一種電勵磁同步電機的轉(zhuǎn)子裝置及電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電勵磁同步電機的轉(zhuǎn)子裝置及電機。
【背景技術(shù)】
[0002]電勵磁同步電機在帶負載工作時，由于磁路的不對稱導(dǎo)致轉(zhuǎn)子極靴的局部飽和，限制了電勵磁同步電機轉(zhuǎn)矩的提升，并使氣隙磁場的諧波含量增大，鐵損增加，反電勢諧波畸變率增加，從而導(dǎo)致電機的溫升變高、效率下降，同時增加了電機的轉(zhuǎn)矩脈動和齒槽轉(zhuǎn)矩，較大的脈動轉(zhuǎn)矩會產(chǎn)生振動以及噪聲，將影響電機的性能，因此對電機極靴部位的優(yōu)化就顯得尤為重要。轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)是電勵磁同步電機的關(guān)鍵技術(shù)，電機的運行性能、控制系統(tǒng)、制造工藝和適用場合也不相同。隨著節(jié)能減排日益重要，不僅要求電機必須體積小、重量輕、力能指標高，功率因數(shù)高，同時要求滿足牽引特有的工作特性，并保證所需的過載能力。因此，為了解決轉(zhuǎn)子磁路設(shè)計無法滿足牽引領(lǐng)域工作特性要求，對轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和改進就顯得尤為重要。圖1是現(xiàn)有的電勵磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖，目前，電勵磁同步電機通常在工作時，由于交叉耦合的影響，會造成轉(zhuǎn)子局部飽和，因此，導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩下降，且影響其氣隙磁場波形，造成轉(zhuǎn)矩脈動的升高，影響電機性能。通常電勵磁同步電機轉(zhuǎn)子，只是對轉(zhuǎn)子極靴形狀進行設(shè)計，但并不能改變電樞電流造成的局部飽和對電機性能的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明要解決的一個技術(shù)問題是提供一種電勵磁同步電機的轉(zhuǎn)子裝置及電機。
[0004]—種電勵磁同步電機的轉(zhuǎn)子裝置，包括:轉(zhuǎn)子鐵芯和轉(zhuǎn)子極靴，所述轉(zhuǎn)子極靴設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外圓上，在所述轉(zhuǎn)子極靴上設(shè)置有線圈槽，在所述線圈槽中嵌套有至少一個極靴勵磁線圈。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進一步的，在所述線圈槽的邊緣處設(shè)置有至少一個空氣槽。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進一步的，所述線圈槽和所述空氣槽都為矩形槽，所述線圈槽與所述空氣槽相互平行設(shè)置。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進一步的，所述轉(zhuǎn)子極靴的端部為“丁”字形，2個所述線圈槽分別設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子極靴端部的兩個尖端上，在2個所述線圈槽中分別嵌套有一個極靴勵磁線圈。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進一步的，2個所述空氣槽分別設(shè)置在2個所述線圈槽的邊緣處，其中，2個所述空氣槽位于2個所述線圈槽之間，所述空氣槽為通槽。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進一步的，所述轉(zhuǎn)子鐵芯為多極結(jié)構(gòu)，每一極為一個轉(zhuǎn)子主齒，在每個轉(zhuǎn)子主齒的端部都設(shè)置所述轉(zhuǎn)子極靴。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進一步的，在每個轉(zhuǎn)子主齒上、并位于所述極靴的下方都套有轉(zhuǎn)子勵磁線圈，每個轉(zhuǎn)子勵磁線圈都通過串聯(lián)或并聯(lián)的方式連接起來，構(gòu)成轉(zhuǎn)子勵磁繞組。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進一步的，所述轉(zhuǎn)子鐵芯為4極或8極結(jié)構(gòu)。
[0012]—種電勵磁同步電機，包括:定子裝置、如上所述的電勵磁同步電機的轉(zhuǎn)子裝置。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，進一步的，所述定子裝置包括:定子鐵芯和定子勵磁繞組;所述定子鐵芯為多極結(jié)構(gòu)，每一極為一個定子主齒，在每個定子主齒的端部都套有定子勵磁線圈，每個定子勵磁線圈都通過串聯(lián)或并聯(lián)的方式連接起來，構(gòu)成定子勵磁繞組。
[0014]本發(fā)明的電勵磁同步電機的轉(zhuǎn)子裝置及電機，可以優(yōu)化氣隙磁密，降低氣隙波形畸變率，減少雜散損耗，降低振動和噪聲，同時抑制交軸電樞反應(yīng)，對電機的過載能力進行調(diào)節(jié);通用性強，適用于各種功率等級、各種結(jié)構(gòu)型式、各種安裝方式、各種用途等的電勵磁同步電機;不需要在電勵磁同步電機內(nèi)額外增加任何的設(shè)備，不改變電勵磁同步電機原有的結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的電勵磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明的電勵磁同步電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3為本發(fā)明的電勵磁同步電機的轉(zhuǎn)子的磁通示意圖；
[0019]圖4為本發(fā)明的電勵磁同步電機的轉(zhuǎn)子的空氣槽的示意圖；
[0020]其中，1-定子鐵心，2-極靴勵磁線圈，3-空氣槽，4-轉(zhuǎn)子繞組，5-轉(zhuǎn)子鐵心，6_極靴勵磁線圈勵磁磁通，7-定子電樞繞組磁通，8-轉(zhuǎn)子繞組勵磁磁通，10-定子勵磁繞組，11-轉(zhuǎn)子極靴。
【具體實施方式】
[0021]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0022]如圖2至4所示，本發(fā)明提供一種電勵磁同步電機的轉(zhuǎn)子裝置，包括:轉(zhuǎn)子鐵芯和轉(zhuǎn)子極靴10。轉(zhuǎn)子極靴10設(shè)置在轉(zhuǎn)子鐵芯的外圓上，在轉(zhuǎn)子極靴10上設(shè)置有線圈槽，在線圈槽中嵌套有至少一個極靴勵磁線圈2。極靴勵磁線圈2的數(shù)量可以根據(jù)具體的電機、極靴進行設(shè)置，例如，可以為1、2、3個等。
[0023]在一個實施例中，轉(zhuǎn)子鐵芯為多極結(jié)構(gòu)，例如，轉(zhuǎn)子鐵芯可以為4極或8極等結(jié)構(gòu)，分別為S極、N極。轉(zhuǎn)子鐵芯為多齒結(jié)構(gòu)，每一極為一個轉(zhuǎn)子主齒5，在每個轉(zhuǎn)子主齒5的端部都設(shè)置轉(zhuǎn)子極靴10。在每個轉(zhuǎn)子主齒5上、并位于極靴10的下方都套有轉(zhuǎn)子勵磁線圈，每個轉(zhuǎn)子勵磁線圈都通過串聯(lián)或并聯(lián)的方式連接起來，構(gòu)成轉(zhuǎn)子勵磁繞組4。
[0024]在一個實施例中，在線圈槽的邊緣處設(shè)置有至少一個空氣槽3。空氣槽3的形狀和形式可以根據(jù)具體的電機或極靴進行設(shè)置，空氣槽3可以為通槽、沉槽或其他的形式，空氣槽3的形狀可以為方形、弧形等。例如，線圈槽和空氣槽3都為矩形槽，線圈槽與空氣槽3相互平行設(shè)置。
[0025]轉(zhuǎn)子極靴10的端部為“丁”字形，2個線圈槽分別設(shè)置在轉(zhuǎn)子極靴10端部的兩個尖端上，在2個線圈槽中分別嵌套有一個極靴勵磁線圈2。2個空氣槽3分別設(shè)置在2個線圈槽的邊緣處，其中，2個空氣槽位于2個線圈槽之間，空氣槽3為通槽。
[0026]上述實施例中的電勵磁同步電機的轉(zhuǎn)子裝置，通過在轉(zhuǎn)子極靴兩端尖部開槽、在槽內(nèi)嵌勵磁線圈的方式，使轉(zhuǎn)子極靴的飽和度減弱，從而增大氣隙主磁通，改善氣隙波形，進而提升電機性能。
[0027]在一個實施例中，通過在轉(zhuǎn)子極靴尖部開槽放置勵磁線圈外，并在其相鄰部分開空氣槽，通過調(diào)整此處的勵磁電流來控制極靴部分勵磁的大小，以便調(diào)節(jié)磁通大小，如圖3所示。
[0028]如圖4所示