[發(fā)明專利]一種感應(yīng)式轉(zhuǎn)子及開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011167173.4
• 申請(qǐng)日: 2020-10-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112260424A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧志強(qiáng);李運(yùn)忠;劉正昂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳華引動(dòng)力科技有限公司
• 主分類號(hào): H02K1/14
• 分類號(hào): H02K1/14;H02K1/24;H02K29/03
• 代理公司: 南寧新途專利代理事務(wù)所(普通合伙) 45119
• 代理人: 但玉梅

本發(fā)明公開(kāi)了一種感應(yīng)式轉(zhuǎn)子及開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，屬于開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)領(lǐng)域。本發(fā)明的感應(yīng)式轉(zhuǎn)子包含轉(zhuǎn)子鐵芯和導(dǎo)電環(huán)，所述轉(zhuǎn)子鐵芯上設(shè)置有凸極，所述凸極設(shè)置極身，所述導(dǎo)電環(huán)通過(guò)包圍所述凸極極身設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子上。本發(fā)明的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)包含轉(zhuǎn)子、定子，其中所用的轉(zhuǎn)子采用上述感應(yīng)式轉(zhuǎn)子。本發(fā)明通過(guò)在轉(zhuǎn)子鐵芯凸極上設(shè)置導(dǎo)電環(huán)，在工作過(guò)程中導(dǎo)電環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電流形成感應(yīng)磁極，使磁路向轉(zhuǎn)子凸極集中，從而增大了磁能利用率和輸出轉(zhuǎn)矩。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種感應(yīng)式轉(zhuǎn)子及開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。

背景技術(shù)

開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的原理是磁路總是向磁阻最小的路徑閉合，理想的磁路路徑是，磁路從定子鐵芯通電凸極出發(fā)，經(jīng)過(guò)氣隙，再經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)子鐵芯作用凸極，再經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)子鐵芯軛部，再經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)子鐵芯作用凸極，再經(jīng)過(guò)氣隙回到定子鐵芯通電凸極；但由于受到鐵芯充磁飽和限制和磁路在磁極外發(fā)散的特性，部分磁路會(huì)偏離設(shè)計(jì)路徑閉合，甚至產(chǎn)生反向轉(zhuǎn)矩，從而導(dǎo)致磁能利用率降低，輸出轉(zhuǎn)矩降低。

進(jìn)一步理解，磁路總是向磁極集中的，由于開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)凸極沒(méi)有磁極極性，故不能使磁路向其集中，導(dǎo)致現(xiàn)有的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)磁能利用率不高。

發(fā)明內(nèi)容

為了改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種感應(yīng)式轉(zhuǎn)子及開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，通過(guò)在轉(zhuǎn)子鐵芯凸極上設(shè)置導(dǎo)電環(huán)，在工作過(guò)程中導(dǎo)電環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電流形成感應(yīng)磁極，使磁路向轉(zhuǎn)子凸極集中，從而增大了磁能利用率和輸出轉(zhuǎn)矩。

本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題而采用的技術(shù)方案是：

一種感應(yīng)式轉(zhuǎn)子，其應(yīng)用于開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，所述轉(zhuǎn)子包含轉(zhuǎn)子鐵芯和導(dǎo)電環(huán)，所述轉(zhuǎn)子鐵芯上設(shè)置有凸極，所述凸極設(shè)置極身，所述導(dǎo)電環(huán)通過(guò)包圍所述凸極的極身設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子上。

本發(fā)明中，進(jìn)一步地，各個(gè)所述凸極上的導(dǎo)電環(huán)相互獨(dú)立。

本發(fā)明中，進(jìn)一步地，該感應(yīng)式轉(zhuǎn)子應(yīng)用于定子鐵芯極數(shù)為m的q相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，q≥3，所述轉(zhuǎn)子鐵芯上凸極的個(gè)數(shù)為n，n≥2，并且m/n＝q，所述凸極還設(shè)置極翼，所述極身的徑向外端部的左側(cè)和右側(cè)分別連接所述極翼，所述極翼向遠(yuǎn)離極身的外側(cè)延伸，并且在延伸方向上所述極翼的徑向外側(cè)面與轉(zhuǎn)子鐵芯中心的距離遞減變化。在此基礎(chǔ)上，優(yōu)選地，所述極翼徑向外側(cè)面為圓弧面，同一轉(zhuǎn)子鐵芯凸極上的兩個(gè)極翼大小相等、結(jié)構(gòu)對(duì)稱且在同一圓弧面上，圓弧面的中心點(diǎn)設(shè)置在所述極身的中心線上，并且圓弧面的半徑r小于轉(zhuǎn)子鐵芯的半徑R。

本發(fā)明中，進(jìn)一步地，該感應(yīng)式轉(zhuǎn)子應(yīng)用于定子鐵芯極數(shù)為m的q相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，q≥3，所述轉(zhuǎn)子鐵芯上凸極的個(gè)數(shù)為n，n≥2，并且m/n＝q，所述凸極還設(shè)置極翼，所述極身的徑向外端部的左側(cè)和右側(cè)分別連接所述極翼，所述極翼與極身之間呈極身高極翼低的階梯狀，所述極翼向遠(yuǎn)離極身的外側(cè)延伸，極翼的徑向外側(cè)面為階梯狀，并且在極翼的延伸方向上，極翼的徑向外側(cè)面與轉(zhuǎn)子鐵芯中心的距離按階梯式遞減變化；所述極身左右兩側(cè)的階梯數(shù)量分別為x個(gè)，x≥2。

本發(fā)明中，進(jìn)一步地，所述導(dǎo)電環(huán)由銅或鋁制作。

本發(fā)明還提供一種開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子、定子，所述轉(zhuǎn)子采用以上所述的感應(yīng)式轉(zhuǎn)子。

由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明通過(guò)在轉(zhuǎn)子鐵芯凸極上設(shè)置導(dǎo)電環(huán)，在工作過(guò)程中，導(dǎo)電環(huán)產(chǎn)生感應(yīng)電流形成感應(yīng)磁極，使磁路向轉(zhuǎn)子凸極集中。當(dāng)轉(zhuǎn)子低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，磁場(chǎng)變化減慢，感應(yīng)電流減弱，電機(jī)性能趨向表現(xiàn)為純開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)特性，保留了開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)啟動(dòng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)；當(dāng)轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，磁場(chǎng)變化加快，導(dǎo)電環(huán)產(chǎn)生的感應(yīng)電流增強(qiáng)產(chǎn)生感應(yīng)磁極，轉(zhuǎn)子的作用凸極產(chǎn)生永磁極性，因而能增大輸出轉(zhuǎn)矩和輸出功率，通過(guò)該設(shè)置，融合了部分同步電機(jī)和異步電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，使電機(jī)性能更加優(yōu)異。經(jīng)試驗(yàn)，在同樣電壓和大于1/3額定轉(zhuǎn)速、且兩組開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的其他結(jié)構(gòu)均相同的條件下，其中一組開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子設(shè)置導(dǎo)電環(huán)，另一組開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子不設(shè)置導(dǎo)電環(huán)，設(shè)置了導(dǎo)電環(huán)的電機(jī)的輸出功率均能提升至少10％。