[發明專利]一種電動車用U型外轉子結構開關磁阻電機及其功率變換器

有效

• 申請號: 201710993205.8
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107800256B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 陳昊;閆文舉;王鍇;朱彧姝;孔鏡凱
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: H02K19/12
• 分類號: H02K19/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種電動車用U型外轉子結構開關磁阻電機及其功率變換器，屬于新型電機領域，包括電動車用U型外轉子結構開關磁阻電機和適用所述結構的功率變換器，所述的電機包括U型外轉子塊和固定在軸上的內定子，若干U型外轉子結構形成模塊化轉子結構，模塊化U型外轉子結構可直接固定在電動車的輪轂上，定子上纏繞有集中式的勵磁繞組。徑向相對的兩個定子極纏繞的集中繞組串聯成為一相，由于轉子軛部的不連續性，必須采用相鄰兩相同時激勵的方式，根據電機的激勵方式，設計了一種功率變換器結構，適用于所述的電機。本發明的轉子為模塊化轉子，便于模塊化生產，并便于固定在電動車的輪轂上，同時電機具有容易維護、損耗低、效率高、等優點。

技術領域

本發明涉及一種新型電機領域，尤其涉及一種電動車用U型外轉子結構開關磁阻電機及其功率變換器。

背景技術

開關磁阻電機具有結構簡單，堅固耐用，運行可靠，能量轉換效率高等優點，由于稀土材料價格的迅速增大，使得使用永磁體的電機成本增加，因此開關磁阻電機在電動車的應用越來越廣泛。開關磁阻電機遵循磁阻最小原理，因此開關磁阻電機的磁路對開關磁阻電機的能量轉化具有重要的作用，應用一個好的磁性材料和降低磁通路徑有利于減少電機的能量損耗。傳統的外轉子開關磁阻電機相鄰相之間有一相工作時，其他相之間通過轉子凸極相互干擾，導致磁通路徑較長，并且在電機轉動換相期間存在磁通逆轉，使得電機的輸出轉矩降低，鐵耗增加，風摩損耗增加，以及電機效率降低。目前研究的轉子模塊化開關磁阻電機多采用內轉子分塊，并采用注塑的方法，把轉子凹陷部分注入塑料材料填滿，但是制作工藝復雜且成本高，轉子多采用的倒梯形結構，并且多采用分布繞組，電機整個繞組端部比較大，降低了電機繞組的利用率并增加了電機的端部效應，降低了電機的性能。因此在電機結構設計階段，如何增大電機的輸出轉矩、降低電機的損耗、提高電機的輸出效率、降低制作成本及功率變換器成本成為電機結構設計階段的亟待解決的問題。

發明內容

針對上述技術中存在問題，本發明提出一種U型外轉子結構的開關磁阻電機及其功率變換器，設計合理，成本低廉，容易加工和維護的能用于電動車的開關磁阻電機驅動系統中。

為實現上述技術目的，本發明采用如下的技術方案予以實現：

一種電動車用U型外轉子結構開關磁阻電機，包括內定子3和設置在內定子周若干U型轉子塊1，其中，內定子3的定子齒為外圓弧5，U型轉子塊1的轉子齒為內圓弧4，且內定子的外圓弧5和轉子齒的內圓弧4之間設有氣隙，內定子上纏繞有集中式勵磁繞組2。

本發明在于，內定子3和U型外轉子塊1均是由硅鋼片疊壓而成。

本發明在于，內定子3徑向相對的兩個定子極串聯形成一相，但極性相反。

本發明在于，相鄰兩相的定子極繞組纏繞方向相反，形成N極-S極-N極-S極…N極-S極的極性分布。

本發明在于，U型轉子塊1直接固定在電動車的輪轂上，便于安裝和實施。

本發明在于，為了使電機連續旋轉，必須采用相鄰兩相同時激勵的方式。