多相磁阻電的制造方法
【專利摘要】多相磁阻電機，屬于電機【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明為了解決現(xiàn)有開關(guān)磁阻電機只有在半個電周期內(nèi)工作，才能獲得單向轉(zhuǎn)矩，導(dǎo)致電機轉(zhuǎn)矩密度低的問題。它的電樞鐵心為圓筒形，電樞鐵心的氣隙側(cè)表面開有多個軸向槽，形成定子極與定子槽沿圓周方向相間隔排列的結(jié)構(gòu)；每個定子極上繞有一個電樞線圈，沿電樞鐵心圓周方向?qū)儆谕幌嗟碾姌芯€圈串聯(lián)形成一相電樞繞組，所有相電樞繞組構(gòu)成的多相繞組為電樞繞組；勵磁單元設(shè)置在電樞鐵心軛部或定子極上；轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵心，轉(zhuǎn)子鐵心的氣隙側(cè)表面均勻開有多個軸向槽，形成轉(zhuǎn)子極與轉(zhuǎn)子槽沿圓周方向相間隔排列的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明為一種磁阻電機。
【專利說明】多相磁阻電機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及多相磁阻電機，屬于電機【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的開關(guān)磁阻電機結(jié)構(gòu)如圖10所示，電機的定、轉(zhuǎn)子均為凸極結(jié)構(gòu)，繞組為集 中繞組，端部短。通過對定子勵磁繞組依次通電，定子極與轉(zhuǎn)子極相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。由于 轉(zhuǎn)子上既沒有繞組，也沒有永磁體，僅由硅鋼片疊壓而成，可以承受較高的機械應(yīng)力，適合 高速運行；同時電機的成本低、結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、高效率調(diào)速范圍寬；起動轉(zhuǎn)矩高，起動 電流?。荒軌蜻m應(yīng)高溫、高濕、強振動、大過載、高轉(zhuǎn)速等惡劣工作環(huán)境，在工業(yè)、能源、航空 航天等領(lǐng)域得到了成功應(yīng)用。
[0003] 但是，這種開關(guān)磁阻電機的每相繞組只有在半個電周期內(nèi)工作，才能獲得單向轉(zhuǎn) 矩。由于無法在全電周期內(nèi)工作，導(dǎo)致電機轉(zhuǎn)矩密度低；繞組電流中無功勵磁電流和有功轉(zhuǎn) 矩電流相疊加，導(dǎo)致峰值電流大、繞組銅耗高；各相繞組工作在開關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)致電機轉(zhuǎn)矩波 動大、振動與噪聲


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有開關(guān)磁阻電機只有在半個電周期內(nèi)工作，才能獲得單 向轉(zhuǎn)矩，導(dǎo)致電機轉(zhuǎn)矩密度低的問題，提供了一種多相磁阻電機。
[0005] 本發(fā)明所述多相磁阻電機，它包括定子和轉(zhuǎn)子，定子與轉(zhuǎn)子之間形成氣隙，定子包 括電樞鐵心、電樞繞組和勵磁單元，
[0006] 電樞鐵心為圓筒形，電樞鐵心的氣隙側(cè)表面開有多個軸向槽，形成定子極與定子 槽沿圓周方向相間隔排列的結(jié)構(gòu)；每個定子極上繞有一個電樞線圈，沿電樞鐵心圓周方向 將屬于同一相的電樞線圈串聯(lián)形成一相電樞繞組，所有相電樞繞組構(gòu)成的多相繞組為電樞 繞組；
[0007] 勵磁單元設(shè)置在電樞鐵心軛部或定子極上；
[0008] 轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵心，轉(zhuǎn)子鐵心的氣隙側(cè)表面均勻開有多個軸向槽，形成轉(zhuǎn)子極與 轉(zhuǎn)子槽沿圓周方向相間隔排列的結(jié)構(gòu)。
[0009] 勵磁單元可以設(shè)置為以下六種形式：
[0010] 一：勵磁單元由主永磁體勵磁單元和電勵磁單元構(gòu)成，
[0011] 主永磁體勵磁單元包括多塊平板形主永磁體，電勵磁單元由多個勵磁線圈首尾串 聯(lián)構(gòu)成，平板形主永磁體嵌放在定子槽槽底對應(yīng)的電樞鐵心軛部中間，每個勵磁線圈纏繞 在一個定子槽槽底對應(yīng)的電樞鐵心軛部中間，所有勵磁線圈的繞向相同；平板形主永磁體 與勵磁線圈沿電樞鐵心軛部相間排列；
[0012] 平板形主永磁體沿圓周切向充磁，所有平板形主永磁體的充磁方向相同；
[0013] 平板形主永磁體為稀土永磁體。
[0014] 二：勵磁單元為主永磁體勵磁單元，主永磁體勵磁單元包括多塊平板形主永磁體， 每個定子槽槽底對應(yīng)的電樞鐵心軛部中間嵌放一塊平板形主永磁體；
[0015] 平板形主永磁體沿圓周切向充磁，相鄰平板形主永磁體的充磁方向相反；
[0016] 平板形主永磁體為稀土永磁體。
[0017] 三：勵磁單元由主永磁體勵磁單元和混合勵磁單元構(gòu)成，
[0018] 主永磁體勵磁單元包括多塊平板形主永磁體，混合勵磁單元包括勵磁繞組和多塊 平板形輔助永磁體，
[0019] 平板形主永磁體嵌放在定子槽槽底對應(yīng)的電樞鐵心軛部中間，平板形輔助永磁體 嵌放在定子槽槽底對應(yīng)的電樞鐵心軛部中間，每個平板形輔助永磁體所在的電樞鐵心軛部 繞有勵磁線圈，所有勵磁線圈的繞向相同，各勵磁線圈依次首尾串聯(lián)構(gòu)成勵磁繞組；平板形 主永磁體與平板形輔助永磁體沿電樞鐵心軛部相間排列；
[0020] 平板形主永磁體沿圓周切向充磁，所有平板形主永磁體的充磁方向相同，所有平 板形輔助永磁體的充磁方向相同，平板形主永磁體與平板形輔助永磁體的充磁方向相反；
[0021] 平板形主永磁體為稀土永磁體，平板形輔助永磁體為剩磁高、矯頑力小的輔助永 磁體。
[0022] 四：勵磁單元為主永磁體勵磁單元，主永磁體勵磁單元包括多塊主永磁體，該主永 磁體為瓦片形或平板形，主永磁體在電樞鐵心上采用以下兩種方式之一進(jìn)行設(shè)置：
[0023] 第一種方式：每個定子極的氣隙側(cè)表面粘貼一塊主永磁體，主永磁體徑向充磁或 徑向平行充磁，沿圓周方向相鄰兩塊永磁體的充磁方向相反；
[0024] 第二種方式：相間隔的定子極的氣隙側(cè)表面上粘貼主永磁體，沿電樞鐵心圓周方 向形成固定有主永磁體的定子極與無永磁體的定子極依次相間排列的結(jié)構(gòu)，主永磁體徑向 充磁或徑向平行充磁，所有永磁體的充磁方向相同；
[0025] 主永磁體為稀土永磁體。
[0026] 五：勵磁單元為電勵磁單元，電勵磁單元由多個勵磁線圈依次首尾串聯(lián)構(gòu)成，每個 定子槽槽底對應(yīng)的電樞鐵心軛部中間纏繞一個勵磁線圈，相鄰勵磁線圈的繞向相反。
[0027] 六：勵磁單元為電勵磁單元，電勵磁單元由多個勵磁線圈依次首尾串聯(lián)構(gòu)成，每個 定子極上纏繞一個勵磁線圈，相鄰定子極上勵磁線圈的繞向相反。
[0028] 所述電機轉(zhuǎn)子極數(shù)&與定子極數(shù)ps之間滿足如下關(guān)系：

【權(quán)利要求】
1. 一種多相磁阻電機，它包括定子和轉(zhuǎn)子，定子與轉(zhuǎn)子之間形成氣隙，其特征在于，定 子包括電樞鐵心（1-1)、電樞繞組（1-2)和勵磁單元， 電樞鐵心（1-1)為圓筒形，電樞鐵心（1-1)的氣隙側(cè)表面開有多個軸向槽，形成定子 極與定子槽沿圓周方向相間隔排列的結(jié)構(gòu)；每個定子極上繞有一個電樞線圈，沿電樞鐵心 (1-1)圓周方向?qū)儆谕幌嗟碾姌芯€圈串聯(lián)形成一相電樞繞組，所有相電樞繞組構(gòu)成的 多相繞組為電樞繞組（1-2); 勵磁單元設(shè)置在電樞鐵心（1-1)軛部或定子極上； 轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵心（2-1)，轉(zhuǎn)子鐵心（2-1)的氣隙側(cè)表面均勻開有多個軸向槽，形成轉(zhuǎn) 子極與轉(zhuǎn)子槽沿圓周方向相間隔排列的結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相磁阻電機，其特征在于，勵磁單元由主永磁體勵磁單元 (1-3)和電勵磁單元（1-4)構(gòu)成， 主永磁體勵磁單元（1-3)包括多塊平板形主永磁體，電勵磁單元（1-4)由多個勵磁線 圈首尾串聯(lián)構(gòu)成，平板形主永磁體嵌放在定子槽槽底對應(yīng)的電樞鐵心（1-1)軛部中間，每 個勵磁線圈纏繞在一個定子槽槽底對應(yīng)的電樞鐵心（1-1)軛部中間，所有勵磁線圈的繞向 相同；平板形主永磁體與勵磁線圈沿電樞鐵心（1-1)軛部相間排列； 平板形主永磁體沿圓周切向充磁，所有平板形主永磁體的充磁方向相同； 平板形主永磁體為稀土永磁體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相磁阻電機，其特征在于，勵磁單元為主永磁體勵磁單元 (1-3)，主永磁體勵磁單元（1-3)包括多塊平板形主永磁體，每個定子槽槽底對應(yīng)的電樞鐵 心（1-1)軛部中間嵌放一塊平板形主永磁體； 平板形主永磁體沿圓周切向充磁，相鄰平板形主永磁體的充磁方向相反； 平板形主永磁體為稀土永磁體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相磁阻電機，其特征在于，勵磁單元由主永磁體勵磁單元 (1-3)和混合勵磁單元（1-5)構(gòu)成， 主永磁體勵磁單元（1-3)包括多塊平板形主永磁體，混合勵磁單元（1-5)包括勵磁繞 組和多塊平板形輔助永磁體， 平板形主永磁體嵌放在定子槽槽底對應(yīng)的電樞鐵心（1-1)軛部中間，平板形輔助永磁 體嵌放在定子槽槽底對應(yīng)的電樞鐵心（1-1)軛部中間，每個平板形輔助永磁體所在的電樞 鐵心（1-1)軛部繞有勵磁線圈，所有勵磁線圈的繞向相同，各勵磁線圈依次首尾串聯(lián)構(gòu)成 勵磁繞組；平板形主永磁體與平板形輔助永磁體沿電樞鐵心（1-1)軛部相間排列； 平板形主永磁體沿圓周切向充磁，所有平板形主永磁體的充磁方向相同，所有平板形 輔助永磁體的充磁方向相同，平板形主永磁體與平板形輔助永磁體的充磁方向相反； 平板形主永磁體為稀土永磁體，平板形輔助永磁體為剩磁高、矯頑力小的輔助永磁體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相磁阻電機，其特征在于，勵磁單元為主永磁體勵磁單元 (1-3)，主永磁體勵磁單元（1-3)包括多塊主永磁體，該主永磁體為瓦片形或平板形，主永 磁體在電樞鐵心（1-1)上采用以下兩種方式之一進(jìn)行設(shè)置： 第一種方式：每個定子極的氣隙側(cè)表面粘貼一塊主永磁體，主永磁體徑向充磁或徑向 平行充磁，沿圓周方向相鄰兩塊永磁體的充磁方向相反； 第二種方式：相間隔的定子極的氣隙側(cè)表面上粘貼主永磁體，沿電樞鐵心（1-1)圓周 方向形成固定有主永磁體的定子極與無永磁體的定子極依次相間排列的結(jié)構(gòu)，主永磁體徑 向充磁或徑向平行充磁，所有永磁體的充磁方向相同； 主永磁體為稀土永磁體。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相磁阻電機，其特征在于，勵磁單元為電勵磁單元（1-4)， 電勵磁單元（1-4)由多個勵磁線圈依次首尾串聯(lián)構(gòu)成，每個定子槽槽底對應(yīng)的電樞鐵心 (1-1)軛部中間纏繞一個勵磁線圈，相鄰勵磁線圈的繞向相反。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多相磁阻電機，其特征在于，勵磁單元為電勵磁單元（1-4)， 電勵磁單元（1-4)由多個勵磁線圈依次首尾串聯(lián)構(gòu)成，每個定子極上纏繞一個勵磁線圈， 相鄰定子極上勵磁線圈的繞向相反。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7所述的多相磁阻電機，其特征在于，所述電機轉(zhuǎn)子 極數(shù)與定子極數(shù)Ps之間滿足如下關(guān)系：
，m為電機的相數(shù)，m > 3, ps = 2mk，k為正整數(shù)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7所述的多相磁阻電機，其特征在于，所述電機轉(zhuǎn)子 極數(shù)P!·與定子極數(shù)Ps之間滿足如下關(guān)系：P!· = Ps±l，P!· = Ps±2, ps = 2mk, k為正整數(shù),m 為電機的相數(shù)，m > 3。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4、5、6或7所述的多相磁阻電機，其特征在于，所述電機由m 個定、轉(zhuǎn)子極數(shù)相等的單相電機沿軸向串聯(lián)連接而成；其中m為電機的相數(shù)，m > 3 ;沿圓周 方向，m個轉(zhuǎn)子相位相同，m個定子依次相差一一電角度。 m
【文檔編號】H02K29/03GK104218763SQ201410323451
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月8日
【發(fā)明者】寇寶泉, 楊小寶, 謝逸軒, 賀鐵銳, 邵一 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)