[發明專利]自風冷卻轉子雙定子低轉矩脈動磁阻類電機

無效

• 申請號: 200810243411.8
• 申請日: 2008-12-23
• 公開（公告）號: CN101436807A
• 公開（公告）日: 2009-05-20
• 發明（設計）人: 馬運東;王爽;王俊琦;周正貴;楊宏
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02K16/04
• 分類號: H02K16/04;H02K1/24;H02K1/14;H02K9/00;H02K29/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 魏學成

技術領域

本發明為一種自風冷卻轉子雙定子低轉矩脈動磁阻類電機，包括開關磁阻電機、雙凸極電機、感應子電機等，屬于電機技術領域。

背景技術

磁阻類電機是通過磁阻的變化來實現機電能量的轉換。該類電機主要包括開關磁阻電機、雙凸極電機、感應子電機等。以雙凸極電機為例，轉子采用硅鋼片沖制疊壓而成，轉子上有凸極結構，無繞組，無電刷，因而該型電機具有結構簡單、運行可靠的突出優點，尤其適合于高速運行。另外，電勵磁雙凸極電機還具有其勵磁功率相對較低的優點，因此雙凸極電機在航空航天、艦船、綠色能源等各個領域的動力系統及電源系統有廣泛的應用前景。

一種磁阻類電機采用雙定子結構，即電機具有內外兩個定子，轉子位于兩個定子之間，這種雙凸極電機有效地降低了轉矩脈動，擴大了該類電機的應用范圍。另外研究表明可以通過采用轉子斜齒結構來降低轉矩脈動，在此雙定子結構和轉子斜齒結構結合成轉子斜齒雙定子雙凸極電機。然而，由于磁阻類電機是通過磁阻的變化來實現機電能量的轉換，且其定子、轉子的磁通都是交變的，因此它存在明顯的渦流損耗，效率相對較低，定子、轉子溫升明顯。這樣輕則會影響繞組壽命，重則會損壞繞組，使得電機無法運行。通常的方法是降低繞組電流密度選取、減小導磁體磁通密度選取、增大外部散熱面積等方法來減小溫升，但是這會增大電機的體積重量，造成生產浪費。這就限制了該類電機等的應用范圍，尤其是大功率場合的應用。

發明內容

本發明在雙定子磁阻類電機的基礎上，利用轉子凸極的結構特點，提出一種具有軸流風機扇葉結構形狀自風冷卻功能轉子、能夠有效散除轉子熱量、低轉矩脈動的新型磁阻類電機。該電機的轉子凸極齒根據軸流風機結構形狀設計，使之具有自風冷卻功能，定子凸極齒根據轉子凸極齒形狀設計，使之產生降低轉矩脈動的功能。

利用本發明可以在電機設計時提高繞組電流密度選取、提高導磁體飽和磁密選取，減小外部散熱面積，最大限度地降低電機的體積重量、優化電機的尺寸，節省資源，降低消耗。尤其適合于低轉速、大功率的應用場合。

本發明為一種自風冷卻轉子雙定子低轉矩脈動磁阻類電機。該電機有內外兩個定子、轉子在兩個定子中間，包括開關磁阻電機、雙凸極電機、感應子電機等，適用于兩個定子凸極齒之和與轉子凸極齒分別為6n/4n極、或8n/6n極、或10n/8n極結構，n為正整數，或其它各種基本結構，此處所謂的各種結構名稱描述的是定子及轉子上凸極齒的個數，例如：所謂的6/4極是指兩個定子共有6個凸極齒，轉子有4個凸極齒，等等；同時適用于各種勵磁方式，包括電勵磁、永磁體勵磁及混合勵磁，和各種工作方式，包括電動工作及發電工作。

以6/4/4/6極結構雙定子雙凸極電機為例，該電機內外兩個定子都有6個凸極齒，轉子外部及內部均具有4個凸極齒：其它結構的磁阻類電機的設計與此完全相同，所不同的僅僅是轉子以及定子上凸極齒的個數不一樣。

該電機除了具有自風冷卻功能軸流風機扇葉結構形狀凸極齒定子及轉子以外，在(其它)電性能上與傳統的轉子斜齒結構內外雙定子雙凸極電機是一致的，從電機橫截面上看每一個橫截面都是一致的，并且與傳統的轉子斜齒結構內外雙定子雙凸極電機的橫截面一致。

但是，該發明電機的轉子凸極齒為軸流風機扇葉結構形狀，轉子凸極齒的傾斜情況符合以下描述：