[發明專利]一種整距繞組開關磁阻電機

無效

• 申請號: 201310416639.3
• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN103532264A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 花為;華浩;鹿泉峰;程明
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02K1/14
• 分類號: H02K1/14;H02K1/24;H02K3/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種整距繞組開關磁阻電機。屬于電機制造與控制的技術領域。

背景技術

隨著電力電子技術、微電子技術和自動控制技術的發展，開關磁阻電機逐漸成為一種可以大規模應用的新電機類型，尤其是稀土永磁材料的劇烈價格波動，使不需使用永磁體的開關磁阻電機的應用越來越廣泛。傳統開關磁阻電機為雙凸極結構，定轉子均由普通硅鋼片壓疊制成，轉子上既無永磁體也無繞組，定子上有集中式繞組，其互感不隨轉子位置變化而變化，但是自感會隨轉子位置變化而改變，依據“磁阻最小”原理工作，即依靠自感變化產生的磁阻轉矩驅動轉子。開關磁阻電機具備制造簡單、成本低、結構堅固、容錯性能好、易于散熱、適宜高速運行等優點，在工業驅動、電氣調速、電動汽車、家用電器、紡織機械等領域中已顯示出強大的競爭力與廣闊的應用前景。

傳統開關磁阻電機定子上若干個凸極齒均勻分布，齒形齒寬完全相同，集中式繞組線圈也均勻分布，即每個定子齒上都套有匝數相同且線徑相同的集中式繞組線圈。一個定子槽被分為兩半，分屬于不同相的兩個線圈圈邊并列排布在同一個定子槽中。多相對稱繞組沿定子圓周均勻分布，若干個線圈根據性能需求串聯或者并聯或者串并混聯組成一相繞組。上述傳統繞組結構的開關磁阻電機采用集中式繞組結構，每個時刻只有部分繞組通電，亦只有部分鐵心直接參與電磁能量轉換，剩余繞組和鐵心材料被閑置，故材料利用率較低，且采用集中繞組工作的開關磁阻電機轉矩脈動較大，不利于電機驅動系統的平滑穩定工作。

因此，本發明從解決上述兩個問題出發，在現有常規開關磁阻電機結構基礎之上，提出了一種采用整距繞組結構的新型開關磁阻電機，通過改變繞組結構，進而改變電機的運行方式，提高電機材料利用率，抑制電機轉矩脈動并增大電機輸出轉矩。

發明內容

技術問題：本發明所要解決的技術問題是：提出一種整距繞組開關磁阻電機，該開關磁阻電機依據互感變化產生的磁阻轉矩工作，提高了電機的材料利用率，有利于抑制電機轉矩脈動并增大輸出轉矩，并且該結構適用于任意相數、任意定轉子齒槽配合的開關磁阻電機。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

本發明的整距繞組開關磁阻電機，包括定子和轉子，所述的定子上設有偶數個定子齒，且定子齒上繞有整距繞組線圈，該繞組為單層線圈結構，即每個定子槽中只放置有一個線圈圈邊，每個線圈的兩個圈邊跨過一個完整定子極距，每相繞組包括若干個線圈，屬于一相繞組的各個線圈順序串聯或者并聯或者串并混聯構成一相繞組，最終形成多相對稱整距繞組結構，轉子上亦有若干個凸極齒，但沒有繞組和永磁體。

所述的電機定轉子鐵心由硅鋼片疊壓而成，整機不需要永磁體。

所述的電機定子和轉子均為凸極結構，且轉子為內轉子，或者外轉子。

所述的電機是旋轉電機，或是直線電機或者直線旋轉雙自由度電機。

所述的電機是徑向、軸向、或橫向磁場結構。

所述的整距繞組開關磁阻電機定子鐵心上的凸極齒沿圓周均勻分布，且各個凸極齒的齒形齒寬相同。每個定子槽中均放置有一個線圈圈邊。

所述的整距繞組開關磁阻電機的繞組自感為一個基本不變的常數，不會隨轉子位置的變化而改變，但是繞組間的互感會隨轉子位置變化而改變，電機依靠互感變化產生的磁阻轉矩工作，而且在相同條件下，該整距繞組開關磁阻電機的互感變化率會明顯大于同樣尺寸的傳統開關磁阻電機的自感變化率，因此，該整距繞組開關磁阻電機的功率密度會明顯增加。