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CN106787537A - 一种三相双铁芯双作用位置开关磁阻电机 - Google Patents

一种三相双铁芯双作用位置开关磁阻电机 Download PDF

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CN106787537A
CN106787537A CN201710105053.3A CN201710105053A CN106787537A CN 106787537 A CN106787537 A CN 106787537A CN 201710105053 A CN201710105053 A CN 201710105053A CN 106787537 A CN106787537 A CN 106787537A
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顾志强
李运忠
刘正昂
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Shenzhen Huayin Power Technology Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种三相双铁芯双作用位置开关磁阻电机，其包含2个定子铁芯（20）和2个转子铁芯（30），定子铁芯（20）和转子铁芯（30）凸极比为6n/4n，n为自然数，一个定子铁芯（20）和一个转子铁芯（30）对齐为一对并沿着电机轴向成对分布安装，并且其中一对定子铁芯（20）和转子铁芯（30）凸极对齐时，另一对定子铁芯（20）和转子铁芯（30）凸极形成错位角，0°＜错位角≦15°/n，每个定子铁芯（20）均设置有3相绕组，2个定子铁芯（20）的3相绕组分别并联或串联连接，则该电机仍然是3相电机，该电机在任一相通电过程中，凸极均有两个作用位置，相比现有的单作用位置的开关磁阻电机，改善了转矩脉动，主要应用在开关磁阻电机领域。

Description

一种三相双铁芯双作用位置开关磁阻电机
技术领域
本发明涉及开关磁阻电机领域，尤其涉及一种三相双铁芯双作用位置开关磁阻电机。
背景技术
开关磁阻电机相比异步电机和同步电机具有最简单的结构，但其存在最大的转矩脉动，故开关磁阻电机的应用范围较窄。从开关磁阻电机的工作原理可知，开关磁阻电机转子上产生的转矩是由一系列脉冲转矩叠加而成的，由于双凸极结构、磁路饱和非线性的影响，合成转矩不是一个恒定转矩，而有较大的谐波分量，故而导致了较大的转矩脉动。开关磁阻电机是通过相间轮流通电驱动的，任一相通电过程中，凸极只有一个作用位置，即凸极在某一瞬时全部作用在最大转矩位置或最小转矩位置，因此转矩脉动是必然的结果。因此，能不能设计一种具有多作用位置的开关磁阻电机，进而改善转矩脉动，也是急需解决的技术问题。
发明内容
为了改进现有技术的不足，本发明的目的是提供一种三相双铁芯双作用位置开关磁阻电机，该电机能够在任一相通电过程中，凸极均有两个作用位置，从而改善开关磁阻电机转矩脉动。
本发明为解决其技术问题而采用的一种技术方案是：一种三相双铁芯双作用位置开关磁阻电机，包含电机壳、定子铁芯、转子铁芯、电机轴，所述三相双铁芯双作用位置开关磁阻电机包含2个定子铁芯和2个转子铁芯，所述定子铁芯设置有6n个凸极，所述转子铁芯设置有4n个凸极，n为自然数，一个所述定子铁芯和一个所述转子铁芯对齐为一对并沿着电机轴向成对分布安装，并且其中一对定子铁芯和转子铁芯凸极对齐时，另一对定子铁芯和转子铁芯凸极形成错位角，0°＜错位角≦15°/n，每个所述定子铁芯均设置有3相绕组，所述2个定子铁芯的3相绕组分别并联连接或串联连接组成该电机的3相绕组。
进一步的，所述2个定子铁芯凸极对齐安装在所述电机壳上，所述2个转子铁芯凸极错位安装在所述电机轴上并形成错位角，0＜错位角≦15°/n。
进一步的，所述电机壳内圆设置有凹槽，所述定子铁芯外圆设置有凸齿，所述凹槽与所述凸齿配合安装并使所述2个定子铁芯凸极对齐；所述电机轴外圆设置有凹槽，所述转子铁芯内圆设置有凸齿，所述凸齿与所述凸极夹角等于二分一错位角，所述凹槽与所述凸齿配合安装，并且所述2个转子铁芯轴线方向相反安装到电机轴上。
进一步的，所述电机壳中间设置有凸台用于分隔所述2个定子铁芯，所述电机轴中间设置有凸台用于分隔所述2个转子铁芯。
本发明的原理是：所述一种三相双铁芯双作用位置开关磁阻电机包含2个定子铁芯和2个转子铁芯，所述定子铁芯设置有6n个凸极，所述转子铁芯设置有4n个凸极，n为自然数，一个所述定子铁芯和一个所述转子铁芯对齐为一对并沿着电机轴向成对分布安装，并且其中一对定子铁芯和转子铁芯凸极对齐时，另一对定子铁芯和转子铁芯凸极形成错位角，0°＜错位角≦15°/n，每个所述定子铁芯均设置有3相绕组，所述2个定子铁芯的3相绕组分别并联或串联连接组成该电机的3相绕组，则该电机在任一相通电过程中，凸极均有两个作用位置，前后相差的作用位置角即为错位角，很显然，凸极在某一瞬时不会出现全部作用在最大转矩位置或最小转矩位置的情况，而是两个作用位置的转矩叠加，因此能够改善电机的转矩脉动。
本发明的有益效果是：现有的开关磁阻电机都是单作用位置的，由于开关磁阻电机的结构已经很简单，国内外研究者普遍认为开关磁阻电机结构上已无改进的空间，纷纷从研究控制策略上来寻求解决问题的办法，然而，本发明开辟了一种三相双铁芯双作用位置开关磁阻电机，在保持三相驱动的情况下，首次揭示了开关磁阻电机由单作用位置改进为双作用位置的原理，实现了双作用位置改善转矩脉动，必将使开关磁阻电机的发展应用取得突出的进步。
附图说明
图1是本发明的一种实施例的铁芯、电机壳、电机轴安装状态示意图。
图2是本发明的一种实施例的铁芯、电机轴安装状态示意图。
图3是本发明的一种实施例的电机壳结构示意图。
图4是本发明的一种实施例的电机轴结构示意图。
图5是本发明的一种实施例的转子铁芯结构示意图。
图6是本发明的一种实施例的2个定子铁芯的3相绕组并联连接示意图。
图7是本发明的一种实施例的2个定子铁芯的3相绕组串联连接示意图。
图中标记的含义是： 10.电机壳，11.凹槽，12.凸台，20.定子铁芯，21.凸极，22.凸齿，30.转子铁芯，31.凸极，32.凸齿，40.电机轴，41.凹槽，42.凸台。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示的实施例中，所述一种三相双铁芯双作用位置开关磁阻电机，包含电机壳10、定子铁芯20、转子铁芯30、电机轴40，所述一种三相双铁芯双作用位置开关磁阻电机包含2个定子铁芯20和2个转子铁芯30，定子铁芯20设置有6n个凸极21，转子铁芯30设置有4n个凸极31，n为自然数，实施例中n=2，即定子铁芯20有12个凸极21，转子铁芯30有8个凸极31，一个定子铁芯20和一个转子铁芯30对齐为一对并沿着电机轴向成对分布安装，并且其中一对定子铁芯20和转子铁芯30凸极对齐时，另一对定子铁芯20和转子铁芯30凸极形成错位角，0°＜错位角≦15°/n=7.5°，每个定子铁芯20均设置有3相绕组，2个定子铁芯20的3相绕组分别并联连接或串联连接组成该电机的3相绕组。
图1所示的实施例中，2个定子铁芯20凸极21对齐安装在电机壳10上，2个转子铁芯30凸极31错位安装在电机轴40上并形成错位角，0＜错位角≦15°/n=7.5°，实施例中错位角取值为5°。
在图2、图3、图4、图5所示的实施例中，电机壳10内圆设置有凹槽11，定子铁芯20外圆设置有凸齿22，凹槽11与凸齿22配合安装并使2个定子铁芯20凸极21对齐；电机轴40外圆设置有凹槽41，转子铁芯30内圆设置有凸齿32，凸齿32与凸极31夹角等于二分一错位角，实施例中二分一错位角即为2.5°，凹槽41与凸齿32配合安装，并且2个转子铁芯30轴线方向相反安装到电机轴上，便可形成5°错位角。
在图3、图4所示的实施例中，电机壳10中间设置有凸台12用于分隔2个定子铁芯20，电机轴40中间设置有凸台42用于分隔2个转子铁芯30。
本发明实施例的原理是：所述一种三相双铁芯双作用位置开关磁阻电机包含2个定子铁芯20和2个转子铁芯30，定子铁芯20设置有12个凸极，转子铁芯30设置有8个凸极，一个定子铁芯20和一个转子铁芯30对齐为一对并沿着电机轴向成对分布安装，并且其中一对定子铁芯20和转子铁芯30凸极对齐时，另一对定子铁芯20和转子铁芯30凸极形成错位角，错位角=5°，每个定子铁芯20均设置有3相绕组，2个定子铁芯20的3相绕组分别并联或串联连接组成该电机的3相绕组，则该电机在任一相通电过程中，凸极均有两个作用位置，前后相差的作用位置角即为错位角，很显然，凸极在某一瞬时不会出现全部作用在最大转矩位置或最小转矩位置的情况，而是两个作用位置的转矩叠加，因此能够改善电机的转矩脉动。
本发明实施例的有益效果是：现有的开关磁阻电机都是单作用位置的，由于开关磁阻电机的结构已经很简单，国内外研究者普遍认为开关磁阻电机结构上已无改进的空间，纷纷从研究控制策略上来寻求解决问题的办法，然而，本发明实施例公开了一种三相双铁芯双作用位置开关磁阻电机，在保持三相驱动的情况下，首次揭示了开关磁阻电机由单作用位置改进为双作用位置的原理，实现了双作用位置改善转矩脉动，必将使开关磁阻电机的发展应用取得突出的进步。
以上所述仅是本发明优选的实施方式的描述，应当指出由于文字表达的有限性，而在客观上存在无限的具体结构，对于本领域普通的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种三相双铁芯双作用位置开关磁阻电机，包含电机壳、定子铁芯、转子铁芯、电机轴，其特征在于：所述三相双铁芯双作用位置开关磁阻电机包含2个定子铁芯和2个转子铁芯，所述定子铁芯设置有6n个凸极，所述转子铁芯设置有4n个凸极，n为自然数，一个所述定子铁芯和一个所述转子铁芯对齐为一对并沿着电机轴向成对分布安装，并且其中一对定子铁芯和转子铁芯凸极对齐时，另一对定子铁芯和转子铁芯凸极形成错位角，0°＜错位角≦15°/n，每个所述定子铁芯均设置有3相绕组，所述2个定子铁芯的3相绕组分别并联连接或串联连接组成该电机的3相绕组。
2.根据权利要求1所述的一种三相双铁芯双作用位置开关磁阻电机，其特征在于：所述2个定子铁芯凸极对齐安装在所述电机壳上，所述2个转子铁芯凸极错位安装在所述电机轴上并形成错位角，0＜错位角≦15°/n。
3.根据权利要求1所述的一种三相双铁芯双作用位置开关磁阻电机，其特征在于：所述电机壳内圆设置有凹槽，所述定子铁芯外圆设置有凸齿，所述凹槽与所述凸齿配合安装并使所述2个定子铁芯凸极对齐；所述电机轴外圆设置有凹槽，所述转子铁芯内圆设置有凸齿，所述凸齿与所述凸极夹角等于二分一错位角，所述凹槽与所述凸齿配合安装，并且所述2个转子铁芯轴线方向相反安装到电机轴上。
4.根据权利要求1所述的一种三相双铁芯双作用位置开关磁阻电机，其特征在于：所述电机壳中间设置有凸台用于分隔所述2个定子铁芯，所述电机轴中间设置有凸台用于分隔所述2个转子铁芯。
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