混合励磁永磁发电机的设计与性能分析

王惠军 刘剑峰 刘西全 姚 丽 林 岩

（1.北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京 1001912.丹佛斯（天津）有限公司，天津 301700）

稀土永磁电机由于是永磁体励磁，没有励磁损耗，因此效率高于电励磁电机，而且具有结构简单、可靠性高等一系列优点，从而在许多工业领域得到了应用。在发电机运行中为了保持电压不变，需要进行电压调节，对于永磁发电机来说，转速的变化或负载电流的变化会造成输出电压的变动，但由于永磁电机的气隙磁场是由永磁体和磁路磁导决定的，调节气隙磁场困难而导致电压调节困难，从而阻碍了永磁发电机的发展和应用[1-3]。因此开发一种综合这两种电机的优点又能克服其缺陷的发电机——混合励磁永磁同步发电机，无疑是有意义的。

近年来，国内外学着对混合励磁发电机结构进行了深入的研究。文献[4]提出了多种交流与直流混合的电机结构，但其磁路较长，并且有较大的漏磁通。文献[5-7]提出了各种各样的混合励磁结构，但结构均都比较复杂。文献[8]提出了一种铁磁极与永磁磁极交互排列的混合结构，但由于铁磁极与永磁极长度一样，导致功率密度较低。

因此，本文提出了一种气隙磁通可调节的混合励磁发电机结构。这种发电机气隙磁场包括两部分：主要部分由永磁体建立，称为永磁主发电机部分；电压调节所需要的磁场变化部分由辅助的电励磁绕组来实现，称为辅助发电机或辅助电励磁部分，两部分共有一套电枢绕组。……