[實用新型]一種轉子錯角定子隔磁式軸向永磁輔助雙凸極電機

有效

• 申請號: 201720878570.X
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN207150380U
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 劉愛民;李家堯;婁家川;孫鵬;高智超;韋有帥;任達;李博
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: H02K16/00
• 分類號: H02K16/00;H02K21/24;H02K1/14;H02K1/24
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司21109
• 代理人: 李在川

技術領域

本實用新型屬于雙凸極磁阻電機領域，具體涉及一種轉子錯角定子隔磁式軸向永磁輔助雙凸極電機。

背景技術

開關磁阻電機作為最常用的雙凸極電機，正在迅速地發展，開關磁阻電機驅動電路簡單、能在較寬的轉速范圍內保持高效運行，但是，普通凸級磁阻電機的轉矩脈動較大，相鄰定子齒間軛部磁通損耗較大浪費能源。

實用新型內容

針對上述現有技術存在的不足，本實用新型提供一種轉子錯角定子隔磁式軸向永磁輔助雙凸極電機，該電機能夠有效地提升輸出轉矩，可在一定條件下降低電樞電流，改善電機的轉矩脈動，降低定子軛部損耗，從而提高電機運行效率，改善電機性能指標；

本實用新型的技術方案：

一種轉子錯角定子隔磁式軸向永磁輔助雙凸極電機，包括：

兩組隔磁式定子、兩組周向錯角轉子、轉軸、機殼、軸向環套式復合永磁體、導磁條和勵磁繞組；

所述軸向環套式復合永磁體包括永磁體及其兩端黏結的導磁體，軸向環套式復合永磁體環套在轉軸中央，并與轉軸間留有一定間隙；

所述轉軸采用隔磁材料；

所述周向錯角轉子為復合結構，包括管狀導磁體和管狀導磁體外圍的轉子磁軛，轉子磁軛上均勻分布4個凸極即轉子齒，轉子磁軛及轉子齒由硅鋼片疊壓而成，管狀導磁體與轉子磁軛緊密結合，保證高速旋轉相應剛性；兩組周向錯角轉子采用周向錯角方式分別固定于軸向環套式復合永磁體兩側轉軸上，與轉軸同軸旋轉；

所述隔磁式定子采用隔斷式硅鋼片疊壓而成，包括隔斷式定子磁軛和其上均勻分布6個凸極即定子齒；每個凸級上繞有相同匝數勵磁繞組；兩組隔磁式定子分別與兩組周向錯角轉子對應設置，隔磁式定子與周向錯角轉子之間隔有一定的氣隙；所述機殼與轉軸同軸設置，機殼內壁設置六條平行于轉軸的凸起隔磁條，形成隔磁槽，所述隔磁式定子固定在機殼的隔磁槽內；所述隔磁槽用于隔斷相鄰定子齒間的漏磁磁路，并且固定隔斷式定子磁軛，防止其由于電機定轉子齒間產生磁力矩而脫落；所述機殼采用隔磁材料。

所述機殼中部設置有用于固定軸向環套式復合永磁體以及導磁條的裝置，使軸向環套式復合永磁體和導磁條固定于機殼中部，所述導磁條數量為六條，采用導磁材料，用于銜接兩側定子間的磁軛充當磁橋。

所述轉軸中間垂直面兩側結構除轉子外均平行排列，且完全對稱于轉軸的中間垂直面。

有益效果：本實用新型的轉子錯角定子隔磁式軸向永磁輔助雙凸極電機與現有技術相比，具有如下優勢：

(1)采用永磁體輔助勵磁結構，通過永磁體在磁路中的勵磁作用，實現了定子勵磁電流的減少，有效減小了勵磁繞組的銅耗；

(2)兩側轉子采用周向錯角安裝，增加了電機轉子凸級齒數量，其特殊結構可以近似看成12/8級結構，相比經典6/4級結構的步距角要小，有效地提高電機的輸出轉矩，提升轉矩平滑性進而減小噪聲；

(3)通過采用雙側勵磁與轉子錯角同步控制方法，可有效實現兩側轉矩峰、谷銜接互補，降低了電子器件開關頻率，提高使用壽命并且有效的減少了定轉子鐵心損耗；

(4)定轉子均使用硅鋼片疊壓而成，大大減輕了電機的質量，減小了電機的轉動慣量，降低了電機控制的復雜性，且使定轉子有良好的導磁性能；

(5)隔磁式定子以及導磁橋有效的將電機磁路“規劃”到特定路徑，減少漏磁在不通電相以及機殼上的損耗；

(6)永磁輔助技術與定子隔磁的結合，有效提升氣隙磁共能增量，提高單位質量下電機輸出轉矩指標。

附圖說明

圖1為本實用新型一種實施方式的轉子錯角定子隔磁式軸向永磁輔助雙凸極電機徑向剖面圖，其中，(a)為二維徑向剖面圖，(b)為三維徑向剖面圖；

圖2為本實用新型一種實施方式的軸向環套式復合永磁體三維結構示意圖；

圖3為本實用新型一種實施方式的轉子錯角示意圖；

圖4為本實用新型一種實施方式的轉子錯角定子隔磁式軸向永磁輔助雙凸極電機不同轉子位置時的側視圖，其中，(a)為一側A開始通電，二側A已經通電時的側視圖，(b)為二側A相斷電，一側A相保持通電，二側B相開始通電時的側視圖；(c)為一側A相繞組斷電，二側B相保持通電，一側B相開始通電時的側視圖；

圖5為本實用新型一種實施方式的磁路示意圖；

圖6為本實用新型一種實施方式的電機相電感隨轉子位置變化示意圖；

圖7為本實用新型一種實施方式的機殼與隔磁式定子示意圖，其中，(a)為帶有隔磁條機殼示意圖，(b)為隔磁式定子示意圖，(c)為機殼與隔磁式定子拼裝示意圖；