永磁倍极开关磁阻电动机发电机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种永磁倍极开关磁阻电动机发电机，该发电机包括电机外壳、电机轴伸端、电机非轴伸端及均由硅钢片叠压成的双凸极结构的定子、转子，其特征在于：定子、转子铁芯均由单段二相或单段三相组成，且定子转子铁芯长度和直径相等；第一段定子铁芯包括第一段定子磁轭、第一段定子磁极和第一段定子磁极绕组；第一段定子磁极上装有两套集中或分层的第一段定子磁极绕组，每套绕组相同相位的两个磁极上的电枢绕组串联或并联构成一相；第一段转子铁芯包括第一段转子永磁磁极、第一段转子电枢磁轭、第一段定子电励磁磁极、第一段定子电励磁磁极绕组和第一段转子设有键槽的轴孔。本实用新型专利技术具有节能高效、高速的特点，调速范围大、应用范围广。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于开关磁阻电机领域，尤其涉及一种永磁倍极开关磁阻电动机发电 机。
技术介绍
目前，开关磁阻电机系双凸极的开关型电机，其定子磁极上绕有集中绕组；该电机 按相数分可分为三相、四相和多相开关磁阻电机，其中又以三相6/4、12/8、4相8/6结构居 多，并且定子极数大于转子极数，开关磁阻电机具有结构简单、易于制造、易于调速、运行可 靠、不易损坏、功率因数高、运行效率高、启动转矩大、启动电流小、过载能力强、能重载启动 等优势，同时在高速恒功率区范围宽性能好。由于开关磁阻电机随着相数和极数的增多，步距角就会减小，从而有利于减小转 距脉动，使电机的启动性能、运行稳定性能越好，噪声也越小，电机的振动就越小，但是增加 相数就会增加控制成本，增加极数就使电机磁极面积减小，因此无论增加相数还是增加极 数都将使电机结构复杂、体积增大。与同等功率交流三相电机相比，普通开关磁阻电机比交流三相电机大一个机座 号，高性能开关磁阻电机比交流三相电机大两个机座号，并且交流三相电机只需要简单的 启动运行电气开关，控制成本低，而开关磁阻电机因属于电子开关型，增加相数就意味着增 加电子开关，从而增加了控制成本，其电子开关控制设备依开关磁阻电机的相数不同占开 关磁阻电机成本30 40%，其售价比普通交流电机的售价高3 5倍以上，因此影响了开 关磁阻电机的推广使用和普及。另外，开关磁阻电动机在每相控制通电过程中只能单边励磁，即在一个开关周期 内只能单向供电而流过单向电流，利用正半周一个区域，负半周没有利用；而且在一个极距 范围内虽然有两个区域可以产生转距，但只能利用一个；并且在定子换相过程中，转子极数 不能全部利用，如三相6/4每相通电只能定子用2极、转子用2极、四相8/6每相通电也只 能定转子各用2极，只有三相12/4每次通电定转子才能各用4极，所以造成磁共能面积小， 材料浪费。同时由于转子不是永磁磁极，所以开关磁阻电机在可逆发电时的效率很低仅有 1/3 2/5。目前，世界各国都在研究开关磁阻电机这一新型电机，都在控制技术上采用单片 机控制技术，使其控制有了大的突破，并出现了新型控制专用模块芯片，如DSP芯片，但对 开关磁阻电机本身而言没有什么进展。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种高效能、高启动转距、高功率密度的 永磁倍极开关磁阻电动机发电机。为解决上述问题，本技术所述一种永磁倍极开关磁阻电动机发电机，包括通 过电机地脚固定螺孔置于电机地脚上的电机外壳、电机轴伸端、电机非轴伸端及内置于所 述电机外壳的均由硅钢片叠压成的双凸极结构的定子、转子；所述电机外壳中部设有电机吊环；所述电机轴伸端的两端分别设有前端盖、后端盖，该前端盖与后端盖通过固定螺杆与 所述电机外壳相连；所述后端盖外设风罩，该风罩内设电机风扇；所述前端盖、后端盖分别 通过前轴承、后轴承与所述电机轴伸端相连，其特征在于所述定子、转子铁芯均由单段二 相、单段三相、双段四相或双段六相组成，且定子、转子铁芯长度和直径相等；当所述定子、转子铁芯均为单段二相或单段三相时，所述第一段定子铁芯包括第 一段定子电枢磁轭、第一段定子磁极和第一段定子磁极绕组；所述第一段定子磁极上装有 两套集中或分层的第一段定子磁极绕组，每套绕组相同相位的两个磁极上的电枢绕组串联 或并联构成一相；所述第一段转子铁芯包括第一段转子永磁磁极、第一段转子磁轭和第一 段转子设有键槽的轴孔；当所述定子、转子铁芯均为双段四相或双段六相时，所述第一段定子铁芯包括第 一段定子电枢磁轭、第一段定子磁极和第一段定子磁极绕组；所述第二段定子铁芯包括第 二段定子电枢磁轭、第二段定子磁极和第二段定子磁极绕组；所述第一段定子磁极和第二 段定子磁极上分别装有两套集中或分层的第一段定子磁极绕组和第二段定子磁极绕组，每 套绕组相同相位的两个磁极上的电枢绕组串联或并联构成一相；所述第一段转子铁芯包括 第一段转子永磁磁极、第一段转子磁轭和第一段转子设有键槽的轴孔；所述第二段转子铁 芯包括第二段转子永磁磁极、第二段转子磁轭和第二段转子设有键槽的轴孔。所述第一段转子磁极与所述第二段转子磁极对齐，所述第一段定子磁极与所述第 二段定子磁极互差1/2定子极距角；或所述第一段定子磁极与所述第二段定子磁极对齐， 所述第一段转子磁极与所述第二段转子磁极差开1/2转子极距角。所述单段二相或双段四相的定子极数是转子极数的2倍，且定转子的极数为偶数 组合，即 4/2、8/4、12/6、16/8、20/10、24/12、28/14、32/16、36/18、40/20......Ns//Nr 的组合。所述单段三相或双段六相的定子极数为所述转子极数的3倍，且定转子的极数为 偶数组合，即 6/2、12/4、18/6、24/8、30/10、36/12、42/14……Ns/Nr 的组合。所述电枢可分为外电枢内转子电子驱动方式、内电枢式外转子电子驱动方式、内 电枢内转子电枢旋转方式、内电枢内转子电子驱动方式或机械驱动方式。所述定子外壳为单段一外壳一定子一转子、双段一外壳并且每壳二定子一轴二转 子或双段二外壳并且一外壳一定子、两壳两定子一轴二转子。所述两段转子共用一个电机轴伸端；所述两壳两定子连接于一体或两壳两定子安 装于一个机座上。所述定子铁芯按磁极数分段制成磁轭多段扇形片组装。所述电机风扇与所述后端盖之间或所述第二段转子与所述后端盖之间设有传感ο本技术与现有技术相比具有以下优点1、由于本技术在三相时定子极数为转子极数的3倍、在二相双段时定子 极数为转子极数的2倍，且定转子的极数为偶数组合，因此，本技术突破了传统开 关磁阻电机不能制造多槽多极数的难题，可制造为三相6/2、12/4、18/6、24/8、30/10、36/12、42/14、48/16......或二相 4/2、8/4、12/6、16/8、20/10、24/12、28/14、32/16、36/18、40/20……Ns/X极等的电机。无论定转子怎样变化，在定子每相通电时转子的所有磁极都 能做功，尤其是绕组正负换流使其在一个极距内能两个区域都能做功，解决了现有开关磁5阻电机定子磁极轮流换相导电、转子磁极也轮流换极做功，而轮换不到的则闲置使转子磁 能面积不能充分利用的缺点，使电机的功率将有较大的提高。2、由于本技术中的永磁转子磁极或电励磁转子磁极其极性是固定不变的，而 定子绕组则依转子磁极极性改变定子绕组电流方向，从而改变了定子磁极极性，也就是说 依控制方式来改变定子磁极绕组，既可产生正向电流、也可产生反向电流，这就使控制电路 不但要控制定子绕组换相，而且还要根据定转子磁极相对位置改变定子绕组的电流方向， 从而改变定子磁极的极性，使定转子极性同步；这样在定子绕组开关周期中的两个区域都 得到利用，使其在一个极距范围内，有两个区域都可以利用，在其两个区值内都可以产生转 距，因此大大提高了开关磁阻电动机发电机的功率密度。3、由于本技术中的每相绕组既可采用一路串联或多路串联，也可采用一路并 联或多路并联输出，因此，本技术可以根椐电机技术要求和功率容量、转速来灵活自如 地改变极数及绕组接线。4、现有开关磁阻电机只有三相6/4、四相8/6、三相12/8。因为在理论上有二 相4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁倍极开关磁阻电动机发电机，包括通过电机地脚固定螺孔（１３１）置于电机地脚（１３２）上的电机外壳（１０１）、电机轴伸端（１１８）、电机非轴伸端（１２９）及内置于所述电机外壳（１０１）的均由硅钢片叠压成的双凸极结构的定子、转子；所述电机外壳（１０１）中部设有电机吊环（１２３）；所述电机轴伸端（１１８）的两端分别设有前端盖（１２０）、后端盖（１２５），该前端盖（１２０）与后端盖（１２５）通过固定螺杆（１２１）与所述电机外壳（１０１）相连；所述后端盖（１２５）外设风罩（１３０），该风罩（１３０）内设电机风扇（１２７）；所述前端盖（１２０）、后端盖（１２５）分别通过前轴承（１１９）、后轴承（１２６）与所述电机轴伸端（１１８）相连，其特征在于：所述定子、转子铁芯均由单段二相、单段三相、双段四相或双段六相组成，且定子、转子铁芯长度和直径相等；当所述定子、转子铁芯均为单段二相或单段三相时，所述第一段定子铁芯（１２２）包括第一段定子电枢磁轭（１０２）、第一段定子磁极（１０４）和第一段定子磁极绕组（１０３）；所述第一段定子磁极（１０４）上装有两套集中或分层的第一段定子磁极绕组（１０３），每套绕组相同相位的两个磁极上的电枢绕组串联或并联构成一相；所述第一段转子铁芯（１２４）包括第一段转子永磁磁极（１０５）、第一段转子磁轭（１０６）和第一段转子设有键槽的轴孔（１０７）；当所述定子、转子铁芯均为双段四相或双段六相时，所述第一段定子铁芯（１２２）包括第一段定子电枢磁轭（１０２）、第一段定子磁极（１０４）和第一段定子磁极绕组（１０３）；所述第二段定子铁芯（１３３）包括第二段定子电枢磁轭（１０８）、第二段定子磁极（１１０）和第二段定子磁极绕组（１０９）；所述第一段定子磁极（１０４）和第二段定子磁极（１１０）上分别装有两套集中或分层的第一段定子磁极绕组（１０３）和第二段定子磁极绕组（１０９），每套绕组相同相位的两个磁极上的电枢绕组串联或并联构成一相；所述第一段转子铁芯（１２４）包括第一段转子永磁磁极（１０５）、第一段转子磁轭（１０６）和第一段转子设有键槽的轴孔（１０７）；所述第二段转子铁芯（１３４）包括第二段转子永磁磁极（１１１）、第二段转子磁轭（１１２）和第二段转子设有键槽的轴孔（１１３）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张世清，张红梅，
申请(专利权)人：张世清，
类型：实用新型
国别省市：62[中国|甘肃]