[發明專利]一種12/10永磁輔助勵磁開關磁阻電機

在審

• 申請號: 201710355166.9
• 申請日: 2017-05-19
• 公開（公告）號: CN107240970A
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 王惠軍;龐明琪;曲政;魏新生;張明舉
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學;上海航天控制技術研究所
• 主分類號: H02K1/14
• 分類號: H02K1/14;H02K1/17;H02K1/24;H02K29/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司11251
• 代理人: 楊學明,顧煒

技術領域

本發明設計一種開關磁阻電機，特別是一種永磁輔助勵磁的開關磁阻電機，可用于風力發電場合。

背景技術

近年來隨著電力電子技術的發展以及微處理器的普遍應用，基于開關磁阻電機的調速驅動系統受到了國內外學者的廣泛關注。開關磁阻電機特殊的定轉子結構使其具有結構簡單牢固、可靠性高和制造成本低等特點，這使得開關磁阻電機在紡織工業、航空工業、采礦行業、家電和電動汽車等領域得到廣泛的應用。

但是開關磁阻電機也存在很多問題，限制了其進一步的發展，例如電機損耗高，運行過程中轉矩脈動和噪聲較大，電機模型較難獲得，轉子表面利用率低，造成體積大轉矩小等。在專利201310263148.X中提出將6相12/10結構開關磁阻電機轉化為3相電機，即將相鄰兩個定子鐵心的磁極齒向相反方向偏移3°，獲得定子內徑非等間距的電機，可以縮短磁通閉合路徑，減小磁通閉合過程中的磁阻，雖然降低電機了的能量損耗，但未能考慮提高電機輸出轉矩的問題。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服12/10結構開關磁阻電機的不足，提供一種利用永磁體和輔助繞組線圈輔助勵磁的電機，增加氣隙磁通，提高電機輸出轉矩。

本發明的技術解決方案是：一種12/10永磁輔助勵磁開關磁阻電機，由一個定子背軛、一個定子鐵心、十二個繞組線圈、六個輔助勵磁繞組線圈、六個永磁體、一個轉子鐵心、一個軸組成。定子背軛內側是定子鐵心和永磁體，定子背軛與定子鐵心、永磁體相連。其中定子鐵心有12個磁極齒，上面繞制有轉矩繞組線圈，轉矩繞組線圈為電機提供工作的磁場。定子鐵心的外側是定子背軛，定子背軛與定子鐵心相連。定義定子鐵心外徑為r1，內徑為r2，定子齒高為h1，定子齒根部弧長為λ，定子鐵心的磁極齒內徑所對應的圓弧為非等間距，相鄰兩個定子鐵心的磁極齒向相反方向偏移3°，即磁極齒A’和磁極齒B’所對應的圓弧的圓心角為33°，磁極齒B’和磁極齒C’所對應的圓弧的圓心角為27°；磁極齒C’和磁極齒D’所對應的圓弧的圓心角為33°，磁極齒D’和磁極齒E’所對應的圓弧的圓心角為27°；磁極齒E’和磁極齒F’所對應的圓弧的圓心角為33°，磁極齒F’和磁極齒A’所對應圓弧的圓心角為27°；磁極齒A1’和磁極齒B1’所對應的定子圓弧角度為33°，磁極齒B1’和磁極齒C1’所對應的圓弧的圓心角為27°；磁極齒C1’和磁極齒D1’所對應的圓弧的圓心角為33°，磁極齒D1’和磁極齒E1’所對應的圓弧的圓心角為27°；磁極齒E1’和磁極齒F1’所對應的圓弧的圓心角為33°，磁極齒F1’和磁極齒A’所對應圓弧的圓心角為27°。相鄰的兩個定子齒根部之間的弧長為△，永磁體嵌入在定子背軛與定子鐵心之間，其中心線與定子鐵心槽中心線重合，相鄰的兩個永磁體之間的夾角為60°。永磁體為六面體結構，與電機軸向方向平行的兩個面為拱形面，其余四個面為平面，其中有兩個側面與定子鐵心的側面相連。輔助勵磁繞組線圈纏繞在輔助勵磁繞組安裝槽內，六對輔助勵磁繞組安裝槽分別位于定子鐵心的軛部，每對安裝槽為從定子鐵心內、外兩側看過去的相對的方形凹槽，其中心線與定子鐵心槽中心線重合，相鄰的兩對安裝槽之間的夾角為60°。安裝槽深度為h2，寬度為w，每對輔助勵磁繞組安裝槽相連部分的厚度為μ，則應滿足μ≥1/3λ，1/2△≤w≤△。六個永磁體與六對輔助勵磁繞組安裝槽交替排列，均勻地分布在定子鐵心的軛部。定子鐵心內部是轉子鐵心，定子鐵心和轉子鐵心之間留有間隙，形成空氣隙，轉子鐵心有10個沿圓周均勻分布的磁極齒，均由導磁性良好的硅鋼片沖制后疊成，轉子鐵心的內部為軸。