专利名称：电励磁磁通反向电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电机，特别是涉及一种电励磁磁通反向式电机。
背景技术：
磁通反向式电机是一种无刷双凸极永磁电机。磁通反向式电机的定子与开关磁阻电机定子相似，每个定子凸极上绕制一相定子集中绕组，不同的是磁通反向式电机在每个定子凸极极靴表面粘贴有两块充磁方向相反的钕铁硼稀土永磁体，两块钕铁硼永磁的交界处就是定子凸极轴线位置。磁通反向式电机的转子与开关磁阻电机转子的结构也基本相同。随着磁通反向式电机的旋转，每相定子集中绕组所交链的永磁磁链会改变极性并且幅值接近线性变化，定子绕组内还有感应电势为接近平顶的梯形波，磁通反向式电机可以实现四象限运行。它具有开关磁阻电机和永磁无刷直流电机的双重优点，结构简单，适于高速运行，控制灵活；单位体积出力大，钕铁硼材料利用率高；成本低，自感和互感小的特点，因而电气时间常数小、容错能力高，具有很好的应用前景。但是，现有的磁通反向式电机主要是永磁式，磁场调节困难，永磁体存在去磁等风险，因此提出合理的电励磁式磁通反向电机成为当前迫切的需要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种磁场可调的，电励磁磁通反向电机。为达到上述目的，本发明采用如下技术方案
一种电励磁磁通反向电机，包含定子和转子，定子和转子均为凸极结构，定子具有定子齿，定子齿上绕有集中电枢绕组，每个定子齿的顶部面向气隙的位置均开有一个容置槽，该容置槽中放置有集中励磁绕组；转子上无永磁体和绕组。进一步地，所述集中励磁绕组可以为单层集中励磁绕组，即所述单层集中励磁绕组的个数是定子齿数的一半。此时，每个容置槽中可以仅分布有一个励磁线圈，各个励磁线圈依次首尾相连，组成单相励磁绕组。进一步地，所述集中励磁绕组可以为双层集中励磁绕组，即所述双层集中励磁绕组的个数与定子齿数相同。此时，每个容置槽中可以分布有两个线圈，各个励磁线圈依次首尾相连，组成单相励磁绕组，且同一个槽中的两个励磁线圈电流方向一致。进一步地，所述转子可以是直槽转子，也可以是斜槽转子。进一步地，所述斜槽转子的斜槽具有的倾斜角度能使电励磁磁通反向电机获得正弦反电势。本发明的有益效果是
(1)通过在定子齿的顶部面向气隙的位置开设容置槽放置集中励磁绕组，同时省去传统永磁式磁通反向电机的永磁体，在结构上能保留永磁式磁通反向电机结构紧凑、简单、鲁棒性好、适于高速运行的优势，在性能上能保留永磁式电机转矩出力大、功率密度高、效率高的优势。(2)容置槽设置于定子齿顶部，与已有电励磁电机相比结构简单、励磁绕组不会占用电枢绕组的槽面积，反而会减少一部分定子铁芯，研制容易。(3)转子上无永磁体，与已有永磁式电机相比，不会产用永磁体不可逆退磁风险。(4)根据不同性能要求，采用直槽转子或者斜槽转子，能使电机获得梯形波反电势或者正弦波反电势。
附图1是具有双层励磁绕组的电励磁磁通反向电机的结构示意图,附图2是具有单层励磁绕组的电励磁磁通反向电机的结构示意图,图中涉及的附图标记如下所示
1定子铁芯； 21第一集中励磁线圈 23第三集中励磁线圈 25第五集中励磁线圈 3三相集中电枢绕组； 321第三集中电枢线圈 331第五集中电枢线圈 4转子铁芯；
2单相双层集中励磁绕组；
22第二集中励磁线圈； M第四集中励磁线圈； 26第六集中励磁线圈； 311第一集中电枢线圈 322第四集中电枢线圈 332第六集中电枢线圈 5容置槽。
具体实施例方式下面结合附图，以6 / 4极的电机为例，对本发明电励磁磁通反向电机的具体实施方式
作进一步描述。如图1所示，本发明电励磁磁通反向电机包括定子铁芯1和转子铁芯4，转子位于定子的内部(转子也可位于定子的外部，组成外转子结构)，定子和转子均为凸极结构，其中定子铁芯1由导磁铁芯组成，定子有6个齿，并在每个定子齿上开有小容置槽5以安放单相双层励磁绕组2，在定子铁芯1上设置有三相集中电枢绕组3。三相集中电枢绕组3的各线圈均横跨于定子齿上，共有N个集中电枢线圈以ABC 三相的顺序依次交替分布，每相由N/3个线圈组成，属于同相的各个线圈依次差1080° / N (机械角度)。集中电枢绕组3的第一集中电枢线圈311与第二集中电枢线圈312径向相对(空间相差180° )，每个绕组线圈套于定子1中每个齿的两侧槽中，且上述两个集中线圈反向串联或并联后组成A相电枢绕组；集中绕组3的第三集中电枢线圈321与第四集中电枢线圈322径向相对(空间相差180° )，每个绕组线圈套于定子1中每个齿的两侧槽中，且上述两个集中线圈反向串联或并联后组成B相电枢绕组；集中绕组3的第五集中电枢线圈 331与第六集中电枢线圈332径向相对(空间相差180° )，每个绕组线圈套于定子1中每个齿的两侧槽中，且上述两个集中线圈反向串联或并联后组成C相电枢绕组。换言之，对于组成A、B、C每相的2个电枢绕组线圈而言，第一集中线圈和第二集中线圈在任何转子位置，其绕组中的匝链均磁链数量相同方向相反，分别需要反向串联组成A相、B相、C相。励磁绕组2—共有6个集中线圈，安放于每个定子齿面向气隙所开的槽内，即容置槽5中，为双层排放方式。其中第一励磁绕组线圈21、第二励磁绕组线圈22、第三励磁绕组线圈23、第四励磁绕组线圈对、第五励磁绕组线圈25、第六励磁绕组线圈沈均为集中绕组， 横跨于相邻两个定子齿的容置槽5中，每个容置槽5中分布有两个线圈，同一个容置槽5中的两个线圈的通电极性一致，即电流方向一致。6个线圈依次顺序首尾串联连接，组成单相双层励磁绕组。转子4可以是直槽转子，这样能保证本发明在采用集中绕组和转子不斜槽的条件下，获得非常接近于梯形波分布的磁链、反电动势等静态特性，从而使本发明更加适合于作为无刷直流驱动方式的交流调速系统元件。此外，也可以使转子4的斜槽具有一定角度， 使电机获得较为正弦的反电势，从而使本发明适合于作为无刷交流驱动方式的交流调速元件。定子和凸极转子都可以采用硅钢片叠压而成，定子齿上开出的容置槽5用于安放励磁绕组2。图2中的定子6槽/转子4极电励磁磁通反向电机的励磁绕组采用单层结构，与图 1不同之处是，励磁绕组2 —共有3个集中线圈，安放于每个定子齿面向气隙所开的容置槽 5中，为单层排列方式，其中第一励磁绕组线圈21、第二励磁绕组线圈22、第三励磁绕组线圈23均为集中绕组，横跨于相邻两个定子齿的槽中，每个槽中分布有一个线圈为单层。上述3个线圈意思顺序首尾串联连接，组成单相单层励磁绕组，其余结构与双层绕组相似，不再赘述。本发明包括定子和转子，定子和转子均为凸极结构，定子具有定子齿，定子上具有集中电枢绕组和集中励磁绕组，每个定子齿在顶部，或者说齿尖中部面向气隙的位置均开有一个小容置槽，将定子齿分为两个齿部。容置槽中放置有集中励磁绕组；转子上无永磁体和绕组。若定子齿数为N，则一共提供N个容置槽安放励磁绕组，励磁绕组可以采用单层或双层结构。若为单层励磁绕组，一共有N/2个励磁线圈，每个容置槽中分布有一个励磁线圈，各个励磁线圈依次首尾相连，组成单相励磁绕组。若为双层励磁绕组，则一共有N个励磁线圈，每个容置槽中分布有两个励磁线圈，各个励磁线圈依次首尾相连，组成单相励磁绕组，且同一个槽中的两个励磁线圈电流方向一致。在励磁绕组通入励磁电流时，同一定子齿上的两个小齿极性相反，当转子在旋转过程中与同一定子齿上的两个极性相反的小齿分别对齐时，励磁绕组所产生的磁通匝链到各个定子集中电枢线圈的方向就会相反，从而产生磁通反向效应，导致每相电枢绕组匝链的磁链为双极性。本发明电励磁磁通反向式电机可以是内转子结构或外转子结构，还可以做成直线形式，也就是说，电本发明励磁磁通反向式电机可以是内转子电机、外转子电机、直线电机中的任意一种。本发明的关键是在定子齿面向气隙的齿尖中部开出一块槽面积安置单相励磁绕组，同时省去了传统永磁式磁通反向电机的永磁体，其中每个励磁绕组槽中放置双层或单层绕组。以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应该视为本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种电励磁磁通反向电机，包含定子和转子，定子和转子均为凸极结构，定子具有定子齿，定子齿上绕有集中电枢绕组，其特征在于每个定子齿的顶部面向气隙的位置均开有一个容置槽，该容置槽中放置有集中励磁绕组；转子上无永磁体和绕组。
2.根据权利要求1所述的电励磁磁通反向电机，其特征在于，所述集中励磁绕组为单层集中励磁绕组，所述单层集中励磁绕组的个数是定子齿数的一半。
3.根据权利要求1所述的电励磁磁通反向电机，其特征在于，每个容置槽中分布有一个励磁线圈，各个励磁线圈依次首尾相连，组成单相励磁绕组。
4.根据权利要求1所述的电励磁磁通反向电机，其特征在于，所述集中励磁绕组为双层集中励磁绕组，所述双层集中励磁绕组的个数与定子齿数相同。
5.根据权利要求1所述的电励磁磁通反向电机，其特征在于，每个容置槽中分布有两个线圈，各个励磁线圈依次首尾相连，组成单相励磁绕组，且同一个槽中的两个励磁线圈电流方向一致。
6.根据权利要求1所述的电励磁磁通反向电机，其特征在于，所述转子是直槽转子。
7.根据权利要求1所述的电励磁磁通反向电机，其特征在于，所述转子是斜槽转子。
8.根据权利要求7所述的电励磁磁通反向电机，其特征在于，所述斜槽转子的斜槽具有的倾斜角度能使电励磁磁通反向电机获得正弦反电势。
9.根据权利1所述的电励磁磁通反向式电机，其特征在于，所述电励磁磁通反向式电机是内转子电机、外转子电机、直线电机中的任意一种。
全文摘要
本发明电励磁磁通反向电机，包含定子和转子，定子和转子均为凸极结构，定子具有定子齿，定子齿上绕有集中电枢绕组，每个定子齿的顶部面向气隙的位置均开有一个容置槽，该容置槽中放置有集中励磁绕组；转子上无永磁体和绕组。本发明磁场调节容易、结构紧凑、转矩出力大、功率密度高。
文档编号H02K1/22GK102570648SQ20121003185
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月14日 优先权日2012年2月14日
发明者张迪, 曹书豪, 李华平, 李键, 王晓斌, 苏宝洁, 袁龙生, 赵朝会 申请人:上海电机学院