[發(fā)明專(zhuān)利]永磁磁通抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910072094.2
• 申請(qǐng)日: 2009-05-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101562387A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳紅星;趙國(guó)平;寇寶泉;楊旭強(qiáng);李立毅
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02K29/03
• 分類(lèi)號(hào): H02K29/03;H02K1/17
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 張果瑞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及永磁磁通抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，屬于電機(jī)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)由于存在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便、可靠性能高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已得到各行各業(yè)的重視和認(rèn)可。而開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)同時(shí)又存在轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大、噪音高的缺點(diǎn)，使得開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的應(yīng)用受到一定的限制，因此抑制開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)成為開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)研究的重要方向。已有的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制方法主要有：電機(jī)本體參數(shù)優(yōu)化，包括極弧系數(shù)優(yōu)化、短磁路結(jié)構(gòu)、定轉(zhuǎn)子齒數(shù)配合等方面；新型控制策略，包括轉(zhuǎn)矩分配、迭代學(xué)習(xí)以及現(xiàn)代控制理論等方面。無(wú)論使用現(xiàn)有的哪種方法轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制效果都不明顯，并存在一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有方法抑制開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)效果不明顯的問(wèn)題，提供了永磁磁通抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。

本發(fā)明包括定子和轉(zhuǎn)子，定子位于轉(zhuǎn)子的外部，定子包括圓環(huán)形的定子鐵芯和定子齒，轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯和轉(zhuǎn)子齒，定子鐵芯的內(nèi)圓表面均布有定子齒，轉(zhuǎn)子鐵芯的外圓表面均布有轉(zhuǎn)子齒，定子與轉(zhuǎn)子之間留有氣隙，定子的軸心線(xiàn)與轉(zhuǎn)子的軸心線(xiàn)相重合，

永磁磁通抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)還包括兩塊長(zhǎng)條形的永磁體，所述兩塊永磁體在定子鐵芯中沿徑向?qū)ΨQ(chēng)鑲嵌，永磁體設(shè)置定子鐵芯中與定子齒槽徑向?qū)?yīng)的區(qū)域內(nèi)，永磁體產(chǎn)生的磁通方向與定子繞組勵(lì)磁產(chǎn)生的磁通方向一致，并且所述定子繞組產(chǎn)生磁場(chǎng)覆蓋所述永磁體。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：定子繞組不通電時(shí)，永磁體與定子鐵芯形成回路，對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。定子繞組通電后，永磁體產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為由負(fù)變正，永磁體產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為負(fù)時(shí)抑制轉(zhuǎn)矩波峰，永磁體產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為正時(shí)補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩波谷，開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)，有效的抑制了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是A相通電，且A相定子齒與轉(zhuǎn)子齒完全相對(duì)時(shí)的磁通路徑示意圖；圖3是B相開(kāi)始通電時(shí)刻的磁通路徑示意圖；圖4是B相通電轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)小角度時(shí)的磁通路徑示意圖；圖5是B相通電轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)大角度時(shí)的磁通路徑示意圖；圖6是B相通電，且B相定子齒與轉(zhuǎn)子齒完全相對(duì)時(shí)的磁通路徑示意圖，圖7是相繞組勵(lì)磁產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩曲線(xiàn)圖，圖8是永磁體產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩曲線(xiàn)圖，圖9是相繞組勵(lì)磁產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩與永磁體產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩合成的轉(zhuǎn)矩曲線(xiàn)圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：下面結(jié)合圖1至圖9說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式包括定子和轉(zhuǎn)子，定子位于轉(zhuǎn)子的外部，定子包括圓環(huán)形的定子鐵芯1和定子齒2，轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯3和轉(zhuǎn)子齒4，定子鐵芯1的內(nèi)圓表面均布有定子齒2，轉(zhuǎn)子鐵芯3的外圓表面均布有轉(zhuǎn)子齒4，定子與轉(zhuǎn)子之間留有氣隙6，定子的軸心線(xiàn)與轉(zhuǎn)子的軸心線(xiàn)相重合，

永磁磁通抑制轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)還包括兩塊長(zhǎng)條形的永磁體5，所述兩塊永磁體5在定子鐵芯1中沿徑向?qū)ΨQ(chēng)鑲嵌，永磁體5設(shè)置定子鐵芯1中與定子齒槽徑向?qū)?yīng)的區(qū)域內(nèi)，永磁體5產(chǎn)生的磁通方向與定子繞組勵(lì)磁產(chǎn)生的磁通方向一致，并且所述定子繞組產(chǎn)生磁場(chǎng)覆蓋所述永磁體5。

開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的定子、轉(zhuǎn)子均為凸極結(jié)構(gòu)，定子齒2與轉(zhuǎn)子齒4的齒數(shù)比為6∶4，永磁體5的徑向長(zhǎng)度小于定子鐵芯1的圓環(huán)寬度。

下面結(jié)合一個(gè)具體的實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明裝置的工作原理，參見(jiàn)圖1，定子齒2的數(shù)量為6個(gè)，轉(zhuǎn)子齒4的數(shù)量為4個(gè)，在電機(jī)繞組未通電的情況下，永磁體5與定子鐵芯1形成的磁路如圖1所示，該磁通不通過(guò)定子齒2和氣隙6，即不會(huì)對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)子形成轉(zhuǎn)矩，和普通的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)不通電的情況相同。

當(dāng)A相繞組通電，且A相定子齒2與轉(zhuǎn)子齒4完全相對(duì)時(shí)的磁路如圖2所示，A相繞組通電產(chǎn)生的磁通路徑為：A相定子齒2→氣隙6→轉(zhuǎn)子齒4→轉(zhuǎn)子鐵芯3→氣隙6→A′相定子齒2→定子鐵芯1→A相定子齒2，永磁體5產(chǎn)生的磁通路徑為：永磁體5的N極→定子鐵芯1→A相定子齒2→氣隙6→轉(zhuǎn)子齒4→轉(zhuǎn)子鐵芯3→氣隙6→A′相定子齒2→定子鐵芯1→永磁體5的S極。A相繞組通電產(chǎn)生的磁通方向與永磁體5的永磁磁通方向是一致的，因此，A相繞組勵(lì)磁磁勢(shì)和永磁體5產(chǎn)生的磁勢(shì)進(jìn)行疊加。

A相定子齒2與轉(zhuǎn)子齒4完全相對(duì)的時(shí)刻過(guò)后，A相繞組斷電，B相繞組開(kāi)始通電。B相繞組開(kāi)始通電時(shí)刻的磁通路徑如圖3所示：B相定子齒2→氣隙6→轉(zhuǎn)子齒4→轉(zhuǎn)子鐵芯3→氣隙6→B′相定子齒2→定子鐵芯1→B相定子齒2，永磁體5產(chǎn)生的磁通路徑為：永磁體5的N極→定子鐵芯1→A相定子齒2→氣隙6→轉(zhuǎn)子齒4→轉(zhuǎn)子鐵芯3→氣隙6→A′相定子齒2→定子鐵芯1→永磁體5的S極，永磁體5產(chǎn)生的磁通路徑?jīng)]有發(fā)生變化。