双螺旋外部齿极halbach阵列定子构件直排电机制造技术

双螺旋外部齿极halbach阵列定子构件直排电机（017），定子为沿圆周相对设置的两个外螺旋定子齿极铁芯（0271），由环状轭铁（0273）连接外螺旋定子齿极铁芯（0271）外套设外螺旋线圈（0272），齿极之间的环状轭铁（0273）套设轭铁线圈（0274）构成双外螺旋halbach阵列定子齿极构件（0279），该构件沿转轴方向直线排列构成双外螺旋halbach阵列定子（027），其内套设动子齿极（037），动子齿极是6个片状双螺旋动子单元螺旋排列构成整体双螺旋动子。使用时，每个构件构成halbach阵列使两个齿极之间产生磁场，假设仅一层导磁，则磁力线穿过气隙和实体动子齿极单元，形成回路。

【技术实现步骤摘要】
双螺旋外部齿极halbach阵列定子构件直排电机
本专利技术属于电机领域，具体就是一种新型结构的开关磁阻电动机。
技术介绍
开关磁阻电动机系统（SwitchedReluctanceDrive：SRD）是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统之后发展起来的最新一代无级调速系统，是集现代微电子技术、数字技术、电力电子技术、红外光电技术及现代电磁理论、设计和制作技术为一体的光、机、电一体化高新技术。开关磁阻电动机调速系统主要由开关磁阻电动机（SRM）、功率变换器、控制器、转子位置检测器四大部分组成。控制器内包含控制电路与功率变换器，而转子位置检测器则安装在电机的一端。开关磁阻电动机调速系统所用的开关磁阻电动机（SRM）是SRD中实现机电能量转换的部件，也是SRD有别于其他电动机驱动系统的主要标志。现有SRM系双凸极可变磁阻电动机，其定、转子的凸极均由普通硅钢片叠压而成。转子既无绕组也无永磁体，定子极上绕有集中绕组，径向相对的两个绕组联接起来，称为“一相”，SR电动机可以设计成多种不同相数结构，且定、转子的极数有多种不同的搭配。相数多、步距角小，有利于减少转矩脉动，但结构复杂，且主开关器件多，成本高，现今应用较多的是四相（8/6）结构和三相（12/8）结构。开关磁阻电动机传动系统综合了感应电动机传动系统和直流电动汽车电机传动系统的优点，是这些传动系统的有力竞争者，其主要优点如下：1、开关磁阻电动机有较大的电动机利用系数，可以是感应电动机利用系数的1.2～1.4倍。2、电动机的结构简单，转子上没有任何形式的绕组；定子上只有简单的集中绕组，端部较短，没有相间跨接线。因此，具有制造工序少、成本低、工作可靠、维修量小等特点。3、开关磁阻电动机的转矩与电流极性无关，只需要单向的电流激励，理想上公率变换电路中每相可以只用一个开关元件，且与电动机绕组串联，不会像PWM逆变器电源那样，存在两个开关元件直通的危险。所以，开关磁阻电动机驱动系统SED线路简单，可靠性高，成本低于PWM交流调速系统。4、开关磁阻电动机转子的结构形式对转速限制小，可制成高转速电动机，而且转子的转动惯量小，在电流每次换相时又可以随时改变相匝转矩的大小和方向，因而系统有良好的动态响应。5、SRD系统可以通过对电流的导通、断开和对幅值的控制，得到满足不同负载要求的机械特性，易于实现系统的软启动和四象限运行等功能，控制灵活。又由于SRD系统是自同步系统运行，不会像变频供电的感应电动机那样在低频时出现不稳定和振荡问题。6、由于SR开关磁阻电动机采用了独特的结构和设计方法以及相应的控制技巧，其单位处理可以与感应电动机相媲美，甚至还略占优势。SRD系统的效率和功率密度在宽广的速度和负载范围内都可以维持在教导水平。开关磁阻电动机驱动系统的主要缺点是：1、有转矩脉动。从工作原理可知，S开关磁阻电动机转子上产生的转矩是由一些列脉冲转矩叠加而成的，由于双凸极结构和磁路饱和非线性的影响，合成转矩不是一个恒定转矩，而有一定的谐波分量，这影响了SR电动机低速运行性能。2、SR电动机传动系统的噪声与震动比一般电动机大。上述缺点，本质上是开关磁阻电动机驱动系统即SRD系统的开关磁阻电动机SRM的结构造成的，要想减小转矩脉动及其引起的噪声与震动，就要改变开关磁阻电动机SRM的结构。
技术实现思路
为了减小现有开关磁阻电动机SRM转矩脉动引起的震动和噪音，本专利技术提供一种全新结构的开关磁阻电动机SRM，具体就是图1为双螺旋外部齿极halbach阵列定子构件直排电机017，定子为沿圆周相对设置的两个外螺旋定子齿极铁芯0271，由环状轭铁0273连接外螺旋定子齿极铁芯0271外套设外螺旋线圈0272，齿极之间的环状轭铁0273套设轭铁线圈0274构成双外螺旋halbach阵列定子齿极构件0279，该构件沿转轴方向直线排列构成双外螺旋halbach阵列定子027，其内套设动子齿极037，动子齿极是6个片状双螺旋动子单元螺旋排列构成整体双螺旋动子。使用时，每个构件构成halbach阵列使两个齿极之间产生磁场，假设仅一层导磁，则磁力线穿过气隙和实体动子齿极单元，形成回路。磁力线通过两侧导磁支撑板形成磁回路；，动子齿极删除导磁材料支撑板时，就通过比较复杂的漏磁形成磁回路。相邻两个构件同时导磁且齿极之间磁方向相反，假设第一层和第二层导磁，磁力线由第一层磁轭汇集到上定子齿极，穿过气隙进入对应动子齿极单元的上齿极（对于实心动子来说，当相邻齿极单元的距离小于动子齿极单元上下齿极之间的距离时或者选定的动子齿极含或者不含支撑板）磁力线大致沿轴向进入相邻动子齿极单元的上齿极，然后穿过气隙进入第二层定子上齿极，分散进入第二层两侧轭铁并汇集到第二层下齿极，由第二层下齿极穿过气隙进入第二层，动子齿极单元的下齿极，然后返回到第一层动子齿极单元的下齿极后，穿过气隙进入第一层定子齿极构件的下齿极，再进入第一层两侧轭铁构成完整回路，当三层同时导磁时主要形成两个这样的磁回路，对实心或有支撑板铁芯来说可以再层内形成回路，没有支撑板的实心动子漏磁形成部分回路，当然也有漏磁，实心动子直径小时在层内就形成磁回路。本专利技术的有益效果是：本专利技术由于磁极为叠加磁场，增加了电机的功率密度；另外使用两极齿极，齿极圆弧面角度为90°，就减小了转矩脉动，随着层数增多，相邻两层之间的齿极中心线夹角更小，增加了施加磁力转矩的层数，由于层数的增加，施加磁力转矩的层数也就增加，当增加的层数均施加磁力转矩时，仅仅在相邻两层齿极中心线夹角的范围内产生转矩脉动，当层数多夹角小时，又大大减小了转矩脉动，由极大减小了转矩脉动也就极大减小了噪音和振动。附图说明图1是双螺旋外部齿极halbach阵列定子构件直排电机构件组合结构示意图。具体实施方式图1为双螺旋外部齿极halbach阵列定子构件直排电机017，定子为沿圆周相对设置的两个外螺旋定子齿极铁芯0271，由环状轭铁0273连接外螺旋定子齿极铁芯0271外套设外螺旋线圈0272，齿极之间的环状轭铁0273套设轭铁线圈0274构成双外螺旋halbach阵列定子齿极构件0279，该构件沿转轴方向直线排列构成双外螺旋halbach阵列定子027，其内套设动子齿极037，动子齿极是6个片状双螺旋动子单元螺旋排列构成整体双螺旋动子。使用时，每个构件构成halbach阵列使两个齿极之间产生磁场，假设仅一层导磁，则磁力线穿过气隙和实体动子齿极单元，形成回路。磁力线通过两侧导磁支撑板形成磁回路；动子齿极删除导磁材料支撑板时，就通过比较复杂的漏磁形成磁回路。相邻两个构件同时导磁且齿极之间磁方向相反，假设第一层和第二层导磁，磁力线由第一层磁轭汇集到上定子齿极，穿过气隙进入对应动子齿极单元的上齿极（对于实心动子来说，当相邻齿极单元的距离小于动子齿极单元上下齿极之间的距离时或者选定的动子齿极含或者不含支撑板）磁力线大致沿轴向进入相邻动子齿极单元的上齿极，然后穿过气隙进入第二层定子上齿极，分散进入第二层两侧轭铁并汇集到第二层下齿极，由第二层下齿极穿过气隙进入第二层，动子齿极单元的下齿极，然后返回到第一层动子齿极单元的下齿极后，穿过气隙进入第一层定子齿极构件的下齿极，再进入第一层两侧轭铁构成完整回路，当三层同时导磁时主要形成两个这样的磁回路，本文档来自技高网...

【技术保护点】
双螺旋外部齿极halbach阵列定子构件直排电机（017），定子为沿圆周相对设置的两个外螺旋定子齿极铁芯（0271），由环状轭铁（0273）连接外螺旋定子齿极铁芯（0271）外套设外螺旋线圈（0272），齿极之间的环状轭铁（0273）套设轭铁线圈（0274）构成双外螺旋halbach阵列定子齿极构件（0279），该构件沿转轴方向直线排列构成双外螺旋halbach阵列定子（027），其内套设动子齿极（037），动子齿极是6个片状双螺旋动子单元螺旋排列构成整体双螺旋动子。

【技术特征摘要】
1.双螺旋外部齿极halbach阵列定子构件直排电机（017），定子为沿圆周相对设置的两个外螺旋定子齿极铁芯（0271），由环状轭铁（0273）连接外螺旋定子齿极铁芯（0271）外套设外螺旋线圈（0272），齿极之间的环状轭铁（0273）套设轭铁线圈（0274）构成双外螺旋halbach阵列定子齿极构件（0279），该构件沿转轴方向直线排列构成双外螺旋halbach阵列定子（027），其内套设动子齿极（037），动子齿极是6个片状双螺旋动子单元螺旋排列构成整体双螺旋动子。2.使用时，每个构件构成halbach阵列使两个齿极之间产生磁场，假设仅一层导磁，则磁力线穿过气隙和实体动子齿极单元，形成回路。3.当动子齿极为图3的（033）时，磁力线通过两侧导磁支撑板（0332）形成磁回路；，动子齿极删除导磁材料支撑板（0332）时，就通过比较复杂的漏磁形成磁回路。4.相邻两个构件同时导磁且齿极之间磁方向相反，假设第一层和第二层导磁，磁力线由第一层磁轭汇集到上定子齿极，穿过气隙进入对应动子齿极单元的上齿极（对于实心动子来说，当相邻齿极单元的距离小于动子齿极单元上下...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春，
申请(专利权)人：郑州吉田专利运营有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41