新能源汽车电机驱动系统 课件 任务4.4混合励磁电动机的构造

混合励磁电动机的构造主讲人：祝存栋新能源汽车电机驱动系统IMPORT导入随着全球工业化进程的加快，单一励磁电机，如永磁电机已不能满足当前工业技术的需要，一种由两种励磁源相互作用，共同实现电磁能量转换的新型电机诞生，这就是混合励磁电动机。混合励磁电动机继承了永磁电动机的特性，并且电动机气隙磁场更平滑并且可以调节。在运行过程中启动的转矩更大，速度调节的范围更广，发电的时候电压调节能力也更强。混合励磁电动机渐渐取代了永磁电机，并已在工业技术中得到更广泛的应用。混合励磁电动机有哪些种类？它们的结构有什么特点？CONTENTS目录1.混合励磁电机的结构分类2.混合励磁电机的结构特点3.混合励磁电机的发展趋势LEARNINGOBJECTIVES学习目标1、了解并掌握混合励磁电机的分类2、掌握串励式、并励式、混励式混合励磁电机的结构特点3、培养严谨认真的职业态度4、培养自主学习能力混合励磁电动机混合励磁电机的结构分类01混合励磁电机的结构分类永磁体磁动势电机具有功率密度高和效率高的优势，动态响应较快。其内部只存在单一永磁励磁源，带来了磁场调节困难的固有问题，限制了电动运行调速范围、高效区拓展以及发电运行的调压和故障保护能力。电励磁磁动势的幅值和方向可调，可看作一个可变磁动势源。它能随意调节气隙磁场，弥补永磁磁动势电机不可调速的问题，可以进一步拓宽电机的转速范围。混合励磁电机按照永磁体磁动势和电励磁磁动势的相互作用关系，可以分为串励式、并励式和混励式。混合励磁电机中存在两个磁动势源:永磁体磁动势和电励磁磁动势。电机三维结构原理混合励磁电机的结构特点02混合励磁电机的结构特点1、串励式混合励磁电机在永磁体磁路上叠加一个电励磁磁动势源，过大的气隙会导致过大的励磁功率。助磁幅度受到限制，弱磁范围不大。调磁范围有限，对永磁体有不可逆退磁的危险，且产生单位磁通的励磁功率较大，电机整体效率较低。具有结构紧凑、漏磁小的优点。典型的串励式混合励磁电机(a)双凸极混合励磁电机;(b)同步/永磁混合励磁电机1-定子轭部;2-永磁体;3-直流励磁绕组混合励磁电机的结构特点2、并励式混合励磁电机并励式结构是永磁电机和电励磁同步电机组合后共用一个定子铁芯和定子绕组。电机的转子有两种组合形式:一是永磁转子和电励磁转子沿轴向组合；二是永磁转子和电励磁转子沿周向组合。励磁损耗小、控制磁场能力强，永磁体没有不可逆退磁的危险。如果轴向组合转子式混合励磁电机的励磁绕组一侧端部占据了定子铁芯和定子绕组的有效空间，会降低材料的有效利用率，导致电机成本增大，效率降低。并励式混合励磁电机结构(a)轴向组合式:(b)周向组合式1一永磁体;2一固定块;3一定子;4一励磁绕组;5一励磁机;6一隐极式电励磁转子;7一IPM转子;8一轴;9一隔磁桥;10一定子铁芯;11一机座;12一电枢烧组;13一转子铁芯;14一转子压板混合励磁电机的结构特点3、混励式混合励磁电机电励磁磁动势不直接或很少一部分作用到永磁体上，只是在铁芯某部位共磁路，一般不会有永磁体不可逆退磁的危险。电机结构比较复杂，电励磁绕组散热困难。磁路长、漏磁大，电励磁控制磁场能力不如并励式结构混合励磁单机。

典型的混励式混合励磁电机(a)径向式磁极分割型;(b)轴向式磁极分割型;(c)双馈电Kaman结构;(d)混合励磁爪极1,12一永磁体;2一直流励磁绕组;3一叠片定子;4一实心定子;5一实心转子;6一电枢绕组;7一铁芯极;8一铁芯极助磁;9一永磁磁通;10一爪极;11一定子铁芯;13一轴混合励磁电机的发展趋势03混合励磁电机的发展趋势并励式混合励磁单机的电励磁控制磁场能力和永磁体的可靠性优于串励式、混励式混合励磁电机，是一种永磁磁动势和电励磁磁动势组合的首选方案。混合励磁电机要针对强混合励磁电机基础理论和设计方法进行研究，开发低成本、高性能的混合励磁电机，满足市场的需求。小结混合励磁电机的结构分