本發(fā)明涉及電機技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種磁阻電機。

背景技術(shù)：

磁阻電機是一種連續(xù)運行的電氣傳動裝置，其結(jié)構(gòu)及工作原理與傳統(tǒng)的交、直流電動機有很大的區(qū)別。它不依靠定、轉(zhuǎn)子繞組電流所產(chǎn)生磁場的相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，而是依靠“磁阻最小原理”產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，所謂“磁阻最小原理”，即：“磁通總是沿著磁阻最小的路徑閉合，從而產(chǎn)生磁拉力，進而形成磁阻性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩”和“磁力線具有力圖縮短磁通路徑以減小磁阻和增大磁導(dǎo)的本性”。磁阻電機的效率和扭矩取決于磁阻的大小，磁阻由磁路的幾何形狀、尺寸、材料的磁特性等因素決定，一段磁路上的磁阻定義為rm=um/φ，um為磁路兩端的磁位差，φ為磁路橫截面上的磁通量，磁阻還可以被定義為rm=l/（μa），其中l(wèi)為磁路的長度，a為磁路的橫截面的面積，μ等于真空磁導(dǎo)率，所以為了提高扭矩和電機效率，可以增加磁路的數(shù)量和磁路橫截面上的磁通量，而為了增加磁通量可以增加磁導(dǎo)率高的永磁材料，也可以增大磁路的橫截面面積，但是如果增加磁路的橫截面面積就勢必要將電機的尺寸做大，電機的尺寸受到應(yīng)用環(huán)境的限制，所以這并不是很好的選擇；公開號為cn1560987，公開日為2005.01.05的中國專利公開了一種混合勵磁開關(guān)磁阻電機，由定子、轉(zhuǎn)子、激勵繞組、永磁體組成；定子是導(dǎo)磁材料制成的圓柱套，其內(nèi)圓柱面上開有多個寬槽和窄槽；轉(zhuǎn)子是導(dǎo)磁材料制成的圓柱體，轉(zhuǎn)子的外圓柱面上均勻開有多個槽；永磁體鑲嵌在每個寬槽中，永磁體的n極和s極分別連接寬槽的兩個豎壁面上；定子中的每個極身的根部上都繞有激勵繞組，定子套在轉(zhuǎn)子的外側(cè)，并使定子的內(nèi)圓柱面與轉(zhuǎn)子的外圓柱面之間設(shè)有氣隙，它的工作原理是：當(dāng)電磁繞組不通電時，永磁體的磁力線不通過氣隙，而是通過定子的極身、軛部閉合；當(dāng)電磁繞組通有電流時，其電勵磁磁力線的路徑與永磁體4的磁力線路徑形成并聯(lián)磁路，兩個磁場通過氣隙、轉(zhuǎn)子形成磁通回路。它利用永磁體增加磁路的數(shù)量，而永磁體的磁力線與電勵磁磁力線配合，增加磁通量，從而提高扭矩，這種混合勵磁開關(guān)磁阻電機在一定程度上提高了扭矩和工作效率，但受到永磁體磁導(dǎo)率的限制，提高的幅度有限，所以本發(fā)明從其它角度出發(fā)，對磁阻電機的結(jié)構(gòu)重新設(shè)計，降低電機的磁阻，提高扭矩和工作效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：本發(fā)明的目的是提供一種具有新型結(jié)構(gòu)的磁阻電機，提高扭矩和工作效率。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種磁阻電機，包括：

轉(zhuǎn)軸；

定子，所述定子由軟磁材料制成，所述定子包括3nr個磁芯組，其中nr為大于等于1的自然數(shù)，所述3nr個磁芯組繞所述轉(zhuǎn)軸均勻分布；所述磁芯組包括二個第一磁芯和一個第二磁芯，其中，所述第二磁芯位于所述二個第一磁芯之間并與它們相連，所述第一磁芯的外壁具有ns個徑向凸起的定子凸極，其中ns為大于等于1的自然數(shù)，所有所述定子凸極的頂部在同一圓柱的側(cè)面上，此圓柱與所述轉(zhuǎn)軸同軸；所述第二磁芯上設(shè)置有電磁繞組，所述電磁繞組的繞向與所述轉(zhuǎn)軸的軸線共面；

轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子是由軟磁材料制成的中空圓柱體，所述轉(zhuǎn)子套于所述定子外并與所述轉(zhuǎn)軸同軸固定，所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁上具有沿周向均布的nr*（6ns+1）個轉(zhuǎn)子凸極，所述轉(zhuǎn)子凸極的弧度等于定子凸極的弧度，相鄰兩個所述轉(zhuǎn)子凸極間的第一凹槽的弧度等于所述磁芯組中相鄰二個所述定子凸極間的第二凹槽的弧度；

軸承座，所述軸承座與所述定子固定連接，所述軸承座具有軸承室，所述軸承室中設(shè)置有軸承，所述軸承的內(nèi)圈與所述轉(zhuǎn)軸配合，所述轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)子同軸固定。

一種磁芯組的結(jié)構(gòu)，所述第一磁芯具有夾持面，在每個所述磁芯組中，所述第二磁芯的兩側(cè)與二個所述第一磁芯的夾持面貼合。

作為優(yōu)選，所述夾持面包括相連的第一平面和第二平面，在每個所述磁芯組中，二個所述第一磁芯的第一平面相對并且二個所述第一平面的間距在徑向上從內(nèi)至外漸小，二個所述第一磁芯的第二平面相對并且二個所述第二平面的間距在徑向上從外至內(nèi)漸小。

作為優(yōu)選，所述第二磁芯的外壁為向內(nèi)凹陷的外弧面，所述第二磁芯的內(nèi)壁為向外凹陷的內(nèi)弧面，所述電磁繞組嵌入所述外弧面和內(nèi)弧面中。

作為優(yōu)選，相鄰二個所述磁芯組的二個相鄰的第一磁芯連為一體。

另一種磁芯組的結(jié)構(gòu)，在每個所述磁芯組中，所述第二磁芯與二個所述第一磁芯連為一體。

作為優(yōu)選，相鄰二個所述定子凸極之間填充有第一填充部，相鄰二個所述轉(zhuǎn)子凸極之間填充有第二填充部，所述軸承座、第一填充部和第二填充部均由非導(dǎo)電且非導(dǎo)磁材料制成。

作為優(yōu)選，所述nr=2，ns=3。

作為優(yōu)選，所述定子凸極的頂部所在圓柱的直徑略小于轉(zhuǎn)子凸極的頂部所在圓柱的直徑。

作為優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)子凸極的弧度等于第一凹槽的弧度。

本發(fā)明的有益效果是，這種磁阻電機改變了以往磁路的形態(tài)，定子凸極與轉(zhuǎn)子凸極形成路程較短的磁路，一個電磁線圈可以產(chǎn)生多個磁路，從而減小磁路長度，增加磁路橫截面的面積，降低磁阻，達到提高扭矩和工作效率的目的；每通一相電，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的幅度極小，充分利用勵磁功率，電能轉(zhuǎn)換成動能的效率極高。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明的磁阻電機的實施例1的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的磁阻電機的實施例1的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明的磁阻電機的實施例1的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明的磁阻電機的實施例1的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是現(xiàn)有的磁阻電機的磁路形態(tài)和分布情況。

圖6是本發(fā)明的磁阻電機的實施例1的磁路形態(tài)和分布情況。

圖7是本發(fā)明的磁阻電機的實施例2的局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中1、轉(zhuǎn)軸，2、定子，4、轉(zhuǎn)子，5、罩殼，301、第一磁芯，302、第二磁芯，303、第一平面，304、第二平面，305、外弧面，306、內(nèi)弧面，307、定子凸極，308、第一填充部，401、轉(zhuǎn)子凸極。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

如圖1~4所示，本發(fā)明提供了一種磁阻電機的實施例1，包括：

轉(zhuǎn)軸1；

定子2，定子2由軟磁材料制成，軟磁材料可以是常用的硅鋼，也可以是具有高導(dǎo)磁的鐵氧體、非晶體材料等等；定子2包括3nr個磁芯組，其中nr為大于等于1的自然數(shù)，表示磁芯組的數(shù)量為3個、6個、9個、12個……3nr個磁芯組繞轉(zhuǎn)軸1均勻分布；磁芯組包括二個第一磁芯301和一個第二磁芯302，其中，第二磁芯302位于二個第一磁芯301之間并與它們相連，在此實施例中，第一磁芯301具有夾持面，夾持面包括相連的第一平面303和第二平面304，在每個磁芯組中，二個第一磁芯301的第一平面303相對并且二個第一平面303的間距在徑向上從內(nèi)至外漸小，二個第一磁芯301的第二平面304相對并且二個第二平面304的間距在徑向上從外至內(nèi)漸小，第二磁芯302的兩側(cè)也為平面，分別與二個第一平面303貼合，從而對第二磁芯302的兩側(cè)進行限位，由于二個第一磁芯301的第一平面303的間距從內(nèi)至外漸小，第二磁芯302無法在徑向上向外移動，二個第一磁芯301的第二平面304從外至內(nèi)漸小，第二磁芯302無法在徑向上向內(nèi)移動，從而在徑向上對第二磁芯302進行限位；此實施例中的夾持面還可以是圓弧面，第二磁芯302的側(cè)面相應(yīng)調(diào)整為與夾持面相配的圓弧面，從而實現(xiàn)對第二磁芯302的限位，夾持面還可以改為較深的凹槽，第二磁芯302的兩端嵌入凹槽中，也可以實現(xiàn)對第二磁芯302的限位；由此可知，對于第二磁芯302的限位結(jié)構(gòu)不局限于上述三種。

第二磁芯302上設(shè)置有電磁繞組（未示出），電磁繞組的繞向與轉(zhuǎn)軸1的軸線共面，為了方便繞線，第二磁芯302的外壁為向內(nèi)凹陷的外弧面305，第二磁芯302的內(nèi)壁為向外凹陷的內(nèi)弧面306，電磁繞組嵌入外弧面305和內(nèi)弧面306中。第二磁芯302與第一磁芯301的分體結(jié)構(gòu)，目的是先在第二磁芯302上繞線，然后再插到兩個第一磁芯301之間，這樣對于大體積的這種磁阻電機，繞線時較為省力，如果是一體結(jié)構(gòu)，磁芯組的重量和體積太大，繞線時非常費力。

第一磁芯301的外壁具有ns個徑向凸起的定子凸極307，其中ns為大于等于1的自然數(shù)，表示每個第一磁芯301上的定子凸極307的數(shù)量為1個、2個、3個、4個……在此實施例中，nr為2，ns為3。所有定子凸極307的頂部在同一圓柱的側(cè)面上，此圓柱與轉(zhuǎn)軸1同軸；

轉(zhuǎn)子4，轉(zhuǎn)子4是由軟磁材料制成的中空圓柱體，轉(zhuǎn)子4內(nèi)套于鋼制罩殼5中并與之固定，轉(zhuǎn)子4套于定子2外并與轉(zhuǎn)軸1同軸固定，轉(zhuǎn)子4的內(nèi)壁上具有沿周向均布的38個轉(zhuǎn)子凸極401，定子凸極307和轉(zhuǎn)子凸極401均為扇環(huán)，轉(zhuǎn)子凸極401的弧度等于定子凸極307的弧度，相鄰兩個轉(zhuǎn)子凸極401之間的第一凹槽的形狀為扇環(huán)，或者是在扇環(huán)形的基礎(chǔ)上第一凹槽的底部略作變形，相鄰二個定子凸極307之間也具有與第一凹槽相似的第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽的弧度相等，轉(zhuǎn)子凸極401的弧度等于第一凹槽的弧度。通過這樣的結(jié)構(gòu)，使定子凸極和轉(zhuǎn)子凸極之間相對的面積最大，使短磁路的橫截面的面積最大，從而進一步提高扭矩和電機的效率。

軸承座，軸承座與定子2固定連接，軸承座具有軸承室，軸承室中設(shè)置有軸承（未示出），軸承的內(nèi)圈與轉(zhuǎn)軸1配合，轉(zhuǎn)軸1通過罩殼5與轉(zhuǎn)子4同軸固定。

如圖5所示，是現(xiàn)有的磁阻電機的磁路形態(tài)和分布情況；

如圖6所示，是這種磁阻電機通電時形成的磁路形態(tài)和分布情況，在一個磁芯組中，當(dāng)?shù)诙判?02上通電時，二個第一磁芯301上的6個定子凸極307和轉(zhuǎn)子4上的6個轉(zhuǎn)子凸極401形成3組磁路，與現(xiàn)有磁阻電機徑向貫穿整個電機的磁路相比，本發(fā)明的磁阻電機所形成的的磁路只形成在第二磁芯302、定子凸極307、轉(zhuǎn)子凸極401和它們之間的磁隙中，磁路的長度大大的縮短，原來一個繞組形成的是一條長磁路，現(xiàn)在一個繞組形成的是多個短磁路，而且多個磁路的橫截面積累計要比原先一條磁路的橫截面增加很多，磁路長度的縮短和橫截面的增加使磁阻降低，從而提高扭矩和電機的效率。這種磁阻電機目標是縮短磁路，因此定子凸極307與轉(zhuǎn)子凸極401之間的磁隙應(yīng)該盡量的小，但是定子凸極307與轉(zhuǎn)子凸極401之間也不能發(fā)生接觸，不然會阻礙轉(zhuǎn)子4的轉(zhuǎn)動，因此所有的定子凸極307的頂部所在同一個圓柱的直徑略小于所有轉(zhuǎn)子凸極401的頂部所在同一個圓柱的直徑，并且在加工條件允許的情況下它們的直徑大小應(yīng)該盡量接近。

為了方便制造和裝配，相鄰二個磁芯組的二個相鄰的第一磁芯301連為一體。

電機運行時，定子凸極307和轉(zhuǎn)子凸極401由于長期受到磁力的作用，容易變形，因此相鄰二個定子凸極307之間填充有第一填充部308，相鄰二個轉(zhuǎn)子凸極401之間填充有第二填充部（未示出），軸承座、第一填充部308和第二填充部均由非導(dǎo)電且非導(dǎo)磁材料制成，例如塑料。軸承座與第一填充部308可以使用相應(yīng)的模具一體注塑到定子2上。

如圖7所示，本發(fā)明還提供了一種磁阻電機的實施例2，它與實施例1的區(qū)別在于，在每個磁芯組中，第二磁芯302與二個第一磁芯301連為一體，這樣的磁芯組便于裝配。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對所述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。