一種開關磁阻電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種開關磁阻電機，包括定子結構、轉軸、與所述轉軸連接的轉子；所述定子結構整體為密封結構，包括定子鐵芯、環(huán)繞于所述定子鐵芯外周的繞組、罩于所述定子鐵芯外的殼體，以及與所述殼體連接形成密封腔的連接筒，所述定子鐵芯和繞組包圍于所述密封腔內，所述密封腔內封裝有對所述定子鐵芯和繞組的振動產生阻尼作用力的蒸發(fā)冷卻液。采用這種結構，由于定子鐵芯是發(fā)出振動與噪聲的主要部件，而定子鐵芯浸泡在絕緣的液體當中，該液體對定子任何運動趨勢形成極大的摩擦阻力，也就阻尼衰減定子的振動，另外也會阻止聲音的傳播，因此減振、降噪效果明顯。
【專利說明】—種開關磁阻電機
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電機【技術領域】，尤其涉及一種開關磁阻電機。
【背景技術】
[0002]電動汽車是用電力完全替代石油類燃料做驅動的汽車，在環(huán)保、清潔、節(jié)能等方面占據著絕對的優(yōu)勢。電動汽車的驅動電機主要有直流電機、異步電機、永磁無刷電機和開關磁阻電機等。開關磁阻電機以結構簡單、成本低、適用能力強、調速范圍寬等優(yōu)點成為各驅動系統(tǒng)的有力競爭者。
[0003]如圖1所示，該圖為現(xiàn)有技術中開關磁阻電機的結構原理圖。當A相繞組2'電流的控制開關SI和S2閉合時,A相通電，同時B相、C相不通電,A相勵磁產生磁場，因電機的磁通總是沿磁阻最小的路徑閉合，且當A相磁極的軸線與轉子7'磁極a的軸線重合時磁路的磁阻最小，因此扭曲磁力線產生了切向拉力，試圖使a-a’與A-A’重合，最終旋轉到a_a’與A-A’重合的位置停止轉動。隨后若要使電機連續(xù)轉動，就需要使B相通電，同時A相和C相斷電，此時電機內的磁場變成了以B相磁極為軸線的磁場，電機轉子T會繼續(xù)旋轉直到與B-B’完全重合。隨后給C相通電，同時A相和B相斷電，此時電機內的磁場變成了以C相磁極為軸線的磁場，電機轉子7'會繼續(xù)旋轉直到與C-C’完全重合為止。如此反復循環(huán)，只要三相定子繞組2'按A-B-C-A…的順序依次通電，電機的轉子7'就會繞轉軸8'的中心線一直沿同一方向旋轉。
[0004]由上述工作過程可以看出，開關磁阻電機產生的電磁轉矩不像傳統(tǒng)的交、直流電機的電磁轉矩是穩(wěn)定的，而是脈動性質的，相應的磁拉力不僅有切向的，還有徑向的，其中拉動電機運轉的是磁拉力的切向分量，因其脈動性質，導致電機運行不平穩(wěn)、產生形變和振動，進而產生嚴重的噪聲 。磁拉力的徑向分量會隨著轉子7'位置和定子繞組2'電流發(fā)生變化，由此導致了電機定子鐵芯P的形變和振動，進而又產生了更加嚴重的噪聲。
[0005]有鑒于此，亟待針對上述技術問題，對現(xiàn)有技術中的開關磁阻電機做進一步優(yōu)化設計，消除定子鐵芯產生的振動和噪聲，增強開關磁阻電機的工作穩(wěn)定性。
【發(fā)明內容】
[0006]本發(fā)明的目的為提供一種開關磁阻電機，該電機的定子結構為整體密封結構，將定子鐵芯和繞組包圍在密封腔中，且密封腔中封裝蒸發(fā)冷卻液，可減振降噪，增強開關磁阻電機的工作穩(wěn)定性。
[0007]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種開關磁阻電機，包括定子結構、轉軸、與所述轉軸連接的轉子；所述定子結構整體為密封結構，包括定子鐵芯、環(huán)繞于所述定子鐵芯外周的繞組、罩于所述定子鐵芯外的殼體，以及與所述殼體連接形成密封腔的連接筒，所述定子鐵芯和繞組包圍于所述密封腔內，所述密封腔內封裝有對所述定子鐵芯和繞組的振動產生阻尼作用力的蒸發(fā)冷卻液。
[0008]采用這種結構，由于蒸發(fā)冷卻液是低沸點、高絕緣、不燃燒的蒸發(fā)冷卻液，電機運行時，繞組、定子鐵芯、以及其它結構部件由于各種損耗而產生大量熱量，使充滿在其周圍的蒸發(fā)冷卻液溫度升高，直至達到與腔體內的壓力相對應的液態(tài)介質的飽和溫度、開始沸騰，進而吸熱汽化，呈氣、液兩相狀態(tài)，使發(fā)熱部件得以充分冷卻，又因沸騰換熱期間沸騰工質的溫度基本分布在飽和溫度點附近，使介質浸泡的各個定子部位溫度分布比較均勻，尤其是定子端部無局部過熱點。氣、液兩相狀態(tài)的蒸汽冷卻液，其密度小于液態(tài)介質，產生浮力而向上浮升遇到頂部的冷凝器，將熱量傳給其內的冷凝水后冷凝成液體又滴回到原處，這樣實現(xiàn)了常溫下自循環(huán)、無噪音的蒸發(fā)冷卻。最重要的是，由于定子鐵芯是發(fā)出振動與噪聲的主要部件，而定子鐵芯浸泡在絕緣的液體當中，該液體對定子任何運動趨勢形成極大的摩擦阻力，也就阻尼衰減定子的振動，另外也會阻止聲音的傳播，因此減振、降噪效果明顯。
[0009]優(yōu)選地，所述連接筒為圓筒型，所述連接筒整體設于所述轉子與所述定子鐵芯之間，所述連接筒的軸向兩端與所述殼體連接。
[0010]優(yōu)選地，所述連接筒軸向連接所述定子鐵芯和所述殼體、所述繞組與所述殼體，且所述連接筒從內側包封所述繞組，所述密封腔的內壁包括所述定子鐵芯的內壁和所述連接筒的內壁。
[0011]優(yōu)選地，所述連接筒包括兩個相同的半筒結構，每個半筒結構包括與所述定子鐵芯數目相同的弧形連接板，每個所述連接板包括壓裝段和連接段；所述壓裝段壓裝于所述繞組的內側，每相鄰兩個所述壓裝段形成容置所述定子鐵芯的凹槽；多個所述連接段首尾相連形成環(huán)形結構，所述環(huán)形結構與所述殼體連接，兩個所述半筒結構的所述壓裝段對接形成所述連接筒。
[0012]優(yōu)選地，在所述開關磁阻電機的橫截面內，所述壓裝段的內表面與所述定子鐵芯的內表面處于以所述開關磁阻電機的轉軸中心為圓心的同一圓弧上。
[0013]優(yōu)選地，每相鄰兩個所述連接板的連接段首尾對接形成所述環(huán)形結構，且每個所述連接板均與所述殼體連接。
[0014]優(yōu)選地，每相鄰兩個所述連接板的連接段首尾重疊形成所述環(huán)形結構，且每兩個所述連接板在重疊部分與所述殼體連接。
[0015]優(yōu)選地，所述環(huán)形結構的相間設置的所述連接段的兩端設有彎折部，所述彎折部與其相鄰的所述連接段重疊。
[0016]優(yōu)選地，所述連接板上設有第一定位孔，所述殼體包括端蓋和設于所述端蓋一側的固定筒，所述固定筒設有與所述第一定位孔對應的第二定位孔，所述固定筒和所述環(huán)形結構通過插裝于所述第一定位孔和第二定位孔的螺紋緊固件連接。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為開關磁阻電機的結構原理圖；
[0018]圖2為本發(fā)明所提供開關磁阻電機的一種【具體實施方式】的定子密封結構的示意圖；
[0019]圖3、圖4分別為圖2中密封筒的主視剖面圖、側視剖面圖；
[0020]圖5為本發(fā)明所提供開關磁阻電機的另一種【具體實施方式】的定子密封結構的示意圖；[0021]圖6為圖5所不定子密封結構的橫截面視圖；
[0022]圖7為圖6中連接筒的半筒結構的一種【具體實施方式】的立體圖；
[0023]圖8為圖7中連接板的結構示意圖；
[0024]圖9為圖6中連接筒的半筒結構的另一種【具體實施方式】的立體圖；
[0025]圖10、圖11為本發(fā)明所提供開關磁阻電機的殼體的主視圖、側視圖。
[0026]其中，圖1中的附圖標記與部件名稱之間的對應關系為:
[0027]定子鐵芯I';繞組2';殼體3';轉子V ;轉軸8'；
[0028]圖2至圖11中的附圖標記與部件名稱之間的對應關系為:
[0029]定子鐵芯I ;
[0030]繞組2 ；
[0031]殼體3 ;端蓋31 ;固定筒32 ;第二定位孔321 ；
[0032]連接筒4 ;半筒結構4a ;連接板41 ;壓裝段411 ;連接段412 ;第一定位孔4121 ;彎折部4122 ;凹槽42 ；
[0033]密封腔5 ;蒸發(fā)冷卻液6 ;轉子7 ;轉軸8 ;冷凝器9。
【具體實施方式】
[0034]本發(fā)明的核心為提供一種開關磁阻電機，該電機的定子結構為整體密封結構，將定子鐵芯和繞組包圍在密封腔中，且密封腔中封裝蒸發(fā)冷卻液，蒸發(fā)冷卻液對定子的振動產生摩擦阻尼作用，可減振降噪，增強開關磁阻電機的工作穩(wěn)定性。
[0035]為了使本領域的技術人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0036]需要說明的是，本文中出現(xiàn)的方位詞“軸向”指的是安裝轉子的主軸的軸線延伸的方向，即圖5中左右延伸的方向；方位詞“外”指的是由電機的轉軸中心軸線徑向向外擴散的方向，即圖6中由圓心向外擴散的方向；方位詞“內”則相反。應當理解，這些方位詞是以說明書附圖為基準而設立的，它們的出現(xiàn)不應當影響本發(fā)明的保護范圍。
[0037]請參考圖2，圖2為本發(fā)明所提供開關磁阻電機的一種【具體實施方式】的定子密封結構的示意圖。
[0038]在一種【具體實施方式】中，如圖2所示，本發(fā)明提供一種開關磁阻電機，該電機包括定子結構、轉軸8、與轉軸8連接的轉子7。定子結構整體為密封結構，包括定子鐵芯1、環(huán)繞于定子鐵芯I外周的繞組2、罩于定子鐵芯I外的殼體3，以及與殼體3連接形成密封腔的連接筒4，定子鐵芯I和繞組2包圍于密封腔內，密封腔內封裝有對所述定子鐵芯I和繞組2的振動產生阻尼作用力的蒸發(fā)冷卻液6。
[0039]由于上述開關磁阻電機產生的是脈動的電磁力波，當定子鐵芯I的齒與轉子7的槽相對時，這種徑向磁吸力最小，當定子鐵芯I的齒與轉子7的齒相對時，這種徑向磁吸力最大。而定子是殼體結構，不可避免因受到徑向脈動磁吸力作用發(fā)生規(guī)則性壓縮、擴張的振動，該振動通過機殼向外發(fā)射噪聲，因此定子結構是開關磁阻電機噪聲的主要根源。
[0040]采用上述結構后，由于蒸發(fā)冷卻液是低沸點、高絕緣、不燃燒的蒸發(fā)冷卻液6，電機運行時，繞組2、定子鐵芯1、以及其它結構部件由于各種損耗而產生大量熱量，使充滿在其周圍的蒸發(fā)冷卻液6溫度升高，直至達到與腔體內的壓力相對應的液態(tài)介質的飽和溫度、開始沸騰，進而吸熱汽化，呈氣、液兩相狀態(tài)，使發(fā)熱部件得以充分冷卻，又因沸騰換熱期間沸騰工質的溫度基本分布在飽和溫度點附近，使介質浸泡的各個定子部位溫度分布比較均勻，尤其是定子端部無局部過熱點。氣、液兩相狀態(tài)的蒸汽冷卻液，其密度小于液態(tài)介質，產生浮力而向上浮升遇到頂部的冷凝器9，將熱量傳給其內的冷凝水后冷凝成液體又滴回到原處，這樣實現(xiàn)了常溫下自循環(huán)、無噪音的蒸發(fā)冷卻。
[0041]最重要的是，由于定子鐵芯是發(fā)出振動與噪聲的主要部件，而定子鐵芯浸泡在絕緣的液體當中，通過磁場分析得到電磁力的分布情況，然后進行定子整個結構內的振動計算，對此用機電類比法進行簡要分析，可以得到
[0042]定子鐵心與電機機殼的振動速度為:
[0043]
【權利要求】
1.一種開關磁阻電機，包括定子結構、轉軸(8)、與所述轉軸(8)連接的轉子(7);其特征在于，所述定子結構整體為密封結構，包括定子鐵芯(I )、環(huán)繞于所述定子鐵芯(I)外周的繞組(2)、罩于所述定子鐵芯(I)外的殼體(3)，以及與所述殼體(3)連接形成密封腔的連接筒(4)，所述定子鐵芯(I)和繞組(2)包圍于所述密封腔內，所述密封腔內封裝有對所述定子鐵芯(I)和繞組(2)的振動產生阻尼作用力的蒸發(fā)冷卻液(6)。
2.根據權利要求1所述的開關磁阻電機，其特征在于，所述連接筒(4)為圓筒型，所述連接筒(4)整體設于所述轉子(7)與所述定子鐵芯(I)之間，所述連接筒(4)的軸向兩端與所述殼體(3)連接。
3.根據權利要求2所述的開關磁阻電機，其特征在于，所述連接筒(4)軸向連接所述定子鐵芯(I)和所述殼體(3)、所述繞組(2)與所述殼體(3)，且所述連接筒(4)從內側包封所述繞組(2)，所述密封腔(5)的內壁包括所述定子鐵芯(I)的內壁和所述連接筒(4)的內壁。
4.根據權利要求3所述的開關磁阻電機，其特征在于，所述連接筒(4)包括兩個相同的半筒結構(4a)， 每個半筒結構(4a)包括與所述定子鐵芯(I)數目相同的弧形連接板(41)，每個所述連接板(41)包括壓裝段(411)和連接段(412);所述壓裝段(411)壓裝于所述繞組(2)的內側，每相鄰兩個所述壓裝段(411)形成容置所述定子鐵芯(I)的凹槽(42 );多個所述連接段(412)首尾相連形成環(huán)形結構，所述環(huán)形結構與所述殼體(3)連接， 兩個所述半筒結構(4a)的所述壓裝段(411)對接形成所述連接筒(4 )。
5.根據權利要求4所述的開關磁阻電機，其特征在于，在所述開關磁阻電機的橫截面內，所述壓裝段(411)的內表面與所述定子鐵芯(I)的內表面處于以所述開關磁阻電機的轉軸(8)中心為圓心的同一圓弧上。
6.根據權利要求5所述的開關磁阻電機，其特征在于，每相鄰兩個所述連接板(41)的連接段(412 )首尾對接形成所述環(huán)形結構，且每個所述連接板(41)均與所述殼體(3 )連接。
7.根據權利要求5所述的開關磁阻電機，其特征在于，每相鄰兩個所述連接板(41)的連接段(412 )首尾重疊形成所述環(huán)形結構，且每兩個所述連接板(41)在重疊部分與所述殼體(3)連接。
8.根據權利要求7所述的開關磁阻電機，其特征在于，所述環(huán)形結構的相間設置的所述連接段(412)的兩端設有彎折部(4122)，所述彎折部(4122)與其相鄰的所述連接段(412)重疊。
9.根據權利要求3-8任一項所述的開關磁阻電機，其特征在于，所述連接板(41)上設有第一定位孔(4121)，所述殼體(3)包括端蓋(31)和設于所述端蓋(31) —側的固定筒(32)，所述固定筒(32)設有與所述第一定位孔(4121)對應的第二定位孔(321)，所述固定筒(32)和所述環(huán)形結構通過插裝于所述第一定位孔(4121)和第二定位孔(321)的螺紋緊固件連接。
【文檔編號】H02K1/12GK103840574SQ201410127817
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月31日 優(yōu)先權日:2014年3月31日
【發(fā)明者】欒茹, 魏博 申請人:北京建筑大學