一种开关磁阻发电机及其转子、转子冲片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种开关磁阻发电机的转子冲片、转子及含有其开关磁阻发电机，所述转子冲片为凸极转子冲片，凸极转子冲片的转子齿中轴线向右倾斜。本实用新型专利技术在开关磁阻发电机的本体结构上进行优化，在保证开关磁阻发电机其他尺寸参数不变前提下，将转子齿的中轴线向右倾斜，既在保证转子极弧形状与弧长未发生改变的前提下，以转子冲片中心为圆心，将转子齿中轴线向右旋转，并使得转子齿变为非对称形状，通过优化开关磁阻发电机的转子齿，达到优化开关磁阻发电机的相电感曲线并提升开关磁阻发电机效率性能的目的，进一步克服了开关磁阻发电机应用于发电领域，与其他高效电机相比的不足，对于推广开关磁阻发电机在发电领域的应用，有重要意义。

A Switched Reluctance Generator and Its Rotor and Rotor Blanking

The utility model discloses a rotor punch of a switched reluctance generator, a rotor and a switched reluctance generator containing the rotor punch. The rotor punch is a salient pole rotor punch, and the axis of the rotor tooth of the salient pole rotor punch is inclined to the right. The utility model optimizes the main structure of the switched reluctance generator, obliquely inclines the central axis of the rotor teeth to the right under the premise that other dimensions and parameters of the switched reluctance generator remain unchanged. On the premise that the arc shape and arc length of the rotor pole remain unchanged, the central axis of the rotor teeth rotates to the right with the center of the rotor punch as the center, and makes the rotor teeth asymmetric. By optimizing the rotor teeth of SRG, the phase inductance curve of SRG can be optimized and the efficiency performance of SRG can be improved. The shortcomings of SRG applied in power generation field can be overcome further. It is of great significance to popularize the application of SRG in power generation field.

【技术实现步骤摘要】
一种开关磁阻发电机及其转子、转子冲片
本技术涉及电机领域，特别是涉及一种开关磁阻发电机及其转子、转子冲片。
技术介绍
效率的提高始终为一重要的课题，在能源日益缺乏的今天，提高效率更是具有十分重要的意义。而发电效率的提高意味着资源被更充分的利用。对当今社会的经济生活来说，各种资源就是发展的血液。开关磁阻发电机是结构最简单电机之一，具有双凸极结构，并且定转子铁芯由硅钢片叠压构成。电机转子上没有绕组，电机也不含有永久磁铁，因此开关磁阻发电机具有结构简单、坚固等特性，高速运行能力较好。集中绕组处于开关磁阻发电机定子中，各项绕组与磁路相互独立，容错性好。由于具有结构简单，易于控制，容错性能良好等特点，开关磁阻发电机已经引起广泛关注，并且在发电领域具有广阔前景。在世界能源问题日渐突出的今天，提高设备效率不失为一种现实选择。同时由于风力、水利发电等对于发电机的要求，提高开关磁阻发电机的效率有着重要意义。目前开关磁阻发电机的应用尚不如开关磁阻电动机广泛，应用于发电领域，利用开关磁阻发电机发电的研究尚不成熟，很多问题有待解决，尚有很大提升空间。目前对开关磁阻发电机优化领域的研究大多基于电机控制方法实现，而对电机本体的相关研究较少。因此，如何能创设一种从开关磁阻发电机本体优化设计入手且可以提高发电效率的开关磁阻发电机，成为当前业界亟需改进的目标。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是从开关磁阻发电机本体出发，提供一种可提高发电效率的开关磁阻发电机及其转子、转子冲片。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：一种开关磁阻发电机的转子冲片，为凸极转子冲片，所述凸极转子冲片的转子齿中轴线向右倾斜。作为本技术进一步地改进，所述凸极转子冲片的转子齿左右两侧边平行且高度相等。进一步地，所述凸极转子冲片的转子齿的中轴线向右倾斜为：在常规以中轴线对称设置的转子齿的基础上，保证所述转子齿的极弧形状与弧长不变的前提下，以凸极转子冲片的中心为圆心，将转子齿中轴线向右旋转，并使得转子齿变为非对称形状。进一步地，所述转子齿中轴线向右倾斜的角度为0.5-5°。一种开关磁阻发电机的转子，由上述的转子冲片叠压而成。一种开关磁阻发电机，包括凸极定子、绕组，还包括上述的开关磁阻发电机的转子，所述凸极定子与转子同心。由于采用上述技术方案，本技术至少具有以下优点：1、本技术对开关磁阻发电机的转子齿形状进行了优化，使转子齿的中轴线向右倾斜，达到优化了开关磁阻发电机的相电感曲线，使得开关磁阻发电机的相电感在相电感曲线的下降段的变化率增大，在开关磁阻发电机其他结构及控制策略不变的情况下，增大了开关磁阻发电机的发电转矩及发电功率，达到了提升开关磁阻发电机效率的目的。2、本技术进一步克服了开关磁阻发电机应用于发电领域，与其他高效电机相比的不足，对于推广开关磁阻发电机在发电领域的应用，如可使开关磁阻发电机更广泛地用于风力发电等新能源领域，具有重要意义。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明上述仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。图1是常规开关磁阻发电机的定转子冲片结构图；图2是常规开关磁阻发电机的转子冲片结构图；图3是常规开关磁阻发电机的相电感与定转子齿位置关系图；图4是本技术优化转子齿后的开关磁阻发电机定转子冲片结构图；图5是本技术优化转子齿后的开关磁阻发电机转子冲片结构图；图6是本技术优化后的开关磁阻发电机相电感与定转子齿位置关系图。具体实施方式开关磁阻发电机的定子、转子间的相对运动产生磁阻的变化，绕组通电所产生的磁场在电机中的分布必须遵循“最小磁阻原则”，即电机中磁通必须要沿着磁阻最小的路径闭合。开关磁阻的电磁转矩为：其中，Tem是转矩，i是相绕组电流，是绕组相电感的变化率。在发电模式下，开关磁阻发电机受原动机拖动运行。仍然依据“磁路最短原则”，电磁转矩与驱动转矩相反，此时机械能转化为磁能，并存储于磁场中。当主电路开关断开后，相电流将通过二极管续流，绕组内电流方向未发生改变，此时将电源极性改为与励磁时电源极性相反，则磁场中储能被释放出来，并转化为电能回馈电源，实现了以磁场为媒介的机械能与电能之间的转化过程。机械能与电能间的转化过程可以通过控制绕组通电时机实现，即根据转子位置控制主开关的通断即可控制电磁转矩的正负。当电流在相电感的下降半周之间出现时，因为θ<0，则Tem<0，即产生了负的电磁转矩，保证此时电机是吸收了机械能，输出了电能，此时电机运行在发电机状态。常规开关磁阻发电机，包括凸极定子、绕组及凸极转子，定子及转子结构均由冲片压叠而成。请参照图1-2所示。常规开关磁阻的定转子为双凸极结构，包括凸极定子冲片11，凸极转子冲片12，凸极转子冲片12的转子齿121，以转子齿121的中心线(中轴线)为参考，两侧对称。请参照图3所示。图中θon指各相主开关器件导通时刻的定转子齿相对角度，而θoff指各相主开关器件关断时刻定转子齿相对角度。基于开关磁阻发电机的电感变化，发电过程分为五个阶段：第一阶段，θon到θ3，这一阶段相电感逐渐变大，根据公式(1)，Tem>o，即产生电动转矩，电能大部分转化为磁场储能；第二阶段，θ3到θ4，此时由于电感为最大值，因此Tem＝0，继续吸收电能转化为磁场储能；第三阶段，θ4到θoff，电感逐渐减小，因而根据式(1)，Tem<0，即产生制动转矩，继续吸收电能转化为磁场储能。第四阶段，θoff到θ5，Tem<0，产生制动转矩，吸收机械能转化为电能；第五阶段，Tem＝0，磁场能量转化为电能。由上述可见，开关磁阻发电机的发电转矩，除了跟电流i的平方成正比外，还与相电感的成正比。增大开关磁阻发电机的相电感下降段的值，等效增大了开关磁阻发电机的发电机转矩Tem。请参照图4、5、6所示。图4是开关磁阻发电机转子齿优化后的定转子冲片图，其中，定子冲片21与常规开关磁阻发电机的定子冲片11一样，转子齿优化后的转子冲片22，以常规开关磁阻发电机转子冲片的转子齿为参照，对电机转子齿进行倾斜处理。在保证开关磁阻发电机其他尺寸参数不变前提下，将转子齿的中轴线向右倾斜，既在保证转子极弧形状与弧长未发生改变的前提下，以转子冲片22中心为圆心，将转子齿中轴线向右旋转，并使得转子齿变为非对称形状，优化后，转子齿221左右两侧边平行且高度相等，但左右两侧非对称。请参照图6所示。曲线1为常规开关磁阻发电机的相电感曲线，曲线2为转子齿优化后的相电感曲线。开关磁阻发电机转子冲片的转子齿向右倾斜后，与常规开关磁阻发电机的相电感曲线1相比，优化后的相电感曲线2，其峰值Lmax、最小值Lmin不变，而相电感的峰值位置向右偏移。转子齿优化后，相电感曲线下降段的值变大，在相电流i一样的条件下，优化后的开关磁阻发电机的发电转矩Tem增大，Tem增大，开关磁阻发电机的输出功率增大，而相电流不变，发电机的损耗不变，从而开关磁阻发电机的效率得到提升。优化转子齿后的开关磁阻发电机，转子齿向右倾斜的角度，与对应的相电感曲线相对于常规开关磁阻发电机电感峰值向右倾斜的角度一样。本实施方案中，开关磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关磁阻发电机的转子冲片，其特征在于，为凸极转子冲片，所述凸极转子冲片的转子齿中轴线向右倾斜。

【技术特征摘要】
1.一种开关磁阻发电机的转子冲片，其特征在于，为凸极转子冲片，所述凸极转子冲片的转子齿中轴线向右倾斜。2.根据权利要求1所述的开关磁阻发电机的转子冲片，其特征在于，所述凸极转子冲片的转子齿左右两侧边平行且高度相等。3.根据权利要求1所述的开关磁阻发电机的转子冲片，其特征在于，所述凸极转子冲片的转子齿的中轴线向右倾斜为：在常规以中轴线对称设置的转子齿的基础上，保证所述转子齿的极弧形状与弧长不变的前提下...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖珊彩，
申请(专利权)人：北京英孚莱特动力技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11