一种宽调速型磁场调制双馈电机的制作方法

本发明涉及磁场调制和双馈电机领域，具体涉及一种宽调速型磁场调制双馈电机。

背景技术：

传统的同步电机和绕线式异步电机需要电刷和滑环与外电路连接，由于存在滑动摩擦，使得它们工作时无法可靠运行。因此，无刷的新型电机受到国内外相关学者的关注。传统的磁齿轮电机取消了电刷，但是转速调节较为困难，无法实现宽调速。无刷双馈电机取消了电刷和滑环，系统运行可靠，所使用变频器容量小，降低了系统成本，运行灵活，可方便地实现单馈异步、同步、超同步和亚同步等多种稳定运行方式，在电动变频调速及发电变速恒频运行方面具有良好的应用前景。但是双馈电机中存在较大的电磁隔离，导致了电机的功率密度较低。

技术实现要素：

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提高双馈电机功率密度，提出一种宽调速磁场调制电机。

技术方案：本发明的一种宽调速型磁场调制双馈电机包括定子、功率绕组，控制绕组，外转子、内转子和电机转轴；

其中，定子部分包括定子、定子轭部、定子齿、功率绕组和控制绕组；转子部分包括外转子和内转子，外转子和内转子同轴且相互独立；外转子由感应电机部分和磁场调制部分共同组成包括铝导条、感应电机铁芯铁芯极；内转子由表贴式永磁体和转子铁芯组成；电机转轴位于该双馈电机的轴心，在电机转轴外是转子铁芯，表贴式永磁体表贴在转子铁芯外周，外转子位于内转子外，定子位于外转子外，功率绕组，控制绕组位于定子的线槽内。

所述功率绕组位于定子线槽内的外周，控制绕组位于定子线槽内的内周。

所述外转子为模块化，由感应电机部分和磁场调制部分共同组成，其中感应电机部分由铝导条和感应电机铁芯组成，磁场调制部分由铁芯极组成，且感应电机部分与磁场调制部分交替分布。

所述铁芯极均布在外转子中，在相邻的两个铁芯极之间设有感应电机铁芯，在感应电机铁芯上设有铝导条。

所述外转子转速fr与控制绕组中电流频率fc，功率绕组频率fp，内定子频率fi，功率绕组极对数p，控制绕组极对数c，内转子永磁极对数i和铁芯极数z的关系满足关系式：

fi＝fp

i＝p。

有益效果：

1、整个电机整体结构简单，空间利用率高，电机采用了铁芯极与感应电机共同工作的方式，功率绕组、电枢绕组均置于定子上，易于散热冷却。

2、本电机外转子采用笼型转子和铁芯极分块组装的形式，便于加工和组装。

3、本电机外转子采用的笼型转子块，具有结构简单，能单馈异步运行，可靠性高的特点。

4、本电机减少了传统级联式双馈电机的隔磁部分，提高了电机的功率密度；

附图说明

图1为本发明的电机横截面结构图。

图2为本发明另一种结构形式，为凸极转子块铝导条4.1、感应电机铁芯4.2与铁芯极4.3结合组成的外转子。

图3为本发明电机的控制绕组为60hz，功率绕组为70hz时的转速。

图4为本发明电机的控制绕组为50hz，功率绕组为70hz时的转速。

图中有：定子1、定子轭部1.1、定子齿1.2、功率绕组2，控制绕组3，外转子4、铝导条4.1、感应电机铁芯4.2、铁芯极4.3、内转子5、表贴式永磁体5.1、转子铁芯5.2、电机转轴6。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明做进一步说明。

本发明技术方案如下：一种宽调速型磁场调制双馈电机，包括定子1、功率绕组2，控制绕组3，外转子4、内转子5和电机转轴6。

其中，定子部分包括定子1、定子轭部1.1、定子齿1.2、功率绕组2和控制绕组3；转子部分包括外转子4和内转子5，外转子4和内转子5同轴且相互独立；外转子4由感应电机部分和磁场调制部分共同组成包括铝导条4.1、感应电机铁芯4.2铁芯极4.3；内转子5由表贴式永磁体5.1和转子铁芯5.2组成；电机转轴6位于该双馈电机的轴心，在电机转轴6外是转子铁芯5.2，表贴式永磁体5.1表贴在转子铁芯5.2外周，外转子4位于内转子5外，定子1位于外转子4外，功率绕组2，控制绕组3位于定子1的线槽内，其与普通表贴式同步电机转子相同。

所述外转子4转速fr与控制绕组中电流频率fc，功率绕组频率fp，内定子频率fi，功率绕组极对数p，控制绕组极对数c，内转子永磁极对数i和铁芯极数z的关系满足关系式：

fi＝fp

i＝p

所述外转子4属于模块化，由感应电机部分和磁场调制部分共同组成，其中感应电机部分由巢型导条4.1和感应电机铁芯4.2组成，其中巢型导条的层数为(p+c)层，巢型导条感应电流在气隙中感应出空间磁动势的主要谐波次数与定子绕组相同极对数相同，故而可以进行能量传递。

所述功率绕组2位于定子1线槽内的外周，控制绕组3位于定子1线槽内的内周。

所述铁芯极4.3均布在外转子4中，在相邻的两个铁芯极4.3之间设有感应电机铁芯4.2，在感应电机铁芯4.2上设有铝导条4.1。

以上仅为本发明较佳的实施方式，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等同形式的修改均落于

本技术：
所附权利要求所限定的范围内。

技术特征：

1.一种宽调速型磁场调制双馈电机，其特征在于包括定子(1)、功率绕组(2)，控制绕组(3)，外转子(4)、内转子(5)和电机转轴(6)；

其中，定子部分包括定子(1)、定子轭部(1.1)、定子齿(1.2)、功率绕组(2)和控制绕组(3)；转子部分包括外转子(4)和内转子(5)，外转子(4)和内转子(5)同轴且相互独立；外转子(4)由感应电机部分和磁场调制部分共同组成包括铝导条(4.1)、感应电机铁芯(4.2)铁芯极(4.3)；内转子(5)由表贴式永磁体(5.1)和转子铁芯(5.2)组成；电机转轴(6)位于该双馈电机的轴心，在电机转轴(6)外是转子铁芯(5.2)，表贴式永磁体(5.1)表贴在转子铁芯(5.2)外周，外转子(4)位于内转子(5)外，定子(1)位于外转子(4)外，功率绕组(2)，控制绕组(3)位于定子(1)的线槽内。

2.根据权利要求1所述的一种宽调速型磁场调制双馈电机，其特征在于，所述功率绕组(2)位于定子(1)线槽内的外周，控制绕组(3)位于定子(1)线槽内的内周。

3.根据权利要求1所述的一种宽调速型磁场调制双馈电机，其特征在于，所述外转子(4)为模块化，由感应电机部分和磁场调制部分共同组成，其中感应电机部分由铝导条(4.1)和感应电机铁芯(4.2)组成，磁场调制部分由铁芯极组成(4.3)，且感应电机部分与磁场调制部分交替分布。

4.根据权利要求3所述的一种宽调速型磁场调制双馈电机，其特征在于，所述铁芯极(4.3)均布在外转子(4)中，在相邻的两个铁芯极(4.3)之间设有感应电机铁芯(4.2)，在感应电机铁芯(4.2)上设有铝导条(4.1)。

5.根据权利要求3所述的一种宽调速型磁场调制双馈电机，其特征在于，所述外转子(4)转速fr与控制绕组中电流频率fc，功率绕组频率fp，内定子频率fi，功率绕组极对数p，控制绕组极对数c，内转子永磁极对数i和铁芯极数z的关系满足关系式：

fi＝fp

i＝p。

技术总结
本发明公开了一种宽调速型磁场调制双馈电机，其中，定子部分包括定子、定子轭部、定子齿、功率绕组和控制绕组；转子部分包括外转子和内转子，外转子和内转子同轴且相互独立；外转子由感应电机部分和磁场调制部分共同组成包括铝导条、感应电机铁芯铁芯极；内转子由表贴式永磁体和转子铁芯组成；电机转轴位于该双馈电机的轴心，在电机转轴外是转子铁芯，表贴式永磁体表贴在转子铁芯外周，外转子位于内转子外，定子位于外转子外，功率绕组，控制绕组位于定子的线槽内。通过本发明实现磁场调制电机和感应电机的联合，实现电和磁的共同作用。该种电机可以通过调节控制绕组中通入的频率实现电机的宽调速。

技术研发人员：徐炜;秦岭
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2020.03.30
技术公布日：2020.07.03