[發明專利]雙極性勵磁8/6結構分段轉子開關磁阻電機

無效

• 申請號: 200910031225.2
• 申請日: 2009-04-27
• 公開（公告）號: CN101534026A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 陳小元;鄧智泉;王曉琳;彭晶晶
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02K1/22
• 分類號: H02K1/22;H02K1/12;H02K3/28
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 許 方

技術領域

本發明涉及一種雙極性勵磁8/6結構分段轉子開關磁阻電機，屬于電機類的開關磁阻電機領域。

背景技術

開關磁阻電機的結構形式可以是多種的，但常用的結構形式主要有三種，即6/4結構、8/6結構和12/8結構。

開關磁阻電機的結構簡單、堅固、成本低、工作可靠、控制靈活、容錯能力強，具有高溫和高速適應性等優點。但開關磁阻電機凸極結構轉子使得高速運行時的風阻力大，油冷卻條件下高速運行時的阻力更大，為了減小風(油)阻，可以增加轉子槽楔或在轉子中加填充物，雖然降低風(油)阻的效果明顯，但對工藝的要求高，也增加了轉子結構的復雜性。同時為了提高效率，減小鐵心損耗，可以采用短磁路結構即磁通經過相鄰定、轉子齒極閉合，但一般需采用較多的相數或較多的定轉子極數，使得電機和控制器的成本增加，且不適宜高速運行。

目前國際上研究的12/8結構和6/4結構的三相分段轉子開關磁阻電機，由于采用全槽分布的定子繞組及圓柱形結構的轉子，使得轉子高速運行時的風阻大大減小，特有的短磁路特性使得鐵心損耗低，且以上兩種分段轉子開關磁阻電機的磁勵拓撲和普通開關磁阻電機一樣，均可采用經典的不對稱半橋單極性勵磁拓撲電路。但對于8/6結構的四相分段轉子開關磁阻電機，由于8/6結構的分段轉子開關磁阻電機的磁路特性，如采用不對稱半橋單極性勵磁拓撲電路，其將不能正常工作，所以目前未見8/6結構的四相分段轉子開關磁阻電機的研究報道。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提出一種高速運行時風(油)阻力小、鐵心損耗低的雙極性勵磁8/6結構分段轉子開關磁阻電機。

本發明的雙極性勵磁8/6結構分段轉子開關磁阻電機，包括徑向定子、定子繞組、分段轉子鐵心塊和不導磁的轉子套，其中：六個分段轉子鐵心塊嵌入在不導磁的轉子套中組成了圓柱形結構的轉子，徑向定子為八齒八槽結構，相對的兩個槽中的定子繞組為一個線包，每個線包分別為一相繞組，即A、B、C、D四相繞組，各相繞組通過雙極性勵磁的四相H橋拓撲電路連接并在各相繞組的自感上升期通以正向或負向電流，使電機的一個工作周期為120°轉子位置角。

本發明的雙極性勵磁8/6結構分段轉子開關磁阻電機采用分段式圓柱形結構轉子組件，可明顯降低高速時風(油)阻力；采用雙極性勵磁方案可使電機的一個工作周期變為單極性勵磁8/6結構普通開關磁阻電機的兩倍，即雙極性勵磁8/6結構分段轉子開關磁阻電機的定子鐵心磁密的基本頻率為普通單極性勵磁8/6結構開關磁阻電機的一半，外加分段轉子開關磁阻電機的短磁路特性使得雙極性勵磁8/6結構分段轉子開關磁阻電機的鐵心損耗明顯降低；電機的磁勵拓撲采用模塊化H橋電路，可減小開發周期并節省成本，整個電機結構簡單，在各種驅動系統中都有廣闊的應用前景，將其應用于航空航天和艦艇等領域則更具有重要意義。

附圖說明

圖1是本發明的雙極性勵磁8/6結構分段轉子開關磁阻電機截面示意圖，圖中標號名稱：1、徑向定子；2、定子繞組；3、轉子鐵心塊；4、不導磁的轉子套；A、B、C、D分別表示A、B、C、D四相繞組。

圖2是本發明的雙極性勵磁8/6結構分段轉子開關磁阻電機定子繞組功率變換器的四相H橋拓撲電路原理圖，圖中符號名稱：U_s為直流磁勵電源；C_m是電容；T1～T16是功率開關管；D1～D16是二極管；A、B、C、D分別表示連接的A、B、C、D四相繞組。

圖3是本發明的雙極性勵磁8/6結構分段轉子開關磁阻電機各相電感和各相電流極性示意圖。

圖4(a)～圖4(i)是本發明的雙極性勵磁8/6結構分段轉子開關磁阻電機工作原理示意圖。

具體實施方式

圖1所示為本發明的雙極性勵磁8/6結構分段轉子開關磁阻電機截面示意圖，包括徑向定子1、定子繞組2、分段轉子鐵心塊3和不導磁的轉子套4，其中：六個分段轉子鐵心塊3嵌入在不導磁的轉子套4中組成了圓柱形結構的轉子，徑向定子1為八齒八槽結構，相對的兩個槽中的定子繞組2為一個線包，每個線包分別為一相繞組，共四相繞組，即分別為A、B、C、D四相繞組。