【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电机，具体涉及一种双电枢磁通切换电励磁电机。
技术介绍
1、磁通切换永磁电机是近年来较为热门的一类定子型永磁电机，相较于传统表贴式永磁电机，其具有相当的转矩密度、更强的抗退磁能力、更好的调速性能，且转子结构简单。然而，该类电机需要较大用量的永磁体，在当今去稀土背景下，限制了其应用的进一步拓展。
2、针对以上问题，诸多学者考虑采用电励磁、混合励磁方式来降低该类电机中的永磁体用量，例如英国谢菲尔德大学的j.t. chen、z.q. zhu等人在其论文中提出在原有的磁通切换拓扑结构下，采用励磁绕组替代永磁体（low cost flux-switching brushless acmachines，ieee vehicle power and propulsion conference，2010），来实现更低的成本。相比于同类的永磁电机，电励磁方案具有完全无退磁风险、调速范围更广、调速策略更加灵活等优势，且整体型的定子结构相较于永磁方案中的分块铁芯结构，加工与装配难度大大降低。因此，磁通切换电励磁电机在一些特殊场景下，具有较强的应用潜力。
3、传统磁通切换电励磁电机主要存在以下不足之处：
4、第一，磁通切换电励磁电机通常由直流励磁绕组来提供恒定磁场，实现等效于永磁电机中永磁体的功能。然而，由直流励磁电流产生的磁场通常远弱于钕铁硼永磁体提供的磁场，这也是造成磁通切换电励磁电机转矩密度较低的根本原因。虽然提升励磁电流或励磁线圈匝数可实现磁场的加强，但是这将显著增加电机的电负荷与热负荷，将会给
5、第二，磁通切换电励磁电机只有定子励磁绕组与定子电枢绕组，容错能力较弱，一旦励磁绕组或电枢绕组任意一者失效，电机将无法输出转矩。虽然将它们都设计成多套形式，例如将电枢绕组按照空间分布分离成两套或更多套的独立控制绕组，可以在一定程度上保证一定的容错运行性能，但是这将导致电机转矩输出、效率、运行稳定性等性能指标严重下降，且很有可能会产生不平衡力、局部涡流损耗增大等诸多寄生负效应。另外，独立控制的多套绕组意味着对应的变频器硬件成本增加，控制逻辑更加复杂。
技术实现思路
1、基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本专利技术的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本专利技术的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种双电枢磁通切换电励磁电机。
2、为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种双电枢磁通切换电励磁电机，包括定子与转子，所述定子包括定子铁芯、励磁绕组和定子电枢绕组，定子铁芯具有沿其周向分布的定子槽，定子槽包括第一定子槽和第二定子槽，第一定子槽的两侧为第二定子槽，第一定子槽用于容纳励磁绕组，第二定子槽用于容纳定子电枢绕组；
4、所述转子包括转子铁芯和转子电枢绕组，转子铁芯包括沿其周向分布的转子槽，转子槽用于容纳转子电枢绕组；
5、当各绕组处于工作状态时，励磁绕组通直流电，定子电枢绕组与转子电枢绕组通交流电，定子电枢绕组电流的相位角控制为0°～90°，转子电枢绕组电流的相位角控制为-90°～0°。
6、作为优选方案，所述定子电枢绕组电流的相位角控制为0°～20°，转子电枢绕组电流的相位角控制为-60°～-30°。
7、作为优选方案，所述定子电枢绕组电流的相位角与转子电枢电流的相位角之差控制为40°～70°。
8、作为优选方案，所述第一定子槽为平行槽，第二定子槽为非平行槽，第一定子槽的面积大于第二定子槽的面积。
9、作为优选方案，所述励磁绕组的铜耗大于定子电枢绕组的铜耗，转子电枢绕组的铜耗大于定子电枢绕组的铜耗。
10、作为优选方案，所述励磁绕组的铜耗与转子电枢绕组的铜耗相等。
11、作为优选方案，相邻定子槽之间通过定子齿分隔，所述定子齿为宽度相同的平行齿；
12、第一定子槽的槽宽大于定子齿的齿宽，定子齿的齿宽大于定子铁芯的最大轭厚。
13、作为优选方案，所述第一定子槽的槽宽大于第二定子槽的最大槽宽，第二定子槽的槽口宽度小于定子齿的齿宽。
14、作为优选方案，所述第一定子槽的槽深大于第二定子槽的槽深。
15、作为优选方案，相邻转子槽之间通过转子齿分隔，转子齿为平行齿；
16、转子齿的齿顶宽度大于第一定子槽的槽宽。
17、作为优选方案，当转子电枢绕组断开且励磁绕组与定子电枢绕组工作时，定子电枢绕组电流的相位角控制为0°；
18、当定子电枢绕组断开且励磁绕组与转子电枢绕组工作时，转子电枢绕组电流的相位角控制为0°；
19、当励磁绕组断开且定子电枢绕组与转子电枢绕组工作时，定子电枢绕组电流的相位角控制为0°～20°，转子电枢绕组电流的相位角控制为-60°～-30°，且定子电枢绕组电流的相位角与转子电枢电流的相位角之差控制为40°～70°。
20、本专利技术与现有技术相比，有益效果是：
21、本专利技术通过双电枢拓扑及各电枢绕组电流的相位角配合，可实现磁通切换电励磁电机转矩密度的显著提升。在此基础上，依靠各套绕组电流的相位角、各套绕组铜耗分配以及特殊定子槽型的相互配合，可实现转矩密度的进一步提升。相比于传统的磁通切换电励磁电机，电机产生的铜耗分布于定转子两侧，当定转子同时配备主动冷却时，将会得到更低的温升、更均匀的温度分布。
22、本专利技术的双电枢磁通切换电励磁电机具有很好的容错性能，主要体现在两大方面：第一，无需绕组分套处理、无需绕组类别切换，即使是励磁绕组失效，电机也能运行，保证了系统结构的简洁性与经济性，容错控制逻辑也较为简单；第二，任意一种容错运行模式下，在不改变电流幅值的前提下，仍能保证相当一部分的转矩输出，且不会产生诸如径向受力极不平衡、转矩波动显著加剧等负面影响。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种双电枢磁通切换电励磁电机，包括定子与转子，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的双电枢磁通切换电励磁电机，其特征在于，所述定子电枢绕组电流的相位角控制为0°～20°，转子电枢绕组电流的相位角控制为-60°～-30°。
3.根据权利要求2所述的双电枢磁通切换电励磁电机，其特征在于，所述定子电枢绕组电流的相位角与转子电枢电流的相位角之差控制为40°～70°。
4.根据权利要求1-3任一项所述的双电枢磁通切换电励磁电机，其特征在于，所述第一定子槽为平行槽，第二定子槽为非平行槽，第一定子槽的面积大于第二定子槽的面积。
5.根据权利要求4所述的双电枢磁通切换电励磁电机，其特征在于，所述励磁绕组的铜耗大于定子电枢绕组的铜耗，转子电枢绕组的铜耗大于定子电枢绕组的铜耗。
6.根据权利要求5所述的双电枢磁通切换电励磁电机，其特征在于，所述励磁绕组的铜耗与转子电枢绕组的铜耗相等。
7.根据权利要求5所述的双电枢磁通切换电励磁电机，其特征在于，相邻定子槽之间通过定子齿分隔，所述定子齿为宽度相同的平行齿；
8.根
9.根据权利要求4所述的双电枢磁通切换电励磁电机，其特征在于，相邻转子槽之间通过转子齿分隔，转子齿为平行齿；
10.根据权利要求1-3任一项所述的双电枢磁通切换电励磁电机，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种双电枢磁通切换电励磁电机，包括定子与转子，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的双电枢磁通切换电励磁电机，其特征在于，所述定子电枢绕组电流的相位角控制为0°～20°，转子电枢绕组电流的相位角控制为-60°～-30°。
3.根据权利要求2所述的双电枢磁通切换电励磁电机，其特征在于，所述定子电枢绕组电流的相位角与转子电枢电流的相位角之差控制为40°～70°。
4.根据权利要求1-3任一项所述的双电枢磁通切换电励磁电机，其特征在于，所述第一定子槽为平行槽，第二定子槽为非平行槽，第一定子槽的面积大于第二定子槽的面积。
5.根据权利要求4所述的双电枢磁通切换电励磁电机，其特征在于，所述励磁绕组的铜耗大于定子电枢绕组的铜...
【专利技术属性】
技术研发人员：闻汇，陈炳拓，王文婷，闫冉冉，
申请(专利权)人：浙江科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。