用于開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子疊片和開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)，尤其是涉及用于開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子疊片以及包括這種轉(zhuǎn)子疊片的開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]與常規(guī)電動(dòng)機(jī)一樣，開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)也包括定子和轉(zhuǎn)子。開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的定子鐵芯由沖制的帶有向內(nèi)凸出的齒極的硅鋼片疊置而成，并且在定子鐵芯的每個(gè)齒極上繞有線圈，作為提供工作磁場的勵(lì)磁繞組。開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵芯由沖制的帶有向外凸出的齒極的硅鋼片疊置而成，但是在轉(zhuǎn)子鐵芯的每個(gè)齒極上并不繞有線圈。開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)主要是根據(jù)磁通總是沿磁阻最小的路徑閉合的原理而運(yùn)行的。
[0003]開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)為雙凸極結(jié)構(gòu)，由于轉(zhuǎn)子上既無繞組也沒有永磁鐵，而只有定子上具有繞組，因此，開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固耐用、成本低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。但是，另一方面，由于定子齒極與轉(zhuǎn)子齒極交疊前產(chǎn)生的邊緣磁通引起電流非線性變化、以及轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)矩是由一系列脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩疊加而成，因此，開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)存在固有的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，尤其是在低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大。這限制了開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用場合，尤其是限制了其在需要低速平穩(wěn)運(yùn)行場合的應(yīng)用。
[0004]因此，需要對(duì)現(xiàn)有的開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)進(jìn)行改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是要克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的至少一種缺陷，提出一種用于開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子疊片以及包括這種轉(zhuǎn)子疊片的開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)，通過它們能夠顯著地減小開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。
[0006]為此，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子疊片，包括:
[0007]環(huán)狀的本體，所述本體上形成有用于接收轉(zhuǎn)子軸的中心孔；以及
[0008]從所述本體徑向向外凸出的多個(gè)齒極，每個(gè)齒極具有自由端、位于所述自由端與所述本體之間沿著徑向的第一側(cè)、以及位于所述自由端與所述本體之間沿著徑向且與所述第一側(cè)相反的第二側(cè)；
[0009]其中，所述多個(gè)齒極的所有第一側(cè)或者所有第二側(cè)上形成有至少一個(gè)凹口。
[0010]優(yōu)選地，所述凹口具有光滑流暢的內(nèi)邊界。
[0011]優(yōu)選地，所述凹口呈半圓形、U形、Ω形或者弓形。
[0012]優(yōu)選地，每個(gè)齒極上的所述凹口到所述本體中心的距離相等。
[0013]優(yōu)選地，每個(gè)齒極上的所述凹口的形狀相同。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)，包括:
[0015]定子，所述定子具有多個(gè)徑向向內(nèi)的齒極，每個(gè)齒極上纏繞著線圈繞組；以及
[0016]安裝在所述定子內(nèi)并且能夠在其中旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸以及設(shè)置在所述轉(zhuǎn)軸上并且疊置在一起的多個(gè)轉(zhuǎn)子疊片；
[0017]其中，所述多個(gè)轉(zhuǎn)子疊片是如上所述的轉(zhuǎn)子疊片。
[0018]優(yōu)選地，所述多個(gè)轉(zhuǎn)子疊片的每個(gè)齒極上的凹口都形成在相應(yīng)齒極上的同一位置。
[0019]優(yōu)選地，所述多個(gè)轉(zhuǎn)子疊片中只是相互對(duì)齊疊置的齒極上的凹口形成在相應(yīng)齒極上的同一位置。
[0020]優(yōu)選地，所述開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)具有12個(gè)定子齒極和8個(gè)轉(zhuǎn)子齒極。
[0021]優(yōu)選地，所述開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)是朝著形成有凹口一側(cè)的方向旋轉(zhuǎn)的單向旋轉(zhuǎn)開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，通過在所述多個(gè)齒極的所有第一側(cè)或者所有第二側(cè)上形成有凹口，當(dāng)開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)朝著形成有凹口一側(cè)的方向旋轉(zhuǎn)時(shí)開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)顯著地減小，從而使開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)能夠應(yīng)用于需要低速平穩(wěn)運(yùn)行的場合。
【附圖說明】
[0023]圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子疊片的示意圖；
[0024]圖2是顯示開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子的橫截面示意圖；
[0025]圖3是顯示采用現(xiàn)有轉(zhuǎn)子疊片的開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩與時(shí)間之間關(guān)系的不意圖；
[0026]圖4是顯示采用根據(jù)本發(fā)明轉(zhuǎn)子疊片的開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)在朝著齒極上形成有凹口一側(cè)的方向旋轉(zhuǎn)時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩與時(shí)間之間關(guān)系的示意圖；以及
[0027]圖5是是顯示采用根據(jù)本發(fā)明轉(zhuǎn)子疊片的開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)在朝著齒極上沒有形成有凹口一側(cè)的方向旋轉(zhuǎn)時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩與時(shí)間之間關(guān)系的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合示例詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的是，這些示例性實(shí)施例并不意味著對(duì)本發(fā)明形成任何限制。
[0029]圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子疊片的示意圖。如圖1所示，本發(fā)明的用于開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子疊片I采用現(xiàn)有技術(shù)中公知的方式通常由硅鋼片沖壓而成，它包括大體環(huán)狀的本體3、以及從環(huán)狀的本體3徑向向外凸出的多個(gè)齒極5。環(huán)狀的本體3的中心孔7用于接收轉(zhuǎn)子軸(未示出)，以便將轉(zhuǎn)子疊片I設(shè)置到轉(zhuǎn)子軸上。盡管在圖1中顯示有8個(gè)齒極，但應(yīng)理解的是齒極的數(shù)目可以少于或多于8個(gè)。每個(gè)齒極5具有自由端5a、位于自由端5a與本體3之間并且沿著徑向的第一側(cè)5b、以及位于自由端5a與本體3之間并沿著徑向且與第一側(cè)5b相反的第二側(cè)5c。
[0030]根據(jù)本發(fā)明，用于開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子疊片I的每個(gè)齒極5的第一側(cè)5b上形成有凹口 5d。為了加工方便，凹口 5d優(yōu)選地具有光滑流暢的內(nèi)邊界。更優(yōu)選地，凹口 5d呈半圓形、U形、Ω形或者弓形。盡管每個(gè)齒極5的第一側(cè)5b上的凹口 5d到本體3中心的距離可以變化，但優(yōu)選地每個(gè)齒極5的第一側(cè)5b上的凹口 5d到本體3中心的距離相等。此外，盡管每個(gè)齒極5的第一側(cè)5b上的凹口 5d的形狀可以不同，但優(yōu)選地每個(gè)齒極5的第一側(cè)5b上的凹口 5d的形狀相同。
[0031]圖2是顯示開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子的橫截面示意圖。如圖2所示，開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)10包括定子11，定子11具有12個(gè)徑向向內(nèi)的齒極13，每個(gè)齒極13上纏繞著線圈繞組15。開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)10還包括安裝在定子11內(nèi)并且能夠在定子11內(nèi)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子17。轉(zhuǎn)子17包括轉(zhuǎn)軸19以及設(shè)置在轉(zhuǎn)軸19上并且疊置在一起的多個(gè)轉(zhuǎn)子疊片21。每個(gè)轉(zhuǎn)子疊片21具有8個(gè)徑向向外的轉(zhuǎn)子齒極5。當(dāng)應(yīng)理解的是，開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的定子齒極和轉(zhuǎn)子齒極的數(shù)目可以根據(jù)需要變得更多或者更少。
[0032]為了驗(yàn)證根據(jù)本發(fā)明的用于開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子疊片的效果，本申請(qǐng)的發(fā)明人進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。以圖2所示的具有12個(gè)定子齒極和8個(gè)轉(zhuǎn)子齒極5的開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)為例，其中，定子11的外徑尺寸為140mm，轉(zhuǎn)子17的外徑尺寸為80mm，轉(zhuǎn)軸19的直徑為30mm，設(shè)置在轉(zhuǎn)軸19上并且疊置在一起的多個(gè)轉(zhuǎn)子疊片21的縱向長度為110mm，轉(zhuǎn)子齒極5的寬度和長度分別約為11.1mm和9.6mm,轉(zhuǎn)子17與定子11之間的氣隙尺寸為0.5m