【
技術(shù)領(lǐng)域：
】本發(fā)明涉及開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及單相多極模塊及單相多級(jí)模塊組合式開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，各相凸極都是交錯(cuò)布置的，軛部為公共磁路，單相通電時(shí)，相間互感較弱，此時(shí)磁鏈較為簡(jiǎn)單，控制計(jì)算也相對(duì)容易，當(dāng)換相時(shí)兩相存在重疊工作區(qū)域，兩相需要共用軛部磁路并交換使用凸極磁路，此時(shí)便產(chǎn)生比較嚴(yán)重的相間互感，導(dǎo)致磁場(chǎng)極度復(fù)雜難以準(zhǔn)確計(jì)算，進(jìn)而導(dǎo)致控制策略復(fù)雜。開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，模具是主要的成本，如果能將定子鐵芯進(jìn)行模塊拆分將能降低模具成本，現(xiàn)有的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)設(shè)計(jì)理論可以支持定子鐵芯進(jìn)行模塊拆分，但只能拆成單相單極模塊或者多相多極模塊，并不能拆分成單相多極模塊，其組合后相間軛部連接、相間凸極交錯(cuò)仍然會(huì)有軛部公共磁路，并不能減少相間互感。因此，能不能設(shè)計(jì)一種能夠減少模具成本和相間互感的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，是現(xiàn)有開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)急需解決的技術(shù)問(wèn)題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種單相多極模塊及一種單相多級(jí)模塊組合式開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，該電機(jī)通過(guò)使用單相多極模塊組合成電機(jī)，以實(shí)現(xiàn)減少模具成本和相間互感。本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題而采用的技術(shù)方案是：一種單相多極模塊，其應(yīng)用于相數(shù)為q、轉(zhuǎn)子鐵芯凸極數(shù)為y的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，q≥3并為自然數(shù)、y≥nqz并為自然數(shù)，n為所述單相多極模塊在磁阻電機(jī)中的分組數(shù)，且n為自然數(shù)，z≥2并為自然數(shù)，所述單相多極模塊集成了鐵芯模塊和單相繞組，所述鐵芯模塊為定子鐵芯的分段模塊，所述鐵芯模塊包括凸極和連接凸極的軛部，所述鐵芯模塊的凸極數(shù)為z個(gè)，所述鐵芯模塊相鄰?fù)箻O夾角為a＝360/y；所述單相繞組繞裝在所述鐵芯模塊凸極或軛部上。本發(fā)明還提供一種單相多極模塊組合式開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，其包含轉(zhuǎn)子鐵芯、電機(jī)殼、電機(jī)軸，相數(shù)為q相，q≥3并為自然數(shù)，所述一種單相多極模塊組合式開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)還包含若干個(gè)單相多極模塊，每個(gè)所述單相多極模塊集成了鐵芯模塊和單相繞組，所述鐵芯模塊為定子鐵芯的分段模塊，所述鐵芯模塊包括凸極和連接凸極的軛部，所述鐵芯模塊的凸極數(shù)為z個(gè)，z≥2并為自然數(shù)，所述鐵芯模塊相鄰?fù)箻O夾角為a；所述單相繞組繞裝在所述鐵芯模塊凸極或軛部上；所述若干個(gè)單相多極模塊在所述電機(jī)圓周方向上分n組依次間隔布置第1相單相多極模塊、第2相單相多極模塊、…、第q相單相多極模塊，并且各相形成相間機(jī)械角，相間軛部不連接，n為自然數(shù)，從而組合成定子鐵芯；所述轉(zhuǎn)子鐵芯圓周方向上均勻設(shè)置有y個(gè)凸極，y≥nqz并為自然數(shù)，所述轉(zhuǎn)子鐵芯相鄰?fù)箻O夾角為a＝360/y；相間機(jī)械角＝za±a/q。電機(jī)部分實(shí)例設(shè)計(jì)參數(shù)參考下表：表1相數(shù)q3333334…單相多極模塊凸極數(shù)z2222232…分組數(shù)n1122222…轉(zhuǎn)子凸極數(shù)y≥nqz671213142018…相鄰?fù)箻O夾角a＝360/y60.051.430.027.725.718.020.0…相間機(jī)械角za+a/q140.0120.070.064.660.060.045.0…相間機(jī)械角za-a/q100.085.750.046.242.948.035.0…優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)子鐵芯凸極數(shù)量y＝n(qz+1)，相間機(jī)械角＝za+a/q，目的使所述單相多極模塊在圓周上均勻分布。電機(jī)部分實(shí)例設(shè)計(jì)參數(shù)參考下表：表2相數(shù)q3333344…單相多極模塊凸極數(shù)z2223322…分組數(shù)n1231212…轉(zhuǎn)子凸極數(shù)y＝n(qz+1)714211020918…相鄰?fù)箻O夾角a＝360/y51.425.717.136.018.040.020.0…相間機(jī)械角za+a/q120.060.040.0120.060.090.045.0…優(yōu)選的，所述一種單相多極模塊組合式開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)分n組布相，n為偶數(shù)自然數(shù)，目的使各相作用轉(zhuǎn)矩對(duì)稱。電機(jī)部分實(shí)例設(shè)計(jì)參數(shù)參考下表：表3優(yōu)選的，所述鐵芯模塊凸極數(shù)為z＝2個(gè)，目的使所述鐵芯模塊模具尺寸較小成本較低。進(jìn)一步的，所述一種單相多極模塊組合式開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)為內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)，所述單相多極模塊在所述電機(jī)殼內(nèi)圓周上間隔分布并固定安裝在所述電機(jī)殼上，所述電機(jī)殼內(nèi)壁上設(shè)置有用于固定所述單相多極模塊的凹槽，相鄰凹槽之間的夾角等于相間機(jī)械角。進(jìn)一步的，所述單相繞組繞裝在所述鐵芯模塊的軛部上，目的使所述單相繞組安裝固定簡(jiǎn)單，所述電機(jī)殼為非導(dǎo)磁材料，目的是阻隔相間軛部磁路聯(lián)通，即減少相間互感。進(jìn)一步的，所述一種單相多極模塊組合式開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)為外轉(zhuǎn)子電機(jī)，所述單相多極模塊在所述電機(jī)軸外圓周上間隔分布并固定安裝在所述電機(jī)軸上，所述電機(jī)軸為分體結(jié)構(gòu)，設(shè)置為芯軸和支架，所述支架套裝在所述芯軸上，所述支架外壁上設(shè)置有用于固定所述單相多極模塊的凹槽，相鄰凹槽之間的夾角等于相間機(jī)械角。進(jìn)一步的，所述單相繞組繞裝在所述鐵芯模塊的軛部上，目的使所述單相繞組安裝固定簡(jiǎn)單，所述支架為非導(dǎo)磁材料，目的是阻隔相間軛部磁路聯(lián)通，即減少相間互感。進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)子鐵芯為等分模塊結(jié)構(gòu)，目的是降低轉(zhuǎn)子鐵芯模具成本。本發(fā)明的原理是：傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)定子鐵芯軛部連續(xù)，相鄰?fù)箻O為不同相繞組所用，即凸極磁路互相交錯(cuò)，兩相通電時(shí)共用軛部磁路并交換使用凸極磁路，故產(chǎn)生較嚴(yán)重的相間互感。本發(fā)明所述單相多極模塊繞裝的是單相繞組，鐵芯模塊上的凸極磁路為同相繞組所用，且組合后軛部不連接，兩相通電時(shí)，各相使用的是各相自身的凸極磁路，故能夠顯著減少相間互感，同時(shí)采用單相多極模塊相比整體鐵芯能夠顯著降低模具成本。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明公開(kāi)了一種單相多極模塊組合式開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，其定子鐵芯由單相多極模塊組合而成，相與相之間沒(méi)有凸極交錯(cuò)也沒(méi)有共用軛部磁路，各相在工作過(guò)程中僅使用各相自身的凸極磁路，從而能夠減少相間互感，同時(shí)采用單相多極模塊相比整體鐵芯能夠顯著降低模具成本?！靖綀D說(shuō)明】圖1是本發(fā)明中的單相多極模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的一種實(shí)施例的內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)的單相多極模塊布相結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的一種實(shí)施例的內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)的電機(jī)殼結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明的一種實(shí)施例的外轉(zhuǎn)子電機(jī)的單相多極模塊布相結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明的一種實(shí)施例的外轉(zhuǎn)子電機(jī)的支架結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)記的含義是：10.單相多極模塊，11.鐵芯模塊，12.單相繞組，10a.第1相單相多極模塊，10b.第2相單相多極模塊，10c.第3相單相多極模塊，20.轉(zhuǎn)子鐵芯，21.凸極，30.電機(jī)殼，31.凹槽，40.電機(jī)軸，41.芯軸，42.支架，421.凹槽。【具體實(shí)施方式】為了減少磁阻電機(jī)的相間互感，本發(fā)明提供了一種單相多極模塊組合式開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，其中所用的單相多極模塊如圖1所示，該單相多極模塊10集成了鐵芯模塊11和單相繞組12，鐵芯模塊11為定子鐵芯的分段模塊，鐵芯模塊11包括凸極和連接凸極的軛部，鐵芯模塊11的凸極數(shù)為z個(gè)，z≥2并為自然數(shù)，圖中示出的是凸極數(shù)為2個(gè)的情況；鐵芯模塊相鄰?fù)箻O夾角均為a；單相繞組繞裝在所述鐵芯模塊凸極或軛部上。本發(fā)明的單相多極模塊組合式開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)包含轉(zhuǎn)子鐵芯、電機(jī)殼、電機(jī)軸，相數(shù)為q相，q≥3并為自然數(shù)，該磁阻電機(jī)還包含若干個(gè)單相多極模塊，每個(gè)所述單相多極模塊集成了鐵芯模塊和單相繞組，鐵芯模塊為定子鐵芯拆分成的分段模塊，鐵芯模塊包括凸極和連接凸極的軛部，鐵芯模塊的凸極數(shù)為z個(gè)，z≥2并為自然數(shù)，且z優(yōu)選為2，鐵芯模塊相鄰?fù)箻O夾角為a；單相繞組繞裝在鐵芯模塊凸極或軛部上；若干個(gè)單相多極模塊在所述電機(jī)圓周方向上分n組依次間隔布置第1相單相多極模塊、第2相單相多極模塊、…、第q相單相多極模塊，并且各相形成相間機(jī)械角，相間軛部不連接，n為自然數(shù)，從而這若干個(gè)單相多極模塊組合形成一種新型的定子鐵芯；轉(zhuǎn)子鐵芯圓周方向上均勻設(shè)置有y個(gè)凸極，y≥nqz并為自然數(shù),且優(yōu)選為y＝n(qz+1)，轉(zhuǎn)子鐵芯相鄰?fù)箻O夾角為a＝360/y；相間機(jī)械角＝za±a/q,且優(yōu)選為相間機(jī)械角＝za+a/q。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，各參數(shù)取值不同時(shí)，該磁阻電機(jī)部分實(shí)例設(shè)計(jì)參數(shù)參考表格1-3，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)制作不同的磁阻電機(jī)。為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下實(shí)施例中以各參數(shù)取值具體為q＝3、z＝2、n＝2并結(jié)合附圖2-5，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。圖2、圖4為磁阻電機(jī)中單相多極模塊分別在內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)和外轉(zhuǎn)子電機(jī)中的布相結(jié)構(gòu)示意圖。所示磁阻電機(jī)均包含轉(zhuǎn)子鐵芯20、電機(jī)殼30、電機(jī)軸40，相數(shù)均為q＝3相，還包含6個(gè)單相多極模塊10，每個(gè)單相多極模塊10均集成了鐵芯模塊11和單相繞組12，鐵芯模塊11凸極數(shù)為z＝2個(gè)，鐵芯模塊11相鄰?fù)箻O夾角為a，且a＝360/y≈25.7°；單相繞組12繞裝在鐵芯模塊11軛部上。所述6個(gè)單相多極模塊在電機(jī)殼30內(nèi)壁上或者電機(jī)軸40外圓周上分n＝2組依次間隔布置第1相單相多極模塊10a、第2相單相多極模塊10b、第q＝3相單相多極模塊10c、第1相單相多極模塊10a、第2相單相多極模塊10b、第q＝3相單相多極模塊10c，并且各相形成相間機(jī)械角，相間軛部不連接；轉(zhuǎn)子鐵芯20圓周方向上均勻設(shè)置有y＝n(qz+1)＝14個(gè)凸極21，所述轉(zhuǎn)子鐵芯20相鄰?fù)箻O夾角為a＝360/y≈25.7°；相間機(jī)械角＝za+a/q＝60°。參考圖2、圖3，示出的是該磁阻電機(jī)為內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)的情況，單相繞組12繞裝在鐵芯模塊11的軛部上，電機(jī)殼30為非導(dǎo)磁材料鋁合金。單相多極模塊10在電機(jī)殼30內(nèi)圓周上間隔分布并固定安裝在電機(jī)殼30上，電機(jī)殼30內(nèi)周面上設(shè)置有凹槽31，相鄰凹槽31之間的夾角等于相間機(jī)械角，凹槽31用于固定所述單相多極模塊10。在圖4、圖5所示的的是該磁阻電機(jī)為外轉(zhuǎn)子電機(jī)的情況，單相繞組12繞裝在鐵芯模塊11的軛部上，單相多極模塊10在所述電機(jī)軸40外圓周上間隔分布并固定安裝在所述電機(jī)軸40上，所述電機(jī)軸40為分體結(jié)構(gòu)，設(shè)置為芯軸41和支架42，所述支架42為非導(dǎo)磁材料鋁合金，支架42套裝在芯軸41上，支架42外周面上設(shè)置有凹槽421，相鄰凹槽421之間的夾角等于相間機(jī)械角，凹槽421用于固定所述單相多極模塊10。在該外轉(zhuǎn)子電機(jī)中，所述轉(zhuǎn)子鐵芯為7等分模塊結(jié)構(gòu)。本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種單相多極模塊組合式開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，其由單相多極模塊10組合而成，相與相之間沒(méi)有凸極交錯(cuò)也沒(méi)有共用軛部磁路，各相在工作過(guò)程中僅使用各相自身的凸極磁路，從而能夠減少相間互感，同時(shí)采用單相多極模塊相比整體鐵芯能夠顯著降低模具成本。以上所述僅是本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式的描述，應(yīng)當(dāng)指出由于文字表達(dá)的有限性，而在客觀上存在無(wú)限的具體結(jié)構(gòu)，對(duì)于本領(lǐng)域普通的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)12