[發明專利]一種寬窄定子極軸向磁通開關磁阻電機及其控制方法

在審

• 申請號: 202210516485.4
• 申請日: 2022-05-12
• 公開（公告）號: CN114726180A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 陳昊;于豐源;閆文舉;劉永強;張珂;鞏士磊;王星
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學;榮成市榮佳動力有限公司;煙臺仙崴機電有限公司
• 主分類號: H02K29/03
• 分類號: H02K29/03;H02K1/12;H02K3/46;H02K1/22;H02P25/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種寬窄定子極軸向磁通開關磁阻電機。其組成包括：左側定子1、右側定子2和轉子3。左側定子1和右側定子2具有完全相同的結構，以左側定子1為例，由定子軛1-1、定子寬極1-2和定子窄極1-3組成，定子寬極與定子窄極間隔出現，兩者之間設置有槽。集中式繞組只纏繞在定子寬極1-2和2-2上，而定子窄極1-3和2-3則不纏繞繞組，只為磁通提供路徑。一側定子上空間徑向相對的繞組線圈相串聯，再與另一側相同位置的繞組線圈相串聯或并聯。左側定子1和右側定子2齒極相對的放置在轉子3的兩側，中間留有氣隙。轉子3由數個分塊轉子構成，這些分塊轉子固定在圓形轉子固定盤中。

2.根據權利要求1所述的寬窄定子極軸向磁通開關磁阻電機，其特征在于，采用了雙定子盤和單轉子盤結構，兩側定子齒極相對的安裝在轉子盤的兩側。假設N_s為電機定子槽數，N_r為轉子鐵心塊數量，m為電機相數。則有N_s＝2km，或其中k為正整數。

3.根據權利要求1所述的寬窄定子極軸向磁通開關磁阻電機，其特征在于，定子寬窄和定子窄極均從定子軛上延伸且交錯排列，定子寬極和定子窄極的數量相等，均是

4.根據權利要求1所述的寬窄定子極軸向磁通開關磁阻電機，其特征在于，為了保證勵磁通路的流通，定子寬極在不同半徑下的極弧角度是定子窄極的2倍，轉子塊極弧寬度和定子寬齒極寬度相等且是定子窄極寬度的2倍。

5.根據權利要求1所述的寬窄定子極軸向磁通開關磁阻電機，其特征在于，為了保證電機在不同半徑處的槽滿率相同，相鄰定子齒極間的的定子開槽是平行槽結構。定子窄極在內外徑中線處的極弧寬度和定子軛高相等，轉子極高是定子軛高的兩倍。

6.根據權利要求1所述的寬窄定子極軸向磁通開關磁阻電機，其特征在于，N_r個分塊轉子嵌入在由既不導磁也不導電的環氧樹脂材料制成的轉子固定盤中，起到隔離磁路、降低損耗和風阻、提升效率的作用。

7.根據權利要求1所述的寬窄定子極軸向磁通開關磁阻電機，其特征在于，集中式線圈只纏繞在定子寬極上，定子窄極上則不纏繞線圈只提供閉合磁路，且每個槽只放置一相繞組線圈。

8.根據權利要求1所述的寬窄定子極軸向磁通開關磁阻電機，其特征在于，同一側定子徑向相對的集中式線圈相串聯構成勵磁繞組，兩側定子繞組可以相互串聯或并聯，不同的繞組連接方式獲得的電機特性不同。根據不同的工況要求，兩側定子的同一相線圈可以切換串聯和并聯兩種工作模式。勵磁繞組與外部主電路連接，所述外部主電路為改進的不對稱半橋電路。

9.根據權利要求1所述的寬窄定子極軸向磁通開關磁阻電機，其特征在于，根據電機不同轉速來選擇不同的控制方法，即在低速下采用左右繞組串聯的電流斬波控制方法，在中低速下采用左右繞組串聯的角度位置控制方法，在中高速下采用左右繞組并聯的電流斬波控制方法，在高速下采用左右繞組并聯的角度位置控制方法。繞組連接方式和控制方法之間的自由切換保證了電機在較寬轉速范圍下的高效運行。