[其他]四相四線星形聯接的開關式磁阻電機

無效

• 申請號: 86105770
• 申請日: 1986-07-19
• 公開（公告）號: CN86105770A
• 公開（公告）日: 1988-02-17
• 發明（設計）人: 鄭民生
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H02K37/00
• 分類號: H02K37/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

發明范圍

本發明闡述一種四相四線星形聯接的開關式磁阻電機，詳細地說是闡述一種具有8個或12個磁極的定子、6個或9個磁極的轉子和只有四根引出線的四相繞組星形聯接的開關式磁阻電機。雖然這種形式的電機本身是人們所知道的，然而本發明提出了一種新的繞組聯接方法和獨特的工作方式，采用本發明提出的聯接方法和工作方式，電機具有最短的磁通路徑、較好的運行特性和較大的輸出轉矩。

發明背景

開關式磁阻電機，作為一種新穎的變速驅動電機，最近，又以主要競爭者的面貌出現在直流與感應電機面前，它是在功率電子開關元件晶閘管問世以后發展起來的。

二十世紀六十年代，美國加省巴沙地那海軍試驗站試圖用作魚雷推進，制成了軸向氣隙盤式結構、雙轉雙單元的試驗樣機。后來，福特電機公司科學研究部又研制了用于變速驅動的三單元盤式磁阻電機。

英國利茲大學從1967年開始詳細研究開關式磁阻電機和步進電機。1973年，諾丁漢大學的研究人員，從最大限度降低電力電子器件成本的觀點出發來考慮變速傳動，他們也認定只要開關式磁阻電機的單位輸出功率和效率能滿足要求，那么這種電機和單向導電的半導體器件是理想的搭檔。

在經歷了十幾年的發展過程之后，最近，一種具有8個磁極的定子、6個磁極的轉子、定子繞組徑向對面安置、同相磁路串聯的開關式磁阻電機現已投入使用。

由英國Tasc????Drives有限公司投放市場的奧爾頓（Oulton）傳動裝置是第一臺商品開關式磁阻電機。目前，在20千瓦功率水平上已成功地使用于道路牽引。單機容量在100-200千瓦之間，用于鐵道牽引變速驅動的開關式磁阻電機的研究工作在繼續進行。

英國《電氣評論》宣稱，這種電機的主要特點是，結構簡單、價格低廉、作為變速傳動裝置具有較好的性能。

由于上述電機具有很大的魅力，引起了人們的關注與重視。我們試制了幾臺樣機，經過對該種電機的實驗、分析、研究，覺得軸向氣隙盤式結構的磁阻電機，為了保持定轉子盤之間正常的軸向間隙，對加工制造精度與裝配工藝要求很高，否則將影響可靠運轉。而徑向氣隙的磁阻電機，具有結構簡單、運行可靠、易于加工制造的優點。不過現有技術的開關式磁阻電機，由于采用同相磁路串聯的方式，根據每相的N極和S極數量相等原則，電機每相的磁極數是偶數，參見圖1，四相電機定子鐵心的磁極數只能是8的整數倍。如把定子鐵心加工成12個磁極，對于同相磁路串聯的開關式磁阻電機是不合適的。然而對于本發明提出的同相磁路並聯，鄰相磁路串聯的開關式磁阻電機來說，這一點不受限制。電機每相的磁極數既可以是偶數，也可以是奇數，如圖2-4所示，四相電機的定子，既可以制成8個磁極，也可以制成12個磁極。另外，采用同相磁路並聯、鄰相磁路串聯的方式，不僅電機的引出線數最少，而且還具有最短的磁通路徑和一些獨特的工作方式。對于減少鐵心損耗與提高運行特性都更為有利。

發明目的

本發明的目的之一是提供一種與同類開關式磁阻電機相比，引線數量少、磁通路徑短、可用簡單電路驅動、運行特性好的開關式磁阻電阻的改進品種。

本發明的另一目的是為了提供一種具有無刷的電子換向、易于變速變矩運行、結構簡單、價格低廉的改進型電機品種。

本發明的進一步目的是提供一種在變速變矩運行場合，系統效率與輸出功率比常規交流或直流電機好的改進型電機品種。

發明概述

根據本發明提出的電機，具有8個齒的定子和6個齒的轉子（或定子12齒，轉子9齒）。定轉子呈凸極形狀，一個齒為一個磁極。每個定子齒上都繞有勵磁線圈，各線圈的匝數、繞線方向與接線形式均相同。本電機的繞組，按照四相星形的方式聯接，各相繞組的首端分別與各相的引出線相連，各相繞組的尾端與電機內部的星中點相連。電機運行時，根據轉子位置傳感器信號，按照AB-BC-CD-DA……或者DC-CB-BA-AD的順序，以二相串聯通電的方式工作。電流由一相引線流入、從另一相引線流出，經過線圈的電流是單方向的，各定子磁極的極性由環繞該極線圈的電流方向確定，并按照N-S-N-S-N-S-N-S的順序交錯排列，由于這種排列方式同相磁極的極性相同、相鄰二相磁極的極性方向相反，因此，本發明電機具有同相磁路並聯鄰相磁路串聯的特點。與同相磁路串聯、鄰相磁路並聯的開關式磁阻電機相比，本發明電機具有磁通路徑短和工作特性好的顯著優點。

本發明的進一步描述與附圖配合進行，圖中顯示了本發明電機的接線特點與工作原理。

附圖簡介

在附圖中

圖1是現有技術的開關式磁阻電機簡化原理圖。