一种磁通切换型并联混合永磁记忆电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种电机，具体涉及一种磁通切换型并联混合永磁记忆电机。
【背景技术】
[0002]永磁电机具有结构简单，运行可靠；体积小，质量轻；损耗小，效率高的特点，因而其应用范围广泛，遍及航天航空、国防、工农业和日常生活的各个领域。随着家用电器和电动汽车广泛采用永磁驱动电机，发展低能耗永磁驱动电机必能够带来显著的经济效益和社会效益。此类永磁驱动电机一般稳态运行时负载转矩较小，而启动时负载转矩较大。传统的永磁驱动电机设计理念是使得电机在额定运行点附近效率较高，然而由于永磁材料的特性，永磁电机气隙磁场难以调节。当低速运行时，较高的磁密使得铁心损耗较大；弱磁扩速时一般持续施加直轴电流分量产生去磁场，达到弱磁扩速的目的，由此会带来额外的弱磁损耗。
[0003]传统电机为了电机性能的稳定性，永磁体要有一定的抗去磁能力，要求永磁体在正常的工作范围内和恶劣的工作环境下不会产生不可逆退磁。这就意味着永磁体的厚度要足够厚以抵抗电枢绕组产生的去磁磁动势。这使得传统电机中永磁材料不能被重新磁化，一经充磁在电机的使用寿命期间，将一直保持其磁化状态。
[0004]磁通切换永磁电机，定子和转子采用双凸极结构，永磁体和电枢绕组都置于定子上，转子上既无绕组也无永磁体，结构非常简单，近年来得到了国内外学者的广泛关注。定子永磁型电机作为永磁电机同样存在气隙磁场难以调节的问题。当电机低速运行时，电机铁耗较大；当电机弱磁调速时，传统的方法采用直轴脉冲电流或者单独的弱磁绕组来弱磁运行，跟其他类型的永磁电机一样，又存在弱磁损耗大的问题。
【发明内容】
[0005]发明目的:为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种磁通切换型并联混合永磁记忆电机，采用高矫顽力永磁体和低矫顽力永磁体混合励磁，通过直流磁化绕组调节低矫顽力永磁体的磁化状态，从而调节气隙磁场，使得本发明的电机的运行范围大、弱磁损耗小、效率高。
[0006]技术方案:为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
[0007]一种磁通切换型并联混合永磁记忆电机，包括定子1、转子2、不导磁转轴3、直流磁化线圈7和交流集中绕组线圈8 ;所述转子2和定子I均采用凸极结构；定子I包括若干个U型定子铁心4，所有U型定子铁心I均匀排布形成圆环型，U型定子铁心4的侧端为定子齿，相邻两个U型定子铁心4之间存在空隙，所述空隙与其相邻的定子齿组成定子I的凸极；沿径向在每个空隙中设置有一个低矫顽力永磁体6和一个高矫顽力永磁体5，低矫顽力永磁体6位于远离轴心的一端，高矫顽力永磁体5位于靠近轴心的一端，低矫顽力永磁体6和高矫顽力永磁体5在磁路上呈并联关系，低矫顽力永磁体6和高矫顽力永磁体5之间存在间隙，将该间隙称为直流磁化线圈空腔9 ;所述直流磁化线圈7穿过相邻的两个直流磁化线圈空腔9绕于U型定子铁心4上；，所有直流磁化线圈7之间串联或并联；相邻的高矫顽力永磁体5充磁方向相反，沿圆周方向相邻的直流磁化线圈7中的电流流向相反；每个凸极上绕制有一个交流集中绕组线圈8，所有交流集中绕组线圈8分成三组，形成三相电枢绕组，其中每组中的交流集中绕组线圈8串联；低矫顽力永磁体厚度与高矫顽力永磁体的厚度之比为N，其中N为正数并且N>1。
[0008]进一步的，所述高矫顽力永磁体5采用钕铁硼永磁体，低矫顽力永磁体6采用铝镍钴永磁体或钐钴永磁体。
[0009]进一步的，所述转子2由硅钢片叠压而成。
[0010]进一步的，U型定子铁心4设置有6n个，η为正整数。
[0011]有益效果:本发明提供的一种磁通切换型并联混合永磁记忆电机:
[0012](I)本发明的记忆电机单独设置直流磁化绕组，不需电枢绕组兼做磁化绕组，通过施加直流磁化脉冲电流改变低矫顽力永磁体的磁化状态，调节气隙磁场。
[0013](2)采用高矫顽力和低矫顽力永磁体混合励磁，使得电机能够保持高功率密度。
[0014](3)低矫顽力永磁体的存在使得气隙磁密连续可调，使得电机的运行范围大。通过施加磁化脉冲，改变低矫顽力永磁体的磁化状态，脉冲结束后低矫顽力永磁体可维持此弱磁状态，也即记忆此磁化状态，因此不需要像传统的永磁电机弱磁运行时需要施加持续的直轴去磁电流，来维持去磁效果，本发明弱磁通损耗小、电机效率高。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的一种磁通切换型并联混合永磁记忆电机示意图；
[0016]图2为转子在某一位置时的正向磁化低矫顽力永磁体原理图；
[0017]图3为转子在图2所示位置时的反向磁化低矫顽力永磁体原理图；
[0018]图中有:定子1、转子2、不导磁转轴3、U形定子铁心4、高矫顽力永磁体5、低矫顽力永磁体6、直流磁化线圈上7、交流集中绕组线圈8、直流磁化线圈空腔9、定子槽10、转子槽11、高矫顽力永磁体磁通路径12、直流磁化磁通路径13、低矫顽力永磁体磁通路径14、高矫顽力永磁体磁化方向15、低矫顽力永磁体磁化方向16。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0020]如图1所示的一种磁通切换型并联混合永磁记忆电机，包括定子1、转子2、不导磁转轴3、6η个U型定子铁心4，η为正整数；直流磁化线圈7和交流集中绕组线圈8 ;转子2和定子I均采用凸极结构；转子2由硅钢片叠压而成；定子I设置在转子2外部，转子2固定于不导磁转轴3上。
[0021]定子I包括若干个U型定子铁心4，所有U型定子铁心I均匀排布形成圆环型，U形定子铁心4开口朝向转子；U型定子铁心4的侧端为定子齿(即一个U型定子铁心4有两个定子齿)，相邻两个U型定子铁心4之间存在空隙，所述空隙与其相邻的定子齿组成定子I的凸极；沿径向在每个空隙中设置有一个低矫顽力永磁体6和一个高矫顽力永磁体5，低矫顽力永磁体6位于远离轴心的一端，高矫顽力永磁体5位于靠近轴心的一端，低矫顽力永磁体6和高矫顽力永磁体5在磁路上呈并联关系，低矫顽力永磁体6和高矫顽力永磁体5之间存在间隙，将该间隙称为直流磁化线圈空腔9 ;直流磁化线圈7穿过相邻的两个直流磁化线圈空腔9绕于U型定子铁心4上；所有直流磁化线圈7之间串联或并联；相邻的高矫顽力永磁体5充磁方向相反，沿圆周方向相邻的直流磁化线圈7中的电流流向相反；每个凸极上绕制有一个交流集中绕组线圈8，即有6η个交流集中绕组线圈8 ;6η个交流集中绕组线圈8分成三组，形成三相电枢绕组，其中每组中交流集中绕组线圈8串联连接；当η =I时，即有六个U型定子铁心4，有六个凸极，六个交流集中绕组线圈8 ;六个线圈共分成三组，每两个线圈组成一相电枢绕组。低矫顽力永磁体厚度与高矫顽力永磁体的厚度之比为N，其中N为正数并且Ν>1。
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