[實用新型]混合勵磁軸向磁場盤式開關磁阻電機

有效

• 申請號: 201220282499.6
• 申請日: 2012-06-15
• 公開（公告）號: CN202721589U
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 徐衍亮
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H02K29/03
• 分類號: H02K29/03;H02K1/17;H02K1/24
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭華清

技術領域

本實用新型屬于開關磁阻電機，尤其涉及一種采用永磁勵磁和電流勵磁混合勵磁軸向磁場盤式開關磁阻電機。

背景技術

開關磁阻電機是上世紀70年代開始研制的一種新型的交流調速系統，由于其結構簡單、成本低廉、運行可靠、起動電流小、控制方法靈活、無級調速、調速范圍廣、可高速運行、可低速直接驅動運行等優良性能，已受到當代電氣傳動的關注，在工業調速系統中的應用也越來越廣泛。軸向磁場盤式電機具有轉動慣量比高、功率轉矩比高、軸向長度短、體積小和重量輕的特點，特別適合于要求短軸、薄型安裝或低速大轉矩的應用場合，從本世紀70年代以來得到了大力發展。將軸向磁場盤式結構應用于開關磁阻電機，就構成了軸向磁場盤式開關磁阻電機，該種電機兼具盤式電機和開關磁阻電機的優勢，具有很好的應用價值。軸向磁場盤式開關磁阻電機在本質上還是開關磁阻電機，不但具有開關磁阻電機的優點，同時具有開關磁阻電機固有的缺點，即轉矩脈動大、震動噪聲高、功率密度和轉矩密度也相對較低，電流波形巔峰值大，這諸多缺點限制了該種電機的廣泛應用。針對開關磁阻電機的缺陷，對徑向磁場開關磁阻電機進行了諸多該進，文獻1在定子槽口處加永磁體，提高了電機的功率密度和轉矩密度，提高了電機的運行效率，降低了電機的振動及噪聲，文獻2在轉子槽口處放置永磁體，提高了電機的功率密度和轉矩密度。目前為止未見針對軸向磁場盤式開關磁阻電機通過放置永磁體進行性能改進的報道。

發明內容

本實用新型的目的就是為了解決現有技術的軸向磁場盤式開關磁阻電機存在的轉矩脈動大、振動噪聲高、功率密度和轉矩密度也相對較低，電流波形巔峰值大的問題；提供一種混合勵磁軸向磁場盤式開關磁阻電機；具有電機運行效率高，電機振動及噪聲低，以及電機的功率密度和轉矩密度高的優點。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種混合勵磁軸向磁場盤式開關磁阻電機，包括定子盤和轉子盤，定子盤包括定子軛盤、定子極，轉子盤包括轉子軛盤、轉子極，轉子極均勻分布于轉子軛盤上，定子極均勻分布于定子軛盤的圓周處，每個定子極上設有一個定子線圈，定子線圈之間連接組成多相繞組，在相鄰的兩個定子極之間設有槽口，在槽口處設有永磁體，永磁體位于定子線圈外部的上方，永磁體的充磁方向為切向，每個定子極兩邊的永磁體充磁方向相反。

定子各相繞組電流大小和方向隨轉子位置的變化而變化。

本實用新型的工作原理：本實用新型包括定子盤和轉子盤，定子盤包括定子軛盤、Ns個定子極及定子極上的定子線圈(Ns為自然數)，相鄰定子極之間的槽口位置處設有相同結構尺寸的永磁體，永磁體置于線圈的上方，永磁體的充磁方向為切向充磁，每一定子極兩邊槽口處的磁體充磁方向相反，定子線圈之間相互連接組成m相繞組，因此線圈個數、永磁體個數及定子極數相同都是Ns。轉子盤包括轉子軛盤、Nr個轉子極，定子繞組相數m、定子極數Ns和轉子極數Nr三者按照普通開關磁阻電機三者之間關系匹配。本電機轉子盤的轉動靠定子極和轉子極之間的磁場吸引力來實現，當定子極中的線圈通電時，該定子極與相應轉子極之間的磁場不但由該定子線圈電流產生，而且由定子中的永磁體產生，相當于較小的定子線圈電流可以在電機定轉子極間產生很大的磁場，從而產生一個很大的電磁吸力，使電機產生很大的轉矩力；反過來，產生相等的轉子齒驅動力，由于永磁磁場的作用，定子線圈中的電流可以很小。當轉子齒轉過一定的角度后，再斷開當前線圈中的電流，接通相鄰定子極上的線圈電流，該定子極又會通過電磁吸力吸引另一轉子極。這樣通過檢測轉子極轉動的位置，實時導通、斷開相關的定子極線圈中的電流，保證轉子不同齒的連續電磁吸引力，從而保證電機的連續旋轉。

本實用新型的有益效果：

1.能夠實時導通、斷開相關的定子極線圈中的電流，保證轉子不同齒的連續電磁吸引力，保證電機的連續平穩旋轉；

2.電機運行效率高，電機振動及噪聲低，電機的功率密度和轉矩密度高。

附圖說明

圖1為本實用新型3相6/4極混合勵磁軸向磁場盤式開關磁阻電機整體結構示意圖；

圖2為圖1定子盤結構示意圖；

圖3為圖1轉子盤結構示意圖；

圖4為圖1平面展開示意圖；

圖5為現有技術3相6/4極軸向磁場盤式開關磁阻電機A相繞組通電轉子受力轉動示意圖；

圖6為圖1A相繞組通電轉子受力示意圖；

圖7為現有技術軸向磁場盤式開關磁阻電機磁場工作點范圍示意圖；

圖8為本實用新型磁場工作點范圍示意圖；