[發明專利]雙饋開關磁阻電機、系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202210191694.6
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114421666A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 華浩
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02K1/26
• 分類號: H02K1/26;H02K1/16;H02K3/12;H02P25/08
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明公開一種雙饋開關磁阻電機、系統及其控制方法，雙饋開關磁阻電機包括：定子鐵心、定子電樞繞組、轉子鐵心以及轉子電樞繞組，所述轉子鐵心與所述定子鐵心同軸布置；所述定子鐵心與轉子鐵心均為凸極結構，具有朝向氣隙的凸極齒以及相應的槽結構，分別為定子槽和轉子槽；所述定子電樞繞組放置于定子鐵心上的定子槽內；所述轉子電樞繞組放置于所述轉子鐵心上的轉子槽內；所述定子電樞繞組和轉子電樞繞組在電氣上相互獨立，加載不同電流，形成兩套獨立的電氣回路；利用本發明，在不改變原開關磁阻電機空間尺寸的基礎上，充分利用電機轉子槽內空間，可以顯著提高電機功率密度和控制靈活度。

技術領域

本發明涉及電機設備領域，具體地，涉及一種雙饋開關磁阻電機、系統及其控制方法。

背景技術

隨著電力電子技術、控制理論和微電子技術的快速發展，基于“磁阻最小”原理運行的開關磁阻電機的應用日益廣泛，尤其在稀土永磁原材料價格波動劇烈、供應量不穩定的情況下，無需使用永磁體的開關磁阻電機更得到關注。傳統開關磁阻電機為定轉子雙凸極結構，定轉子鐵心均由硅鋼片壓疊制成，定子上有電樞繞組線圈，轉子上既無永磁體也無繞組線圈。開關磁阻電機電樞繞組的自感會隨轉子位置變化而改變，依據“磁阻最小”原理工作，即依靠自感變化產生的磁阻轉矩驅動轉子。開關磁阻電機具備制造簡單、成本低、結構堅固、容錯性能好、易于散熱、適宜高速運行等優點，在工業驅動、電氣調速、電動汽車、家用電器、紡織機械等領域中具有良好的競爭力和廣闊的應用前景。

但是，開關磁阻電機僅依靠定子電樞繞組通電后產生的磁阻轉矩工作，僅具有一套繞組且沒有永磁體，相應的，開關磁阻電機的功率密度相比于永磁電機等其它電機類型處于劣勢。此外，開關磁阻電機僅依靠一套電樞繞組加載電流以驅動電機，當該電氣回路出現故障后，電機則無法正常工作，明顯犧牲了電機的帶故障運行能力。這樣，開關磁阻電機在需要高功率密度、或需要高容錯能力場合的應用受限。

專利文獻CN1104081C公開了一種磁阻電機，它包括定子和轉子，其中在定子的內周側上設有多個磁極凸起，繞組分別卷繞在這些磁極凸起上，轉子配置在該定子的內周側，在轉子的外周側上設有多個磁極凸起。目前市場上大多數磁阻電機均采用類似結構。實際上，開關磁阻電機的轉子上既無永磁體，也無繞組線圈，這造成電機轉子槽的空間沒有放置任何部件，轉子槽空間被浪費。針對此問題，本發明在常規開關磁阻電機的基礎上，通過電機結構的創新，提出一種雙饋開關磁阻電機，可以顯著提升電機的功率密度和控制靈活度。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的在于提供一種雙饋開關磁阻電機、系統及其控制方法。

為了實現上述發明目的，本發明提出了一種雙饋開關磁阻電機，其包括：

定子鐵心、定子電樞繞組、轉子鐵心以及轉子電樞繞組，所述轉子鐵心與所述定子鐵心同軸布置；

所述定子鐵心與轉子鐵心均為凸極結構，具有朝向氣隙的凸極齒以及相應的槽結構，位于定子鐵心、轉子鐵心上的槽結構分別為定子槽和轉子槽；

所述定子電樞繞組放置于定子鐵心上的定子槽內；

所述轉子電樞繞組放置于所述轉子鐵心上的轉子槽內；

所述定子電樞繞組和轉子電樞繞組在電氣上相互獨立，形成兩套獨立的電氣回路；

所述定子電樞繞組和轉子電樞繞組都能夠加載電流以實現電機的機電能量轉換，能夠僅利用定子電樞繞組加載電流實現機電能量轉換，或僅利用轉子電樞繞組加載電流實現機電能量轉換，或同時在定子電樞繞組和轉子電樞繞組上加載電流實現機電能量轉換。