[發明專利]一種段式平面開關磁阻電機

有效

• 申請號: 201310175724.5
• 申請日: 2013-05-13
• 公開（公告）號: CN103312116A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 潘劍飛;孟范杰;曹廣忠;楊寶寶;秦斌
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H02K41/03
• 分類號: H02K41/03
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 向武橋

技術領域

本發明涉及開關磁阻電機，尤其是一種能夠在XY平面內運動的平面開關磁阻電機。

背景技術

開關磁阻電機的基本原理是：磁通總是沿磁阻最小的路徑閉合，由磁場扭曲而產生電磁拉力。電機按照磁阻最小原則運動：當初級繞組通入電流，就會在對應初級鐵心中形成磁場，與次級鐵心形成閉合磁路，按照磁阻最小原則，初、次級產生相對移動，直至初、次級鐵心對齊，而具有特定形狀的鐵心在移動到最小磁阻位置時，必使自己的主軸線與磁場的主軸線重合；若要產生連續相對移動，電機應具有多相，當電機的相數達到一定數量時，電機具有自起動能力。

發明內容

本發明提供一種新的開關磁阻電機。

本發明提供一種段式平面開關磁阻電機，包括初級動子和次級定子，所述初級動子包括初級鐵心和初級繞組，所述初級鐵心具有動子齒，所述次級定子包括次級鐵心和定子底座，所述初級鐵心包括固定一體的多個X向初級鐵心和多個Y向初級鐵心，各所述X向初級鐵心和各所述Y向初級鐵心均至少有一個所述動子齒上繞有所述初級繞組，所述次級鐵心包括均固定于所述定子底座上方的多個X向次級鐵心和多個Y向次級鐵心，在X方向和Y方向上，所述X向次級鐵心和所述Y向次級鐵心均交替排列而構成定子鐵心矩陣，所述初級動子位于所述定子鐵心矩陣上方，所述X向初級鐵心上的初級繞組通電時，所述X向初級鐵心和X向次級鐵心形成閉合磁路，使所述初級動子在所述X向移動；所述Y向初級鐵心上的初級繞組通電時，所述Y向初級鐵心和Y向次級鐵心形成閉合磁路，使所述初級動子在所述Y向移動。

各初級鐵心獨立設置。各次級鐵心獨立設置。

各X向次級鐵心和Y向次級鐵心獨立設置并矩陣排列，相當于電機次級采用段式鐵心結構。各X向初級鐵心和Y向初級鐵心均獨立設置并均有多個，相當于電機初級采用段式鐵心結構。

所述X向初級鐵心具有多個相互平行并均在所述Y方向延伸的所述動子齒，其中寬度最大的所述動子齒為第一動子齒；所述Y向初級鐵心具有多個相互平行并均在所述X方向延伸的所述動子齒，其中寬度最大的所述動子齒為第一動子齒；所述初級繞組繞在所述第一動子齒上。

各所述X向初級鐵心平行并錯位排列；各所述Y向初級鐵心平行并錯位排列。

對于X向初級鐵心，是指在X方向上，兩個相鄰的X向初級鐵心有部分重疊，該重疊部分的尺寸即為錯位距離；或者是完全錯開，兩相鄰的X向初級鐵心的間距即為錯位距離。

對于Y向初級鐵心，是指在Y方向上，兩個相鄰的Y向初級鐵心有部分重疊，該重疊部分的尺寸即為錯位距離；或者是完全錯開，兩相鄰的Y向初級鐵心的間距即為錯位距離。

錯位距離為n是最小為1的自然數，2m為所述段式平面開關磁阻電機的相數，τ為次級極距。n的最大值根據定子鐵心矩陣的大小設計，一般的，X向初級鐵心和Y向初級鐵心不會超出定子鐵心矩陣。

各所述X向、Y向初級鐵心的第一動子齒有兩個，各所述X向、Y向初級鐵心的動子齒均具有位于兩個所述第一動子齒之間的第二動子齒、位于兩個所述第一動子齒外側的兩個第三動子齒。

所述第一動子齒的寬度為2w，所述第二動子齒的寬度為所述第三動子齒的寬度為w，τ為次級極距，2m為所述段式平面開關磁阻電機的相數。當然，初級鐵心的動子齒的數量和寬度尺寸可以根據要求設計。

所述X向初級鐵心和Y向初級鐵心均有兩個。

所述X向初級鐵心和Y向初級鐵心的數量均設為x，所述X向初級鐵心和Y向初級鐵心的第一動子齒的數量均設為a，則所述段式平面開關磁阻電機的相數2m=2xa。X向初級鐵心和Y向初級鐵心的數量可以相同，也可以不相同；X向初級鐵心的第一動子齒的數量和Y向初級鐵心的第一動子齒的數量也可以相同或不相同。

所述次級定子還包括矩陣分布的多個X向底墊和多個Y向底墊，在所述X方向和Y方向上，所述X向底墊和Y向底墊均交替排列；所述X向底墊具有在所述Y向延伸的安裝槽，各所述X向次級鐵心均嵌入固定于與其對應的所述X向底墊的安裝槽；所述Y向底墊具有在所述X向延伸的安裝槽，各所述Y向次級鐵心均嵌入固定于與其對應的所述Y向底墊的安裝槽。底墊和定子底座可以采用非導磁金屬材料。

所述次級鐵心為導磁材料薄片疊壓而成的實體塊。次級鐵心如工字形、T字形、上大下小的楔形等沒有齒槽的實體結構。

本發明的有益效果是：采用初、次級段式鐵心結構，縮短了磁路，有效的減小了磁阻和鐵損耗，能夠有效減少磁漏，提高了效率。

附圖說明

圖1是本實施方式段式平面開關磁阻電機的結構示意圖；