兩端的爪極之間依次形成交替的N、S極。無刷爪極轉子與有刷爪極轉子的不同點主要在于勵磁繞組的固定，一般有兩種方式，一種是固定在后端蓋上，另一種是固定在定子上。各有優缺點，前者結構緊湊，但是屬于懸臂爪極結構，后者結構堅實可靠，但是為了給勵磁線圈支架挪出空間，犧牲了爪極的有效長度。
[0003]電勵磁爪極發電機由于勵磁電流很容易調節，因此很容易調節激磁磁場從而實現穩定的電壓輸出。但是正因為激磁磁場完全由勵磁電流提供，因此電勵磁爪極發電機效率較低。與電勵磁爪極發電機相對應的是永磁爪極發電機，永磁體大都嵌放在爪極之間的空隙中，永磁體切向充磁。永磁爪極發電機具有較高的效率，但由于永磁磁通非常穩定，磁場難以調節，因此作為發電機時電壓調整率較高，作為電動機時難以進行弱磁擴速。為了兼顧電勵磁與永磁兩者的特點，出現了混合勵磁爪極電機，通過持續的勵磁電流對永磁磁場進行調節，其效率特性、電壓調整特性介于兩者之間。
[0004]本發明擬提供一種新的爪極電機，其特性是在轉子的環形磁軛外圓繞有調磁繞組，通過對該調磁繞組通脈沖電流，實時調節環形磁軛處的永磁體的磁化狀態，也就是上述三類爪極電機的激磁磁通，使其既有永磁爪極電機的效率，又有電勵磁爪極電機的靈活性。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于針對已有技術存在的不足提供一種磁通可控的爪極電機，使其既具有永磁爪極電機無需勵磁電流的高效特性，又具有電勵磁爪極電機磁通靈活可調的特性。
[0006]為了實現上述目的，根據本發明的構思是:提供了一種爪極電機，該爪極電機的定子與普通爪極電機的定子相同，在矽鋼片疊壓而成的鐵心中開有電樞槽，電樞槽內繞有單相或多相電樞繞組。
[0007]該爪極電機具備爪極轉子:爪極轉子的轉軸外的環形磁軛中嵌有環形永磁體，環形永磁體外繞有環形調磁繞組。對于有刷爪極電機來說，在轉軸上安裝有滑環。
[0008]根據上述發明構思，本發明采用下述技術方案:
一種磁通可控的爪極電機，包括定子和轉子，在定子中，矽鋼片疊壓而成的鐵心中開有電樞槽，電樞槽內繞有單相或多相電樞繞組，其特征在于:所述轉子是一種爪極轉子:爪極轉子的轉軸上固定套裝一個環形磁軛，在環形磁軛中嵌有一個環形永磁體，環形永磁體外繞有一個環形調磁繞組；給調磁繞組通脈沖電流，就可永久改變永磁體的磁化狀態；在需要開通或者增強磁場的時候，給調磁繞組通一正向的脈沖電流，環形永磁體瞬間被充磁；在需要關斷或者減弱磁場時，給調磁繞組通一反向的脈沖電流，環形永磁體瞬間被去磁。
[0009]所述的轉子中，環形永磁體(104)具有高剩磁，低矯頑力的特點。剩磁大于1.0T,矯頑力小于100kA/m，典型的材料為鋁鎳鈷。
[0010]本發明與現有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著技術進
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少:
本發明的轉子中，給調磁繞組通脈沖電流，就可以永久改變永磁體的磁化狀態。與普通電力磁或者混合勵磁爪極電機需要在調節永磁體磁化狀態時施加持續的勵磁電流不同，爪極記憶電機只需要在需要開通或者增強磁場的時候，給調磁繞組通一正向的脈沖電流，永磁體瞬間被充磁；在需要關斷或者減弱磁場時，給調磁繞組通一反向的脈沖電流，永磁體瞬間被去磁。由于導通時間為瞬時，引起的勵磁損耗可以忽略。本發明具有永磁式爪極電機無需勵磁電流的高效特性，又具有電勵磁爪極電機磁通靈活可調的特性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明的實施例的爪極記憶電機的轉子剖面圖。
[0012]圖2是本發明的實施例的爪極記憶電機的工作原理圖。
[0013]圖3是本發明的實施例的爪極記憶電機在不同磁化狀態時的空載感應電勢。
【具體實施方式】
[0014]本發明的優選實施例結合附圖詳述如下:
實施例一:
參見圖1和圖2，本磁通可控的爪極電機，包括定子和轉子，在定子中，矽鋼片疊壓而成的鐵心中開有電樞槽，電樞槽內繞有單相或多相電樞繞組，其特征在于:所述轉子是一種爪極轉子:爪極轉子的轉軸上固定套裝一個環形磁軛，在環形磁軛中嵌有一個環形永磁體，環形永磁體外繞有一個環形調磁繞組；給調磁繞組通脈沖電流，就可永久改變永磁體的磁化狀態；在需要開通或者增強磁場的時候，給調磁繞組通一正向的脈沖電流，環形永磁體瞬間被充磁；在需要關斷或者減弱磁場時，給調磁繞組通一反向的脈沖電流，環形永磁體瞬間被去磁。
[0015]實施例二:
本實施例與實施例一基本相同，特別之處是:所述的爪極轉子中，環形永磁體(104)具有高剩磁，低矯頑力的特點，剩磁大于1.0T，矯頑力小于100kA/m，材料為鋁鎳鈷。
[0016]實施例三:
爪極記憶電機的定子與普通爪極電機的定子相同，在矽鋼片疊壓而成的鐵心中開有電樞槽，電樞槽內繞有單相或多相電樞繞組。爪極記憶電機具備爪極轉子(106):爪極轉子(106)的轉軸(101)外的環形磁軛(105)中嵌有環形永磁體(104)，環形永磁體(104)外繞有環形調磁繞組(103)。對于有刷爪極電機來說，在轉軸(101)上安裝有滑環(102)。
[0017]當需要增強爪極電機的磁場強度，例如當爪極發電機需要提高輸出電壓，給調磁繞組(103 )通一正向的脈沖電流(201)，永磁體(104)就被正向充磁，直至飽和，這時即使去掉充磁電流，因為永磁體已經被充磁，依然可以工作在較高的工作點。當需要減弱爪極電機的磁場強度，例如當爪極發電機轉速過高需要降低輸出電壓、爪極電動機需要弱磁擴速時，給調磁繞組(103)同一反向的脈沖電流(202),永磁體(104)就被反向去磁,直至完全去磁。圖2，圖3中的感應電勢(203)顯示了不同磁化狀態下的波形。
【權利要求】
1.一種磁通可控的爪極電機，包括定子和轉子，在定子中，矽鋼片疊壓而成的鐵心中開有電樞槽，電樞槽內繞有單相或多相電樞繞組，其特征在于:所述轉子是一種爪極轉子(106):爪極轉子(106)的轉軸(101)上固定套裝一個環形磁軛(105)，在環形磁軛中嵌有一個環形永磁體(104)，環形永磁體(104)外繞有一個環形調磁繞組(103);給調磁繞組(103)通脈沖電流，就可永久改變永磁體(104)的磁化狀態；在需要開通或者增強磁場的時候，給調磁繞組(103)通一正向的脈沖電流(201 )，環形永磁體(104)瞬間被充磁；在需要關斷或者減弱磁場時，給調磁繞組(103)通一反向的脈沖電流(202)，環形永磁體(104)瞬間被去磁。
2.根據權利要求1所述的磁通可控的爪極電機，其特征在于: 所述的爪極轉子中，環形永磁體(104)具有高剩磁，低矯頑力的特點，剩磁大于1.0T,矯頑力小于100kA/m，材料為鋁鎳鈷。
【文檔編號】H02K1/27GK104269950SQ201410492417
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月24日 優先權日:2014年9月24日
【發明者】崔巍, 龔宇, 李庚益, 焦占四 申請人:上海大學