[發明專利]多級外轉子開關磁阻電機

在審

• 申請號: 201410545514.5
• 申請日: 2014-09-29
• 公開（公告）號: CN104362821A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 王國仁;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 王國仁;王淑琪
• 主分類號: H02K16/00
• 分類號: H02K16/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電機領域，特別涉及多級外轉子開關磁阻電機。

背景技術

現有開關磁阻電機的定、轉子鐵芯上的極靴是直線式排列的，激磁線圈放置在定子鐵芯的每一個極靴上，運行時只有一部分極靴線圈通電工作，還有一部分極靴線圈不通電，也就是只有一部分極靴產生磁拉力。當定子極靴激磁線圈經程控化循環輪流通、斷電后，定、轉子鐵芯的極靴中產生磁場，靠磁拉力帶動電機轉子轉動。

這種結構形式的電機其繞制線圈工藝麻煩，難以制造大功率、大力矩外轉子開關磁阻電機，且定、轉子鐵芯受到的磁拉力不是均勻分布在鐵芯園周上，從而造成鐵芯變形量大，使電機在運行時振動大、噪音大。這就是目前該類電機普遍存在且難以解決的技術難題，也是影響其推廣、普及應用的根本所在。

發明內容

本發明的目的是提供一種定、轉子鐵芯上的極靴受到的磁拉力可均勻分布在鐵芯園周上、激磁線圈制作簡易、結構簡單緊湊、制造方便、可實現大功率、大力矩、無級平滑調速、且噪音低、振動小的高效率多級外轉子開關磁阻電機。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：一種多級(二級及以上)外轉子開關磁阻電機，包括定子、轉子、轉軸和固定在轉子外部的機殼、端蓋，轉子套在定子鐵芯的外部，形成外轉子形式。定子鐵芯的中心孔設有轉軸，轉軸上裝設軸承。多級外轉子開關磁阻電機的定子部分由多個《單元獨立磁路閉合體》的單元定子(包括定子鐵芯和激磁繞組線圈)經串聯而構成；轉子部分亦是由多個《單元獨立磁路閉合體》的轉子鐵芯經串聯而構成；從而實現大力矩、大功率多級外轉子開關磁阻電機。

所述的《單元獨立磁路閉合體》中，定、轉子鐵芯是由硅鋼片疊壓而成的(亦可用其它磁性材料)。定子鐵芯上設有激磁線圈并放置在定子鐵芯中間部位的溝槽內，定子鐵芯上的極靴交錯排列在溝槽的兩邊(原則上可互相錯開任意角度，但錯開二分之一個極靴距為最佳)；所述的轉子鐵芯上同樣設有與定子極靴數量相等的轉子極靴，且與定子極靴一一相對應，轉子鐵芯中間部位同樣開設有溝槽，與定子鐵芯上的溝槽相對應。

這樣的一組定、轉子鐵芯和激磁線圈就構成了一個《單元獨立磁路閉合體》，其磁路類似于螺旋管磁路或變壓器磁路。當定子激磁線圈通電時，在定、轉子鐵芯內便產生磁場，形成一個獨立磁路閉合系統。這種結構形式的磁路系統，漏磁量少，利用磁阻原理使磁場直接產生磁拉力，磁能利用率高，因而電機的效率很高。

所述的《單元獨立磁路閉合體》中，其單元定子經塑封后可成為一個單元塑封定子；該單元塑封定子經串聯后可構成多級塑封式外轉子開關磁阻電機。亦可以將單元定子、轉子鐵芯分別同時塑封，經串聯而構成多級塑封式外轉子開關磁阻電機；亦可將單元定子先進行串聯之后再進行塑封，成為一個多級外轉子開關磁阻電機塑封定子整體，(轉子鐵芯亦可先進行串聯后再進行塑封，而成為多級外轉子開關磁阻電機塑封轉子整體)，從而構成塑封式多級外轉子開關磁阻電機。

這種定、轉子鐵芯結構形式，當激磁線圈通電時，定、轉子鐵芯上的所有極靴都有磁場力同時作用，且定、轉子鐵芯的所有極靴上所受磁場力均勻排布在園周上，故此鐵芯受力變形量小、振動小、噪音小、力矩大；由于是多級串聯組合(只有一級的線圈不通電，其它線圈都在通電工作中。如五級開關磁阻電機，始終有四級的線圈在同時通電工作)，使的電機運行更加平穩，力矩更大，功率更大。由于這種電機結構簡易、功率密度大，使得電機體積小、重量輕，更安全、更可靠，故障率低，同時生產效率高，節約原材料，成本低。

由于該發明多級外轉子開關磁阻電機采用的是組合拼接方式，使得生產更加方便、易行。再加之其優良的低噪音性能、高平穩運行、大力矩大功率輸出、高效率(比無刷直流還高)、可控平滑無級調速等一系列優點。所以是替代現有外轉子電機的產品，是更新換代產品，也是今后相當長一段時間內外轉子電機發展的方向和實施的目標之一。如可替代外轉子交流電機、外轉子直流電機、外轉子永磁電機、外轉子同步電機、外轉子控制電機、外轉子牽引電機、外轉子變頻電機、外轉子伺服電機等等。

附圖說明

圖1《單元獨立磁路閉合體》定子鐵芯結構圖例；

圖2《單元獨立磁路閉合體》轉子鐵芯結構圖例；

圖3《單元獨立磁路閉合體》定子、轉子鐵芯組裝圖例；

圖4單元定子(定子鐵芯和激磁線圈)結構圖例；

圖5三級串聯外轉子開關磁阻電機定子結構圖例；

圖6三級串聯外轉子開關磁阻電機轉子結構圖例；

圖7三級串聯外轉子開關磁阻電機定、轉子組裝結構圖例；

圖8三級串聯外轉子開關磁阻電機總裝結構圖例；