专利名称：混合励磁爪极电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种交流同步电机，特别是涉及一种混合励磁爪极电机。
背景技术：
目前，爪机电机的应用越来越广泛，就爪极电机而言，有传统的爪极电
机(Claw pole machine)、永磁爪极电机，和混合励磁爪极电机。目前使用 较多的混合励磁爪机电机有两种 一是在相邻的两个爪极之间加入一块切向 充磁的永磁体，与传统的爪极电机相比，这样减少了爪极之间的漏磁，但由 于永磁体的加入，会造成爪极极身磁密的饱和，为减少爪极极身的饱和就必 须增大爪极，使得电机的体积重量增大；同时永磁体的加入也造成一对极下 磁场的偏斜；二是在两个爪极体的轴向之间放入了一个圆柱型切向充磁永磁 体，两个磁势源是串联的，磁场调节所需要的励磁电流较大，效率较低。
因此，解决电机体积重量与电机气隙磁密之间的矛盾，设计出不增加电 机体积重量、又能提高气隙磁密的的电机，成为本领域技术人员想要解决的 问题。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高气隙磁密和高 电机功率密度的混合励磁爪极电机。
为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案 一种混合励磁爪极电 机，包括主轴、设置于主轴上励磁绕组以及爪极、定子铁芯、设置于定子铁芯上的电枢绕组、以及爪极之间贴有的一层halbach阵列结构的磁钢。
所述halbach阵列结构的磁钢由五块永磁体构成；该五块永磁体构成一 个N、 S极磁体；该N、 S极磁体的充磁方向同切向，将该处的磁场形成为一 个单边磁场。
所述混合励磁爪极电机可以采用集中式绕组，也可以采用分布绕组。 本实用新型混合励磁爪极电机不需要改变传统爪极电机爪极的结构，仅 仅在两爪极之间增加一块halbach列，由于halbach的单边磁场效应，在不 增加爪极极身体积和重量的情况下可以获得较强的气隙磁场。可以是三相电 机也可以是多相电机。
图1是本实用新型混合励磁爪极电机的截面结构示意图； 图2是爪极之间放置的halbach阵列结构的磁钢的示意图。
具体实施方式
以下结合附图给出本实用新型的具体实施方式
。
本实用新型混合励磁爪极电机，包括定子和转子。该定子和转子的铁芯 均由硅钢片叠压而成，定子铁芯内侧是凸极齿槽结构，齿上套有电枢绕组， 转子铁芯是爪极结构，爪极转子的两爪极之间贴有一层Halbach阵列结构的 磁钢。如图1所示，本实用新型混合励磁爪极电机包括主轴1，设置于主轴1 上的励磁绕组2以及爪极3、设置于两个爪极之间的halbach列4，以及，定 子铁芯5和设置于定子铁芯5上的电枢绕组6。
参见附图2。所述halbach阵列结构的磁钢由五块不同充磁方向的永磁体构成，每块永磁体的充磁方向如图所示，该五块永磁体共同形成一个N、 S 极磁体，相当于一个切向充磁永磁体，将该处的磁场形成为--个单边磁场。 该单边磁场一方面提高了气隙磁密，另一方面又能保持爪极极身体积和重量 不变，提高了电机的输出功率，功率密皮增大。
在本实用新型混合励磁电机中，由于其磁场正弦分布程度较高，谐波磁 场影响较小，因此可以通过采用集中式绕组来降低线包高度，从而可以保持 爪极极身体积和重量不变。
本实用新型所提供的混合励磁爪极电机采用并联磁路结构，利用
halbach列的单边磁场作用，在不改变传统爪极电机爪极形状和规格的情况 下，提高了电机的功率密度，能广泛用于汽车发电、风力发电等领域。另一 方面，由于励磁磁场的主要部分改有永磁体产生，励磁绕组仅仅作为辅助的 调节装置，电机正常工作时，励磁绕组中的励磁电流为0，励磁绕组不消耗 功率，仅当负载变化(如汽车爬坡)永磁励磁磁场不足时，才适当的加入励 磁电流来调节气隙磁场，因此也是一种节能型电机。
权利要求1.一种混合励磁爪极电机，包括主轴，设置于主轴上励磁绕组以及爪极、定子铁芯，以及设置于定子铁芯上的电枢绕组，其特征在于所述混合励磁爪极电机的爪极之间贴有一层halbach阵列结构的磁钢。
2. 根据权利要求1所述的混合励磁爪极电机，其特征在于所述halbach 阵列结构的磁钢由五块永磁体构成。
3. 根据权利要求2所述的混合励磁爪极电机，其特征在于所述五块永 磁体构成一个N、 S极磁体。
4. 根据权利要求2所述的混合励磁爪极电机，其特征在于所述N、 S极 磁体的充磁方向同切向，将该处的磁场形成为一个单边磁场。
5. 根据权利要求1所述的混合励磁爪极电机，其特征在于所述混合励 磁爪极电机采用集中式绕组。
6. 根据权利要求1所述的混合励磁爪极电机，其特征在于所述混合励磁爪极电机采用分布式绕组。
专利摘要本实用新型提供一种混合励磁爪极电机，包括定子和转子。该定子和转子的铁芯均由硅钢片叠压而成，定子铁芯内侧是凸极齿槽结构，齿上套有电枢绕组，转子铁芯是爪极结构，爪极转子的两爪极之间贴有一层Halbach阵列结构的磁钢。本实用新型在不增加爪极极身体积和重量的情况下可以获得较强的气隙磁场。可以是三相电机也可以是多相电机。
文档编号H02K19/12GK201142626SQ200720198680
公开日2008年10月29日 申请日期2007年11月30日 优先权日2007年11月30日
发明者军 刘, 赵朝会, 亮 齐 申请人:上海电机学院