一种圆柱型转子高速开关磁阻电机制造技术

本发明专利技术公布了一种圆柱型转子高速开关磁阻电机。所述电机由定子、转子和线圈；定子齿数为6，每个定子齿上绕有1个线圈，空间上相差180°两个定子齿上的2个线圈，采用串联或并联方式，连接为一相绕组，共三相；所述转子为圆柱型结构，内部布置有两个［形闭口槽；所述闭口槽均匀布置，相差180°，并将转子划分为三个区域，区域一为1个具有两个齿的凸极转子，区域二包括2个扇形转子块，区域三包括4个磁桥；凸极转子和2个扇形转子块由4个磁桥连接在一起，在转子外圆形成一个光滑连续的圆柱面。本发明专利技术所述电机具有传统6/2极开关磁阻电机的特性，并克服了其死区问题，因此电机起动能力更强，输出性能更优。

【技术实现步骤摘要】
一种圆柱型转子高速开关磁阻电机
本专利技术涉及一种圆柱型转子高速开关磁阻电机，属于电机类的开关磁阻电机

技术介绍
开关磁阻电机定、转子为双凸极结构，转子无绕组和永磁体，具有结构简单坚固、低成本、耐高温和高速适应性强等特点，在航空航天、精密加工、电动汽车等军事和民用领域应用广泛。开关磁阻电机的开关频率和铁心损耗，与转子的齿数呈正比，即随着转子齿数增加，其铁心损耗和开关频率也随之增加。高速或超高速运行时，开关磁阻电机的铁损的增加，导致其效率下降温升变高；另外，开关频率的增加，加剧微处理的计算难度，使得位置角度的捕获精度降低，进一步导致控制失效，电机系发生故障。再之，由于开关磁阻电机转子的凸极结构，使得风损更大，效率下降，并进一步加剧了震动噪声问题。因此，本申请提出了一种圆柱型转子高速开关磁阻电机，转子外圆为一圆柱结构，风阻损耗显著减小；圆柱型转子内部布置有两个［形闭口槽，并将圆柱型转子隔离成1个具有两个齿的凸极转子，2个扇形转子块，4个磁桥；2个扇形转子块空间上相差180°，凸极转子的2个齿空间上相差180°，转子块与凸极转子的齿交替布置，间隔90°；4个磁桥空间上均匀布置，相差90°；4个磁桥将2个转子块和凸极转子的两个齿连接在一起；磁桥的厚度较小，且小于转子块的厚度，其固定转子块和隔离磁路的作用；所述电机具有传统6/2极开关磁阻电机的特性，并克服了6/2极开关磁阻电机的转矩死区问题，起动能力强，输出性能更优。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术的不足，提出一种圆柱型转子高速开关磁阻电机。所述电机由定子、转子和线圈；定子齿数为6，6个齿均匀布置，相差60°，相数为3；每个定子齿上绕有1个线圈，空间上相差180°两个定子齿上的2个线圈，采用串联或并联方式，连接为一相绕组，共三相；所述转子为圆柱型结构，内部布置有两个［形闭口槽，所述闭口槽将转子区分成1个具有两个齿的凸极转子，2个扇形转子块和4个磁桥；所述凸极转子的两个齿空间上均匀分布，相差180°；两个扇形转子块位于凸极转子两个齿之间，且空间上相差180°；4个磁桥空间上均匀分布，相差90°；4个磁桥将凸极转子的两个齿和2个扇形转子块连接在一起，使转子外圆为平滑连续的圆柱面，以减小风阻；所述电机具有传统6/2极开关磁阻电机的特性，并克服了其死区问题，因此本专利技术电机起动能力更强，输出性能更优。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种圆柱型转子高速开关磁阻电机，为三相工作制电机，包括定子、转子和线圈；定子齿数为6，6个齿均匀布置，相差60°；每个定子齿上绕有1个线圈，空间上相差180°两个定子齿上的2个线圈，采用串联或并联方式，连接为一相绕组，共三相；所述转子为圆柱型结构，内部布置有两个［形闭口槽；所述闭口槽均匀布置，相差180°，并将转子划分为三个区域，区域一为1个具有两个齿的凸极转子、区域二包括2个扇形转子块、区域三包括4个磁桥；所述凸极转子的两个齿空间上均匀分布，相差180°；两个扇形转子块位于凸极转子的两个齿之间，且空间上相差180°；4个磁桥空间上均匀分布，空间上相差90°；所述凸极转子和2个所述扇形转子块，由4个磁桥连接在一起，进而在转子外圆形成一个光滑连续的圆柱面；所述磁桥的厚度小于扇形转子块的厚度，所述磁桥具有两个作用：一是固定凸极转子和扇形转子块，增强转子的强度，二是减小凸极转子和扇形转子块间的磁路耦合；所述电机具有传统6/2极开关磁阻电机的相关特性，电感和转矩特性的变化周期一样，并克服了6/2极开关磁阻电机的转矩死区问题；所述电机的控制方式，与传统开关磁阻电机一样，三相绕组轮流导通励磁以产生转矩。本专利技术的有益效果：本专利技术提出了一种圆柱型转子高速开关磁阻电机，采用本专利技术的技术方案，能够达到如下技术效果：（1）转子外表面为圆柱结构，风阻小，适合高速和超高速运行；（2）无转矩死区，起动能力强。附图说明图1是本专利技术圆柱型转子高速开关磁阻电机的二维结构示意图。图2是本专利技术电机转子处于不对齐位置时A相绕组电流产生的磁力线分布示意图。图3是本专利技术电机转子处于对齐位置时A相绕组电流产生的磁力线分布示意图。图4是本专利技术电机的相电感有限元计算结果。图5是本专利技术电机的相转矩有限元计算结果。图6是本专利技术电机的三相合成转矩有限元计算结果。附图标记说明：图1至图6中，1是定子，2是转子，3是绕组，4是转子处于不对齐位置时A相绕组电流产生的磁力线示意图，5是转子处于对齐位置时A相绕组电流产生的磁力线示意图，6是相电感特性曲线，7是相转矩特性曲线，8是三相合成转矩特性曲线，201为扇形转子块，202为凸极转子，203为［形闭口槽，204是磁桥。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术一种圆柱型转子高速开关磁阻电机的技术方案进行详细说明：如图1所示，是本专利技术圆柱型转子高速开关磁阻电机的二维结构示意图，其中，1是定子，2是转子，3是线圈，201为扇形转子块，202为凸极转子，203为［形闭口槽，204是磁桥。所述圆柱型转子高速开关磁阻电机，为三相工作制电机，包括定子、转子和线圈；定子齿数为6，6个定子齿均匀布置，相差60°；每个定子齿上绕有1个线圈，空间上相差180°两个定子齿上的2个线圈，采用串联或并联方式，连接为一相绕组，共三相，分别为A、B、C相；三相绕组在定子6个齿上形成的磁场极性交替分布，即按NSNSNS排列；每相磁路均为两极性磁路，并具有两个对称闭合路径；所述转子为圆柱型结构，内部布置有两个［形闭口槽；所述闭口槽均匀布置，相差180°，并将转子划分为三个区域，区域一为1个具有两个齿的凸极转子、区域二包括2个扇形转子块、区域三包括4个磁桥；所述凸极转子的两个齿空间上均匀分布，相差180°；两个扇形转子块位于凸极转子的两个齿之间，且空间上相差180°；4个磁桥空间上均匀分布，空间上相差90°；所述凸极转子和2个所述扇形转子块，由4个磁桥连接在一起，进而在转子外圆形成一个光滑连续的圆柱面；所述磁桥的厚度小于扇形转子块的厚度，所述磁桥具有两个作用：一是固定凸极转子和扇形转子块，增强转子的强度，二是减小凸极转子和扇形转子块间的磁路耦合；因此，在满足转子强度要求的基础上，磁桥厚度尽可能取小，以最大限度削弱凸极转子和扇形转子块间的磁路耦合；所述电机具有传统6/2极开关磁阻电机的相关特性，电感和转矩特性的变化周期一样，并克服了6/2极开关磁阻电机的转矩死区问题；所述电机的控制方式，与传统开关磁阻电机一样，并采用三相不对称半桥功率变换器驱动，三相绕组依次轮流导通产生转矩，以实现所述电机运行。如图2和图3所示，分别是本专利技术电机转子处于不对齐位置和对齐位置时A相绕组电流产生的磁力线分布示意图。其中，4是转子处于不对齐位置时A相绕组电流产生的磁力线，5是转子处于对齐位置时A相绕组电流产生的磁力线。定义扇形转子块中心与定子齿中心重合时为不对齐位置，即转子位置为零度；凸极转子的齿中心线与定子齿中心线重合时为对齐位置，即转子位置的机械角度为90°。在不对齐位置，A相绕组电流产生的磁场呈两极性分布，磁路包括两个闭合回路，每个回路均经过定子齿、气隙、扇形转子块、闭口槽、凸极转子、闭口槽、扇形转子块、气隙和定子齿形成闭合回路，此时磁路磁阻最大，相电感最小；在对齐位置，A相绕组电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种圆柱型转子高速开关磁阻电机，为三相工作制电机，包括定子、转子和线圈；其特征在于，定子齿数为6，6个定子齿均匀布置，空间上相差60°；每个定子齿上绕有1个线圈，空间上相差180°两个定子齿上的2个线圈，采用串联或并联方式，连接为一相绕组，共三相；所述转子为圆柱型结构，内部布置有两个［形闭口槽；所述闭口槽均匀布置，相差180°，并将转子划分为三个区域：区域一为1个具有两个齿的凸极转子，区域二包括2个扇形转子块，区域三包括4个磁桥；所述凸极转子的两个齿空间上均匀分布，相差180°；两个扇形转子块位于凸极转子的两个齿之间，且空间上相差180°；4个磁桥空间上均匀分布，空间上相差90°；所述凸极转子和2个所述扇形转子块，由4个磁桥连接在一起，进而在转子外圆形成一个光滑连续的圆柱面；所述磁桥的厚度小于扇形转子块的厚度，所述磁桥具有两个作用：一是固定凸极转子和扇形转子块，增强转子的强度，二是减小凸极转子和扇形转子块间的磁路耦合；所述三相绕组依次轮流导通，产生转矩，以实现所述电机运行。

【技术特征摘要】
1.一种圆柱型转子高速开关磁阻电机，为三相工作制电机，包括定子、转子和线圈；其特征在于，定子齿数为6，6个定子齿均匀布置，空间上相差60°；每个定子齿上绕有1个线圈，空间上相差180°两个定子齿上的2个线圈，采用串联或并联方式，连接为一相绕组，共三相；所述转子为圆柱型结构，内部布置有两个［形闭口槽；所述闭口槽均匀布置，相差180°，并将转子划分为三个区域：区域一为1个具有两个齿的凸极转子，区域二包括2个扇形转子块，区域三包括4个磁桥；所述凸...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘泽远，蔡骏，魏明霞，
申请(专利权)人：南京埃克锐特机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32