[發明專利]一種降低開關磁阻電機振動與噪聲的方法、裝置

有效

• 申請號: 201510033024.1
• 申請日: 2015-01-22
• 公開（公告）號: CN104578469B
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 欒茹
• 申請（專利權）人: 北京建筑大學
• 主分類號: H02K1/12
• 分類號: H02K1/12;H02K9/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 羅滿

技術領域

本發明涉及電機技術領域，尤其涉及一種降低開關磁阻電機振動與噪聲的方法、裝置。

背景技術

開關磁阻電機最具應用前景的領域是新能源汽車，但是，常規的開關磁阻電動機驅動系統被應用于新能源汽車上時，因其固有的振動與噪聲問題而受到嚴重制約。

如圖1所示，該圖為三相6/4極開關磁阻電機的結構原理圖。從圖1中可以看出，開關磁阻電機的定子鐵芯1、轉子2均徑向設置，開關磁阻電機是依靠磁阻變化來工作的，即依靠磁阻由大到小的變化過程來產生強大的磁場力。為了產生變化的磁阻，只能采用開關電源來供電，開關電源產生的磁拉力是脈動的，進而拖動轉子2旋轉的電磁轉矩也是脈動的。

該磁阻變化不僅產生切向電磁拉力，也就是拖動轉子2旋轉的電磁轉矩所對應的力，而且還存在徑向電磁吸力，試圖將定子鐵芯1、轉子2相互吸引而力圖壓縮定子鐵芯1、轉子2間的氣隙。當定子齒與轉子2槽相對時，這種徑向電磁吸力最小；當定子齒、轉子2齒相對時，這種徑向電磁吸力最大，這也是一種脈動的電磁力波。在這樣的力場作用下，轉子2是實體圓柱體且具有良好的剛性，基本上不受脈動電磁吸力的影響；而定子是殼體結構，不可避免因受到徑向脈動電磁吸力作用發生規則性壓縮、擴張的振動，該振動通過機殼向外發射噪聲，一旦該振動的頻率與定子的固有頻率重合，噪聲將會十分嚴重。

為了減小上述振動和噪聲，如圖2所示，ZL 201420153401.6研制出了蒸發冷卻開關磁阻電機的方案：將其定子結構封裝為整體的密封結構，包括定子鐵芯1、環繞于定子鐵芯1外周的繞組、罩于定子鐵芯1外的殼體3，以及與殼體3連接形成密封腔5的連接筒4，定子鐵芯1和繞組包圍于密封腔5內，密封腔5內封裝有對定子鐵芯1和繞組的振動產生阻尼作用力的冷卻介質6。

這樣，除定子鐵芯1磁極內表面以外，將所有其他定子部分密封起來，密封腔5內封裝冷卻介質6，最后在該密封腔5體的上部安裝冷凝器7。工作時，冷卻介質6沸騰后成為氣態而上升、經冷凝器7冷凝后回到液體狀態，這樣就可以將定子發出的熱量源源不斷地傳給冷凝器7，再通過冷凝器7中的冷卻水，將這些熱量全部帶走。

采用上述蒸發冷卻開關磁阻電機的方案，浸泡的是整個定子鐵芯1及定子繞組，唯獨不包括定子鐵芯1磁極的內表面，將定子鐵芯1磁極的內表面作為密封腔5體面的一部分，這樣設計就可以保證開關磁阻電機所要求的定子、轉子2磁極之間的狹小氣隙。然后在電機機殼底部緩緩注入液態冷卻介質6，將封裝起來的定子整體充分浸泡，當電機運行時，即使有定子受到徑向磁吸力作用及轉矩脈動的影響有變形和振動的趨勢，但因為四周有密度較大的冷卻介質6會及時阻止這種變形與振動的發生，也就是對這徑向磁吸力以及變形與振動形成較強的反作用阻尼力，這樣就達到了通過浸泡絕緣介質降低振動與噪聲的目的，同時也解決了定子的冷卻問題，且冷卻效果比原來風扇冷卻好很多。

然而，若讓密封腔5體內的冷卻介質6明顯消除振動，應該讓該介質處于蒸發沸騰狀態。但是，對于電動汽車而言，驅動電機不可能始終處于運行狀態，總會處于起動、行駛、制動停止這樣的循環過程中，況且，電機剛起動時，定子密封腔5體內的冷卻介質6往往已經冷卻，不能馬上進入蒸發沸騰狀態，而恰恰是在開關磁阻電機剛起動時，電磁吸力最大，振動最容易發生。因此，上述蒸發冷卻開關磁阻電機的方案雖好，但實施過程中減振降噪的效果卻不盡如人意。

有鑒于此，亟待針對上述技術問題，進一步提供一種降低開關磁阻電機的振動與噪聲的方法和裝置，以使冷卻介質在開關磁阻電機起動后迅速沸騰，進一步起到減振降噪的作用。

發明內容

本發明的目的為提供一種降低開關磁阻電機的振動與噪聲的方法，以使定子密封腔內的冷卻介質在開關磁阻電機起動后迅速沸騰，進一步起到減振降噪的作用。本發明的另一目的為提供一種降低開關磁阻電機的振動與噪聲的裝置。

為解決上述技術問題，本發明提供一種降低開關磁阻電機振動與噪聲的方法，所述開關磁阻電機的定子封裝為密封腔結構，所述密封腔密封除所述定子內表面之外的整體定子部分，所述密封腔內封裝有冷卻介質；當所述開關磁阻電機起動時，抽取所述密封腔內的氣體；當所述冷卻介質沸騰時，停止抽氣。