[發(fā)明專利]一種分段轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811008802.1
• 申請(qǐng)日: 2018-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN109038871B
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉澤遠(yuǎn);蔡駿;魏明霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京埃克銳特機(jī)電科技有限公司
• 主分類號(hào): H02K1/14
• 分類號(hào): H02K1/14;H02K1/24
• 代理公司: 32200 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 朱小兵

本發(fā)明公布了一種分段轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電機(jī)。所述電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子和線圈構(gòu)成；定子齒數(shù)為9n，轉(zhuǎn)子極數(shù)為m，相數(shù)為3，n為自然數(shù)，m等于4n、5n或6n；所述轉(zhuǎn)子由m個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心和1個(gè)非導(dǎo)磁支撐架構(gòu)成，且轉(zhuǎn)子鐵心固定到非導(dǎo)磁支撐架上；所述定子齒包括3n個(gè)寬齒和6n個(gè)窄齒，9n個(gè)定子齒均勻布置，相鄰定子齒間相差40°/n，寬齒與寬齒相差120°/n，寬齒與寬齒間布置有2個(gè)窄齒；每個(gè)窄齒上繞有1個(gè)線圈，寬齒上無(wú)線圈，相鄰兩窄齒上的線圈屬于同一相繞組，所有線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)極性相同；每相均為短磁路，鐵心損耗小；相間磁路僅在寬齒上交鏈，相間耦合弱。本發(fā)明電機(jī)具有多種轉(zhuǎn)子極數(shù)，可根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)合，方便選取定、轉(zhuǎn)子極數(shù)配合，以達(dá)到輸出性能最優(yōu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種分段轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電機(jī)，屬于電機(jī)類的開關(guān)磁阻電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

開關(guān)磁阻電機(jī)定、轉(zhuǎn)子為雙凸極結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子無(wú)繞組和永磁體，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固、低成本、耐高溫和高速適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，在航空航天、精密加工、電動(dòng)汽車等軍事和民用領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

然而，由于轉(zhuǎn)子的凸極結(jié)構(gòu)，使得開關(guān)磁阻電機(jī)的風(fēng)損更大，并進(jìn)一步加劇了震動(dòng)噪聲問題，削弱了其在低噪領(lǐng)域的應(yīng)用。為此，人們提出了一種名為分段轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電機(jī)（Segmented Switched Reluctance Motor），以減小風(fēng)阻損耗和減小噪聲。分段轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子為圓柱型結(jié)構(gòu)，外圓面光滑平整，可有效減小風(fēng)摩損耗。不過(guò)，傳統(tǒng)分段轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電機(jī)，通常采用6/4、8/6、12/8、12/10極等經(jīng)典結(jié)構(gòu)，基于運(yùn)行機(jī)理要求，這些結(jié)構(gòu)的相間磁路存在較強(qiáng)的耦合，相間互感較大，由互感產(chǎn)生的互感轉(zhuǎn)矩也較大，導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)增加；另外，相間耦合也導(dǎo)致電機(jī)的容錯(cuò)性和可靠性降低。

因此，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N定子為9n、轉(zhuǎn)子為4n、5n、6n的分段轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電機(jī)，除了具有短磁路和鐵耗小外，其集中式繞組結(jié)構(gòu)易于加工裝配、耗銅少；為減小相間耦合，共相間共磁路的磁極采用了寬齒結(jié)構(gòu)，互感對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩影響小，可靠性和容錯(cuò)性提升；另外，新型定、轉(zhuǎn)子配合形式，豐富了開關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)拓?fù)洹?/p>

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種分段轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電機(jī)。所述電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子和線圈構(gòu)成；定子齒數(shù)為9n，轉(zhuǎn)子極數(shù)為m，相數(shù)為3，n為自然數(shù)，m等于4n、5n或6n；所述轉(zhuǎn)子由m個(gè)轉(zhuǎn)子鐵心和1個(gè)非導(dǎo)磁支撐架構(gòu)成，且轉(zhuǎn)子鐵心固定到非導(dǎo)磁支撐架上；所述定子齒包括3n個(gè)寬齒和6n個(gè)窄齒，9n個(gè)定子齒均勻布置，相鄰定子齒間相差40°/n，寬齒與寬齒相差120°/n，寬齒與寬齒間布置有2個(gè)窄齒；每個(gè)窄齒上繞有1個(gè)線圈，寬齒上無(wú)線圈，相鄰兩窄齒上的線圈屬于同一相繞組，所有線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)極性相同；每相磁路均為短磁路結(jié)構(gòu)，鐵心損耗小；另外，相間磁路僅在寬齒上有交鏈，相間磁路耦合弱；本發(fā)明電機(jī)具有多種轉(zhuǎn)子極數(shù)，可根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)合，方便選取定、轉(zhuǎn)子極數(shù)配合，以達(dá)到輸出性能最優(yōu)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種分段轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電機(jī)，為三相工作制電機(jī)，包括定子、轉(zhuǎn)子和線圈；所述轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心和非導(dǎo)磁支撐架構(gòu)成；

所述定子為凸極結(jié)構(gòu)，定子齒數(shù)為9n，n為自然數(shù)；所述定子齒包括3n個(gè)寬齒和6n個(gè)窄齒，9n個(gè)定子齒均勻布置，相鄰定子齒間相差40°/n，寬齒與寬齒相差120°/n，寬齒與寬齒間布置有2個(gè)窄齒；6n個(gè)窄齒的齒寬相等，3n個(gè)寬齒的齒寬相等；

每個(gè)窄齒上繞有1個(gè)線圈，共6n個(gè)；相鄰兩窄齒上的2個(gè)線圈，采用串聯(lián)或并聯(lián)形式，連接為1個(gè)線圈串，共3n個(gè)；3n個(gè)所述線圈串在空間上相差120°/n；

n=1時(shí)，所述電機(jī)共3個(gè)線圈串，每個(gè)線圈串單獨(dú)連接為一相繞組，共三相；

n≥2時(shí)，所述電機(jī)共3n個(gè)線圈串，空間上相差360°/n的n個(gè)線圈串，采用串聯(lián)或并聯(lián)形式，連接為一相繞組，共三相；