[實用新型]一種同步開關磁阻電機

有效

• 申請號: 201821110821.0
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN208445458U
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 冬雷;王文豐;郝穎
• 申請（專利權）人: 北京動力京工科技有限公司
• 主分類號: H02K19/10
• 分類號: H02K19/10;H02K3/04;H02K1/24;H02K11/21
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型提出了一種同步開關磁阻電機，主要包括三相定子、凸極轉子、轉子位置傳感器、機殼、電機控制器、軸；所述三相定子采用三相集中繞組或者三相分布式繞組，在電機控制器驅動控制下產生同步旋轉磁場，所述同步旋轉磁場的強度和旋轉速度可以由電機控制器通過三相定子控制；所述凸極轉子不含有永磁體，不含有鼠籠結構，不需要開磁阻槽，僅由硅鋼片疊壓而成為具有偶數個凸極的轉子；所述三相定子安裝在機殼的內部，凸極轉子安裝在軸上，并通過軸安裝在機殼的上，軸的一端安裝轉子位置傳感器；所述三相定子與凸極轉子組成徑向磁路。該新型同步開關磁阻電機既保留了開關磁阻電機結構簡單的優點和同步磁阻電機轉矩脈動小、噪聲低的優點，又克服了開關磁阻電機轉矩脈動大和同步磁阻電機結構復雜的特點。

技術領域

本實用新型涉及電機技術領域，尤其涉及一種不同于同步磁阻電機和開關磁阻電機的新型磁阻式電機。

背景技術

開關磁阻電機具有簡單的機械結構，較好的機械輸出特性，非常靈活的控制性能，較好的環境適應能力，不含有永磁材料等優點，因此在電動汽車、紡織等領域得到了廣泛的應用。但是開關磁阻電機的驅動采用脈沖式電流供電，電機的轉動脈動和噪聲均較大，因此其應用領域受到了限制。

因此出現了一種同步磁阻電機，通過d軸與q軸磁阻的差異產生轉矩驅動電機。早期的同步磁阻電機通過幾何凸極轉子中添加磁障產生磁阻轉矩，同時在轉子上安插鼠籠條形成異步起動轉矩。隨著電力電子器件和磁場定向控制技術的進步，交流調速電機得到快速發展。增大了同步磁阻電機的凸極比，通過變頻器直接起動，轉矩脈動有較大改善。同步磁阻電機的輸出轉矩正比于d軸與q軸電感差值。為了獲得較大的轉矩密度，應該盡量增大d軸與q軸電感差值。為了減小電機的轉矩脈動，應該設計三相繞組的電感隨轉子位置的變化規律有良好的正弦度，則Ld和Lq基本為常數。同時，電機的輸出轉矩正比于電感，因而磁路飽和引起的磁阻增大對電機轉矩密度影響嚴重。很多情況下，當電機重載或過載運行時凸極率會因飽和而迅速減小，進而影響轉矩密度。故同步磁阻電機的設計應該增大電機的凸極率同時減小飽和效應。

開關磁阻電機通常采用轉子幾何凸極結構，同步磁阻電機通常采用多層磁障結構的圓柱形轉子。從加工工藝上看，開關磁阻電機比多層磁障的同步磁阻電機轉子更簡單。同步磁阻電機每一層磁塊通過細薄的磁橋連接，轉子魯棒性和可靠性不如開關磁阻電機。

綜上所述，為了解決開關磁阻電機的轉矩脈動大、噪聲大等缺點的同時，還要解決同步磁阻電機轉子結構復雜，凸極比較小等問題，因此需要對電機的結構進行改進。

實用新型內容

本實用新型針對現有技術存在的缺陷，提出了一種新型同步開關磁阻電機結構。該新型同步開關磁阻電機既保留了開關磁阻電機結構簡單的優點和同步磁阻電機轉矩脈動小、噪聲低的優點，又克服了開關磁阻電機轉矩脈動大和同步磁阻電機結構復雜的特點。

本實用新型采取的技術方案為：

一種同步開關磁阻電機，其特征在于，包括三相定子、凸極轉子、轉子位置傳感器、機殼、電機控制器、軸；所述三相定子采用三相集中繞組或者三相分布式繞組，在電機控制器驅動控制下產生同步旋轉磁場，所述同步旋轉磁場的強度和旋轉速度可以由電機控制器通過三相定子控制；所述凸極轉子不含有永磁體，不含有鼠籠結構，不需要開磁阻槽，僅由硅鋼片疊壓而成為具有偶數個凸極的轉子；所述三相定子安裝在機殼的內部，凸極轉子安裝在軸上，并通過軸安裝在機殼的上，軸的一端安裝轉子位置傳感器；所述三相定子與凸極轉子組成徑向磁路。

所述的三相定子槽數為s＝3*n*2p，其中，n為每極每相槽數，n＝0.5,1,2,3,4,5…；p為極對數，p＝1,2,3,4,5…。

所述的三相定子包括四種繞組形式:槽極比為3:2的典型集中繞組、整數槽分布繞組、每對極槽數為整數的分數槽分布繞組、每對極槽數為分數的分數槽分布繞組。

所述凸極轉子有偶數個凸極，極對數與三相定子相同。