开关磁阻电机及其绕组布置方法技术

本发明专利技术提供了一种开关磁阻电机及其绕组布置方法。开关磁阻电机包括：外转子；内转子，设置在外转子的内部并与外转子一起同轴转动；定子，位于外转子与内转子之间，定子的内表面具有沿其径向方向凸出的多个定子内齿，定子的外表面具有沿其径向方向凸出的多个定子外齿，相邻的两个定子外齿(22)之间形成第一凹槽，相邻的两个定子内齿(21)之间形成第二凹槽；绕组，绕组绕设在定子的定子轭部(24)上，每个绕组的第一圈边设置在一个第一凹槽内，第二圈边设置在与该第一圈边位于同一径向上的第二凹槽相邻的一个第二凹槽内。本发明专利技术的开关磁阻电机，能够有效避免双转子开关磁阻电机内外磁路的共轭现象，提高开关磁阻电机的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种开关磁阻电机及其绕组布置方法。
技术介绍
现有的一种双转子开关磁阻电机，其定子在径向具有相反方向的两个凸极，并在凸极上绕制有集中绕组，内外表面正对极的绕组为同相，内转子和外转子分别置于定子内侧和外侧。另一种双转子开关磁阻电机，其包括内转子、定子和外转子，相互之间通过气隙隔开，其定子在径向具有相反方向的两个凸极，并在凸极上绕制有集中绕组，定子轭部具有圆周方向的隔磁环，内外绕组相互独立。上述两种双转子开关磁阻电机，其相邻凸极所形成的槽口宽度很大，槽内导体极易滑出，极不安全；绕组采用集中卷结构，绕制过程中，必须预留绕线机构的空间，造成槽满率低，电机性能低下；该磁路结构下，磁路长，磁路闭合路径通过整个定子轭部和转子轭部，造成气隙所占磁势下降，并导致铁损增加；定子中间隔磁环的存在使得定子内外凸极完全分离，再装配成整体后，其工艺性复杂，装配困难。此外，上述的双转子开关磁阻电机，由于内外磁路会产生共轭现象，轭部的磁力线发生叠加，导致磁密较高，为保证该种共轭现象导致的饱和，必须增加轭部厚度；在电机定子内径和外径确定的情况下，会导致定子的槽面积被减小，导线变细，绕组电阻增加，损耗增加。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种开关磁阻电机及其绕组布置方法，能够有效避免双转子开关磁阻电机内外磁路的共轭现象，提高开关磁阻电机的性能。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种开关磁阻电机，包括：外转子；内转子，设置在外转子的内部并与外转子一起同轴转动；定子，位于外转子与内转子之间，定子的内表面具有沿其径向方向凸出的多个定子内齿，定子的外表面具有沿其径向方向凸出的多个定子外齿，相邻的两个定子外齿之间形成第一凹槽，相邻的两个定子内齿之间形成第二凹槽；绕组，绕组绕设在定子的定子轭部上，每个绕组的第一圈边设置在一个第一凹槽内，第二圈边设置在与该第一圈边位于同一径向上的第二凹槽相邻的一个第二凹槽内。作为优选，每个定子内齿的齿顶端的两侧沿内转子的周向方向凸出地设置有定子内极靴，每个定子外齿的齿顶端的两侧沿内转子的周向凸出地设置有定子外极靴。作为优选，相应的定子轭部、定子外齿和定子外极靴形成第一凹槽，相应的定子轭部、定子内齿和定子内极靴形成第二凹槽，开关磁阻电机为m相电机，同相的各个定子轭部的绕组相隔m-1个绕组，并且同相的全部绕组串联或者并联形成一相绕组组合。作为优选，外转子包括：外壳；多个外转子环形齿块，连接于外壳的内表面并沿外壳的内周面均布。作为优选，定子内齿和定子外齿沿定子的圆周均布。作为优选，定子内极靴的厚度由其极尖处至定子内齿逐渐变大，定子外极靴的厚度由其极尖处至定子外齿逐渐变大。作为优选，定子由多个铁芯周向连接形成。作为优选，每个铁芯具有两条接触边，每个接触边均具有突齿和凹槽，相邻两个铁芯的突齿和凹槽相互适配以使相邻两个铁芯相连接。作为优选，每个铁芯的一个接触边上的突齿位于该一个接触边的靠近内转子的一侧，该一个接触边的凹槽位于该一个接触边的突齿与外转子之间，每个铁芯的另一个接触边上的凹槽位于该另一个接触边的靠近内转子的一侧，该另一个接触边的突齿位于该另一个接触边的凹槽与外转子之间。作为优选，每个铁芯的内表面具有沿其径向方向凸出设置的第一定子内齿和第二定子内齿，第一定子内齿的齿顶端沿内转子的周向方向凸出地设置有第一定子内极靴，第二定子内齿的齿顶端沿内转子的周向方向凸出地设置有第二定子内极靴，第一定子内极靴和第二定子内极靴相向设置；每个铁芯的外表面具有沿其径向方向凸出设置的第一定子外齿和第二定子外齿，第一定子外齿的齿顶端沿内转子的周向方向凸出地设置有第一定子外极靴，第二定子外齿的齿顶端沿内转子的周向方向凸出地设置有第二定子外极靴，第一定子外极靴和第二定子外极靴相向设置；其中，相邻两个铁芯的第一定子内齿和第二定子内齿共同形成定子内齿，相邻两个铁芯的第一定子内极靴和第二定子内极靴共同形成定子内极靴；相邻两个铁芯的第一定子外齿和第二定子外齿共同形成定子外齿，相邻两个铁芯的第一定子外极靴和第二定子外极靴共同形成定子外极靴。作为优选，内转子包括：固定架，其中部具有轴孔；多个扇形齿块，与固定架固定连接且围绕固定架的周向均布。作为优选，固定架上具有与多个扇形齿块相对应的多个燕尾槽，扇形齿块一一卡接于对应的燕尾槽中。作为优选，固定架由不锈钢或铸铝或塑料制成。作为优选，扇形齿块的扇形齿块直边与固定架具有间隔距离。作为优选，扇形齿块的扇形齿块底边与固定架具有间隔距离。作为优选，外转子环形齿块的个数与扇形齿块的个数相同且一一对应设置，对应设置的外转子环形齿块的中心线与扇形齿块的中心线在同一条直线上。作为优选，相邻两个扇形齿块的扇形直边相互平行且距离为Grb，相邻两个外转子环形齿块的外转子环形齿块直边相互平行且距离为Gra，其中，min＞20L，L为气隙长度。作为优选，第一凹槽的第一槽口的宽度为Gsa，第二凹槽的第二槽口的宽度为Gsb，其中，Gsa＞Gra，Gsb＞Grb。作为优选，2L＜Gsa-Gra＜8L，2L＜Gsb-Grb＜8L。作为优选，每个扇形齿块的底部具有多个间隔设置的隔磁小孔。作为优选，铁芯、扇形齿块和外转子环形齿块为层叠材料后非晶材料叠压而成。作为优选，相邻的扇形齿块的对称中心线和相邻的外转子环形齿块的对称中心线之间的夹角弧度大于或小于其中，Nsb为定子内齿或定子外齿的齿数。作为优选，内转子的内转子块数为Nrb，定子的齿数为Nsb，内转子的内转子极弧为βrb，定子内齿的定子内齿极弧为βsb，其中，-πNrb+(12βsb+βsb′-12βrb′)>δ]]>βsb′=2πNsb-βsb]]>βrb′=2πNrb-βrb]]>其中，δ为大于0的正数。作为优选，2°≤δ≤6°。作为优选，每个绕组的第一圈边所在的第一凹槽与第二圈边所在的第二凹槽沿圆周方向之间的夹角弧度为其中，Nsb为定子内齿或定子外齿的齿数。根据本专利技术的另一方面，提供了一种开关磁阻电机的绕组布置方法，包括：步骤S1：在定子的内表面上沿其径向方向形成多个定子内齿，相邻的两个定子内齿之间形成第二凹槽；步骤S2：在定子的外表面上沿其径向方向形成多个定子外齿，相邻的两个定子外齿之间形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关磁阻电机，其特征在于，包括：外转子(10)；内转子(30)，设置在所述外转子(10)的内部并与所述外转子(10)一起同轴转动；定子(20)，位于所述外转子(10)与所述内转子(30)之间，所述定子(20)的内表面具有沿其径向方向凸出的多个定子内齿(21)，所述定子(20)的外表面具有沿其径向方向凸出的多个定子外齿(22)，相邻的两个所述定子外齿(22)之间形成第一凹槽，相邻的两个所述定子内齿(21)之间形成第二凹槽；绕组，所述绕组绕设在所述定子的定子轭部(24)上，每个所述绕组的第一圈边设置在一个所述第一凹槽内，第二圈边设置在与该第一圈边位于同一径向上的所述第二凹槽相邻的一个所述第二凹槽内。

【技术特征摘要】
1.一种开关磁阻电机，其特征在于，包括：
外转子(10)；
内转子(30)，设置在所述外转子(10)的内部并与所述外转子
(10)一起同轴转动；
定子(20)，位于所述外转子(10)与所述内转子(30)之间，
所述定子(20)的内表面具有沿其径向方向凸出的多个定子内齿(21)，
所述定子(20)的外表面具有沿其径向方向凸出的多个定子外齿(22)，
相邻的两个所述定子外齿(22)之间形成第一凹槽，相邻的两个所述
定子内齿(21)之间形成第二凹槽；
绕组，所述绕组绕设在所述定子的定子轭部(24)上，每个所述
绕组的第一圈边设置在一个所述第一凹槽内，第二圈边设置在与该第
一圈边位于同一径向上的所述第二凹槽相邻的一个所述第二凹槽内。
2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机，其特征在于，每个所述定子内
齿(21)的齿顶端的两侧沿所述内转子(30)的周向方向凸出地设置
有定子内极靴(211)，每个所述定子外齿(22)的齿顶端的两侧沿所
述内转子(30)的周向凸出地设置有定子外极靴(221)。
3.根据权利要求2所述的开关磁阻电机，其特征在于，相应的所述定子
轭部(24)、所述定子外齿(22)和所述定子外极靴(221)形成所述
第一凹槽，相应的所述定子轭部(24)、所述定子内齿(21)和所述
定子内极靴(211)形成所述第二凹槽，所述开关磁阻电机为m相电
机，同相的各个所述定子轭部(24)的绕组相隔m-1个绕组，并且同
相的全部所述绕组串联或者并联形成一相绕组组合。
4.根据权利要求1所述的开关磁阻电机，其特征在于，所述外转子(10)
包括：
外壳(11)；
多个外转子环形齿块(12)，连接于所述外壳(11)的内表面并
沿所述外壳(11)的内周面均布。
5.根据权利要求1所述的开关磁阻电机，其特征在于，所述定子内齿(21)
和所述定子外齿(22)沿所述定子(20)的圆周均布。
6.根据权利要求2所述的开关磁阻电机，其特征在于，所述定子内极靴
(211)的厚度由其极尖处至所述定子内齿(21)逐渐变大，所述定
子外极靴(221)的厚度由其极尖处至所述定子外齿(22)逐渐变大。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的开关磁阻电机，其特征在于，所
述定子(20)由多个铁芯(23)周向连接形成。
8.根据权利要求7所述的开关磁阻电机，其特征在于，每个所述铁芯(23)
具有两条接触边(231)，每个所述接触边(231)均具有突齿(232)
和凹槽(233)，相邻两个所述铁芯(23)的所述突齿(232)和所述
凹槽(233)相互适配以使相邻两个所述铁芯(23)相连接。
9.根据权利要求8所述的开关磁阻电机，其特征在于，每个所述铁芯(23)
的一个所述接触边(231)上的所述突齿(232)位于该一个所述接触
边(231)的靠近所述内转子(30)的一侧，该一个所述接触边(231)
的所述凹槽(233)位于该一个所述接触边(231)的所述突齿(232)
与所述外转子(10)之间，每个所述铁芯(23)的另一个所述接触边
(231)上的所述凹槽(233)位于该另一个所述接触边(231)的靠
近所述内转子(30)的一侧，该另一个所述接触边(231)的所述突
齿(232)位于该另一个所述接触边(231)的所述凹槽(233)与所
述外转子(10)之间。
10.根据权利要求7所述的开关磁阻电机，其特征在于，
每个所述铁芯(23)的内表面具有沿其径向方向凸出设置的第一
定子内齿(21a)和第二定子内齿(21b)，所述第一定子内齿(21a)
的齿顶端沿所述内转子(30)的周向方向凸出地设置有第一定子内极
靴(211a)，所述第二定子内齿(21b)的齿顶端沿所述内转子(30)

\t的周向方向凸出地设置有第二定子内极靴(211b)，所述第一定子内
极靴(211a)和所述第二定子内极靴(211b)相向设置；
每个所述铁芯(23)的外表面具有沿其径向方向凸出设置的第一
定子外齿(22a)和第二定子外齿(22b)，所述第一定子外齿(22a)
的齿顶端沿所述内转子(30)的周向方向凸出地设置有第一定子外极
靴(221a)，所述第二定子外齿(22b)的齿顶端沿所述内转子(30)
的周向方向凸出地设置有第二定子外极靴(221b)，所述第一定子外
极靴(221a)和所述第二定子外极靴(221b)相向设置；
其中，相邻两个所述铁芯(23)的所述第一定子内齿(21a)和
所述第二定子内齿(21b)共同形成所述定子内齿(21...

【专利技术属性】
技术研发人员：童童，胡余生，陈彬，肖勇，
申请(专利权)人：珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44