永磁同步電動機之勵磁繞組內嵌式混合勵磁電機

這類電機的特點是轉子不分段，上面同時存在永磁體和勵磁繞組，勵磁繞組放置在轉子槽內。根據永磁體和勵磁繞組產生的勵磁磁動勢之間的關系，分為串聯(lián)式和并聯(lián)式兩種結構。

1.串聯(lián)式

串聯(lián)式混合勵磁同步電機的結構如圖9一19所示，永磁磁動勢和電勵磁磁動勢是串聯(lián)的，相當于兩個磁動勢作用在同一個磁路上。通過調節(jié)勵磁電流改變作用在磁路上的磁動勢，進而改變氣隙磁場。由于永磁體的磁導率與空氣的非常接近，磁路的磁阻非常大，需要較大的勵磁電流，且容易使永磁體產生退磁，磁場調節(jié)范圍小‘此外，由于轉子上存在勵磁繞組，無法取消電刷一集電環(huán)結構。

2.并聯(lián)式

針對串聯(lián)式混合勵磁同步電機的不足，參考文獻圖9一19串聯(lián)式混合勵磁同步電機提出了一種并聯(lián)式合勵磁同步電機，其結構如圖9一20 ( a）所示，圖9一20 ( b）為轉子截面圖。轉子上有均勻分布的槽，槽內放置勵磁繞組，槽口放置切向磁化的永磁體。當勵磁電流為零或很小時，磁場由永磁體產生，基本上都沿轉子心閉合，氣隙磁密很小，磁場分布如圖9一20 ( c）所示。隨著勵磁電流的增加，勵磁磁動勢增大，勵磁磁動勢除了作用在氣隙上產生氣隙磁場外，還迫使永磁體產生的磁場不再在轉子內部閉合，而是通過氣隙。這樣，永磁磁動勢和勵磁磁動勢成為并聯(lián)關系。與串聯(lián)式混合勵磁同步電機一樣，無法取消電刷一滑環(huán)結構。

一、順極式混合勵磁同步電機山

順極式混合勵磁同步電機的結構如圖9一21所示。電機定子上有三相對稱電樞繞組，還有環(huán)形的直流勵磁繞組，直流勵磁繞組將定子鐵心分成兩段，兩段鐵心由其外的鐵扼在機械和磁路上相連接。轉子分成N極端和S極端兩部分，每極端由同極性永磁磁極和鐵心極交錯排列，且兩端的N 、 S永磁磁極和鐵心極也相互錯開。轉子鐵心和轉軸間為導磁性能好的轉子扼，用于轉子的軸向導磁閣。永磁體產生的磁通路徑為：N極磁體（徑向）一氣隙（徑向）～定子鐵心（徑向）～定子鐵扼（軸向）一定子鐵心（徑向）一氣隙（徑向）一S極磁體（徑向）一轉子鐵心（徑向）一轉子扼（軸向）～轉子鐵心（徑向）? N極磁體（徑向）。當勵磁繞組通電流時，勵磁電流所產生的電勵磁磁通路徑為：定子鐵心（徑向）一定子鐵扼（軸向）～定子鐵心（徑向）～氣隙（徑向）～轉子鐵心極（徑向）～轉子鐵心（徑向）～轉子扼（軸向）一轉子鐵心（徑向）一轉子鐵心極（徑向）一氣隙（徑向）一定子鐵心（徑向）～定子背扼。這兩個磁勢源的磁路是相對獨立的，兩者并聯(lián)提供工作磁通，共同作用產生電機的主磁場。

軸向磁場順極式混合勵磁同步電機田〕的結構如圖9一22所示。該電機由兩個環(huán)形定子鐵心（其中嵌有多相電樞繞組）、兩個盤式轉子和一個直流勵磁繞組構成。直流勵磁繞組放置在內外環(huán)形定子之間。兩個盤式轉子表面被分成內圈和外圈，上面交錯排列著永磁極和鐵心形成的中間極。 NdFeB永磁極被軸向安裝在兩片轉子的內表面，永磁極的N極如果被放在轉子的內圈，那么S極就被放在轉子的外圈。通過調節(jié)勵磁繞組的電流，可以改變氣隙磁場。

二、爪極混合勵磁同步電機

爪極混合勵磁同步電機采用爪極電勵磁與永磁勵磁相結合的結構。第三章第二節(jié)介紹了永磁爪極結構，將其中的永磁體更換為一個環(huán)形集中繞組，就得到電勵磁爪極結構，如圖9一23所示，爪極轉子由兩個帶爪的法蘭盤和一個環(huán)形集中繞組組成。兩個帶爪法蘭盤的爪數(shù)相等（等于極數(shù)一半）。左右兩個法蘭盤對合，爪極相互錯開，沿圓周均勻分布，勵磁線圈夾在兩個帶爪法蘭盤中間。勵磁繞組通電時，一個法蘭盤的爪為N極，另一個法蘭盤上的爪為S極，形成極性相異、相互錯開的多極轉子。爪極混合勵磁同步電機將普通電勵磁爪極轉子與永磁勵磁組合在一起實現(xiàn)氣隙磁通的調節(jié)。

爪極混合勵磁同步電機主要由定子、轉子爪極、轉子磁扼、永磁體和勵磁繞組組成。定子與普通交流電機的定子相同，槽中嵌有多相對稱繞組。直流勵磁繞組位于兩個帶爪法蘭盤之間，為一個環(huán)形線圈，通電后所產生的軸向磁通經轉子磁扼到達爪極，然后流經氣隙、定子鐵心、氣隙和爪極，回到轉子磁扼，形成一個閉合磁路。永磁體位于兩極之間，切向充磁，圖9一24為其轉子外形圖。其磁場調節(jié)原理與圖9一20所示的并聯(lián)式混合勵磁同步電機相同，勵磁電流為零時永磁體產生的磁場也在轉子內部閉合。車輛用起動／發(fā)電機也有采用該結構的。