一種氣隙可調(diào)節(jié)的12/14無軸承開關磁阻電機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無軸承開關磁阻電機，特別是一種氣隙可調(diào)節(jié)的無軸承開關磁阻電機，特別適合于低速、大轉矩、軸向空間小的應用場合。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的開關磁阻電機轉子無永磁體無線圈，結構簡單，堅固耐用，可靠性高，可控性好，因此得到很大發(fā)展，產(chǎn)品廣泛應用于電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)、家用電器以及通用工業(yè)等。但是，隨著能源危機和環(huán)境問題的日益凸顯，傳統(tǒng)開關磁阻電機轉矩脈動大、能量轉化密度低、噪聲大等問題也引起人們的廣泛關注。隨后產(chǎn)生盤式軸向磁場的開關磁阻電機不僅結合普通開關磁阻電機結構簡單的優(yōu)點，而且軸向長度短、體積小、重量輕、功率密度高、散熱性能好、結構多樣化，可以滿足不同的性能需求，具有寬廣的應用范圍，因此越來越受到人們的重視。但是，軸向磁場開關磁阻電機定、轉子之間存在軸向的磁拉力，普通軸向磁場開關磁阻電機未能充分利用定、轉子之間的軸向磁拉力，從而產(chǎn)生噪聲和熱量。且盤式開關磁阻電機優(yōu)于普通開關磁阻電機很重要的一個特征是其轉子磁路不依賴與轉子半徑，只與定、轉子齒厚度有關，這可以允許增大轉子磁極數(shù)，從而進一步降低振動和噪聲。最常見的軸向盤式開關磁阻電機是三相的6/4結構軸向磁場盤式開關磁阻電機,該結構電機轉子極數(shù)少，未能充分發(fā)揮盤式電機的優(yōu)點，且該電機采用長磁路結構，功率密度低。眾所周知，氣隙是開關磁阻電機很重要的參數(shù)，它直接影響電機的性能。而普通開關磁阻電機氣隙的選擇受到加工工藝的嚴重限制，所選的氣隙參數(shù)必須在工藝允許范圍內(nèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有軸向磁場盤式開關磁阻電機的缺點，提供一種氣隙可調(diào)節(jié)且不依賴于加工工藝要求的12/14無軸承開關磁阻電機。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術方案:
[0005]一種氣隙可調(diào)節(jié)的12/14無軸承開關磁阻電機，包含轉子鐵芯和定子鐵芯，所述轉子鐵芯通過軸8與定子鐵芯連接，所述轉子鐵芯包含轉子軛6、轉子磁極齒7，其中，轉子軛6位于底端，轉子軛6的上端鑲嵌有均勻分布的14個轉子磁極齒7，所述定子鐵芯包括最上端的定子軛1、鑲嵌在定子軛I下面的4個定子輔助磁極齒2和8個定子轉矩磁極齒3，所述的定子輔助磁極齒2包括調(diào)節(jié)磁極齒11和緊貼定子輔助磁極齒2內(nèi)側的永磁體10，定子輔助磁極齒2上繞制有輔助調(diào)節(jié)線圈4，定子轉矩磁極齒3上繞制由轉矩繞組線圈5，所述定子鐵芯與轉子鐵芯之間留有間隙，形成氣隙9。
[0006]作為上述方案的進一步優(yōu)化，所述的永磁體10充磁方向為軸向。
[0007]進一步地，相鄰兩個定子輔助磁極齒的永磁體10極性相反。
[0008]進一步地，所述的氣隙9寬度小于1mm。
[0009]進一步地，所述的輔助調(diào)節(jié)線圈2和轉矩繞組線圈5集成設置。
[0010]進一步地，用以形成所述軸8的材料包含電工純鐵、IJ50或40Cr制成。
[0011]進一步地，所述4個定子輔助磁極齒2和8個定子轉矩磁極齒3按照一個定子輔助磁極齒與兩個定子轉矩磁極齒配合的方式均勻分布在定子軛I下面。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)為:
[0013]1.本發(fā)明充分利用了軸向磁場開關磁阻電機定、轉子之間的軸向磁拉力，實現(xiàn)了無軸承開關磁阻電機的軸向懸浮，并且實現(xiàn)電機氣隙可調(diào)節(jié)、不依賴于加工工藝要求。
[0014]2.本發(fā)明用永磁體代替部分線圈產(chǎn)生磁拉力，減少了線圈電流和匝數(shù)，從而減少電機銅耗。
[0015]3.本發(fā)明采用短磁路結構，提高電機功率密度。本發(fā)明所述電機充分利用軸向磁場開關磁阻電機定、轉子間軸向磁拉力，減小噪聲，縮短了磁通閉合回路，提高電機功率密度。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明一實施例的三維立體結構示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明一實施例中定子鐵芯的俯視結構示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明一實施例中轉子鐵芯俯視結構示意圖。
[0019]圖4為本發(fā)明一實施例中輔助調(diào)節(jié)線圈磁通路徑的前視結構示意圖。
[0020]圖5為本發(fā)明一實施例中轉矩繞組線圈磁通路徑示意圖。
[0021]其中I是定子軛，2是定子輔助磁極齒，3是定子轉矩磁極齒，4是輔助調(diào)節(jié)線圈，5是轉矩繞組線圈，6是轉子軛，7是轉子磁極齒，8是軸，9是氣隙，10是永磁體，11是調(diào)節(jié)磁極齒。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和優(yōu)選實施例對本發(fā)明作更為具體的說明。
[0023]實施例1
[0024]如圖1?5所示，一種氣隙可調(diào)節(jié)的12/14無軸承開關磁阻電機，包含轉子鐵芯和定子鐵芯，所述轉子鐵芯通過軸8與定子鐵芯連接，所述轉子鐵芯包含轉子軛6、轉子磁極齒7，其中，轉子軛6位于底端，轉子軛6的上端鑲嵌有均勻分布的14個轉子磁極齒7，所述定子鐵芯包括最上端的定子軛1、鑲嵌在定子軛I下面的4個定子輔助磁極齒2和8個定子轉矩磁極齒3，所述的定子輔助磁極齒2包括調(diào)節(jié)磁極齒11和緊貼定子輔助磁極齒2內(nèi)側的永磁體10，定子輔助磁極齒2上繞制有輔助調(diào)節(jié)線圈4，定子轉矩磁極齒3上繞制由轉矩繞組線圈5，所述定子鐵芯與轉子鐵芯之間留有間隙，形成氣隙9。所述的永磁體10充磁方向為軸向。相鄰兩個定子輔助磁極齒的永磁體10極性相反。所述的氣隙9寬度小于1_。所述的輔助調(diào)節(jié)線圈2和轉矩繞組線圈5集成設置。用以形成所述軸8的材料包含電工純鐵、1J50或40Cr制成。所述4個定子輔助磁極齒2和8個定子轉矩磁極齒3按照一個定子輔助磁極齒與兩個定子轉矩磁極齒配合的方式均勻分布在定子軛I下面。
[0025]工作時，將轉矩磁極齒Al、A2、A3、A4上的繞組線圈串聯(lián)；轉矩磁極齒B1、B2、B3、B4上的繞組線圈串聯(lián)。輔助磁極齒P1、P2、P3、P4上的繞組線圈串聯(lián)。
[0026]氣隙可調(diào)節(jié)的12/14無軸承開關磁阻電機由定子鐵芯、輔助調(diào)節(jié)線圈4、轉矩繞組線圈5、轉子鐵芯、軸8組成。其中定子鐵芯沿+x、_x、+y和-y放置的4個定子輔助磁極齒2構成氣隙可調(diào)節(jié)12/14無軸承開關磁阻電機α、β兩方向的4個磁極，它們之間通過定子軛I連接。每個定子輔助磁極齒2上繞制有輔助調(diào)節(jié)線圈4，用于調(diào)節(jié)氣隙的大小。定子輔助磁極齒2由永磁體10和調(diào)節(jié)磁極齒11組裝而成，用于減小輔助調(diào)節(jié)線圈4的匝數(shù)和電流，進而減少電機的銅耗。定子鐵芯的8個定子轉矩磁極齒3構成氣隙可調(diào)節(jié)的12/14無軸承開關磁阻電機Α、Β兩相的8個磁極，它們之間通過定子軛I連接，每個定子轉矩磁極齒3上繞制有轉矩繞組線圈5，用于產(chǎn)生旋轉轉矩。定子鐵芯的上側為轉子鐵芯，定子鐵芯和轉子鐵芯之間留有間隙形成空氣隙。此外，定子鐵芯的輔助磁極齒2極