混合短磁路开关磁阻电机及其转子结构制造技术

本实用新型专利技术公开一种混合短磁路开关磁阻电机及其转子结构，其中该混合短磁路开关磁阻电机的定子部分包括多个定子段及放置在各个定子段间的第一永磁体，各个定子段两侧的第一永磁体极性相反；励磁绕组放置于各个定子段的定子槽中；其转子部分包括转子体、安装在转字体上的多个环形转子段以及第二永磁体，该第二永磁体放置在环形转子段与转子体的安装部位的开口处，并与环形转子段轭部形成回字形结构。本实用新型专利技术可以增大变磁阻电机旋转力，提高能量密度，减小振动，在同等输出扭矩要求下，其尺寸更小。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电机，尤其涉及一种混合励磁的短磁路开关磁阻电机及其转子结构。
技术介绍
开关磁阻电机是一种新型调速电机，调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点，是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的最新一代无极调速系统。它的结构简单坚固，调速范围宽，调速性能优异，且在整个调速范围内都具有较高效率，系统可靠性高。通常开关磁阻电机包括一个安装在机座内的定子和一个相对于定子旋转的转子， 定子和转子上有按照一定间距间隔开的突出磁极，定子和转子的磁极数以一定的规律相对放置。当转子试图旋转到使磁路磁阻最小化的位置或定子绕组电感最大化的位置时，开关磁阻电机就会有磁阻力并产生转矩。当定子相对相位绕组通以电流，就会定子磁极内建立磁场，当转子在这个磁场下旋转时，由于磁路磁阻的变化，转子上将产生力，而这个力并不是全部为有效力(对于旋转式电机，有效力为沿圆周切线方向之力)，这个力分为径向力和旋转力(此处以“旋转力”表示圆周切线方向的力)，在这个力中，只有圆周切线方向的旋转力用以工作，驱动转子旋转， 而径向力对转子的工作并没有贡献。为提高开关磁阻电机的体积能量比，中国专利技术专利短磁路混合励磁开关磁阻电机(专利申请号200510010551. 7)和混合励磁分块定、转子开关磁阻电机(专利申请号201010102M6.X)分别采用混合励磁磁路的方式，其中在所述专利申请号为 201010102546. X的专利技术专利中采用分段定子式混合短磁路形式的技术方案来减少磁路损耗，该专利技术虽利用了短磁路，但是由于线圈安装在定子轭上，使得漏磁增加，另外，这两种技术方案虽然采用了短磁路，却都没有考虑到对磁路的处理，而且永磁体放置于槽口，存在消磁或者充磁的现象，影响到电磁的使用寿命，进而影响到电机的性能，本质上，和传统开关磁阻电机的工作方式基本一样，都具有径向力和旋转力之比偏大的问题，而过大的径向力会造成严重的振动与噪声问题。
技术实现思路
本技术解决的技术问题是提供一种混合短磁路开关磁阻电机及其转子结构， 以提高旋转力、减小径向力、降低制造成本、提高容错能力。为解决上述问题，本技术采用如下技术方案一种混合短磁路开关磁阻电机，包括有定子部分、转子部分和励磁绕组，其中所述定子部分包括多个定子段及放置在各个定子段间的第一永磁体，各个定子段两侧的第一永磁体极性相反；励磁绕组放置于各个定子段的定子槽中；转子部分包括转子体、安装在转字体上的多个环形转子段以及第二永磁体，该第二永磁体放置在环形转子段与转子体的安装部位的开口处，并与环形转子段轭部形成回字形结构。其中，各个定子段槽口放置有抗磁性材料制成的隔磁块。其中，定子段可为C型定子段或其他类型的定子段。其中，定子段及环形转子段均可由软磁材料制作的薄片叠压而成。一种混合短磁路开关磁阻电机的转子结构，其包括转子体；安装在该转字体上的多个环形转子段以及第二永磁体，该第二永磁体放置在环形转子段与转子体的安装部位的开口处，并与环形转子段轭部形成回字形结构。其中，环形转子段可由软磁材料制作的薄片叠压而成。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果本技术的混合短磁路开关磁阻电机，其定子部分包括多个定子段及放置在各个定子段间的第一永磁体，各个定子段两侧的第一永磁体极性相反；励磁绕组放置于各个定子段的定子槽中；其转子部分包括转子体、安装在转字体上的多个环形转子段以及第二永磁体，该第二永磁体放置在环形转子段与转子体的安装部位的开口处，并与环形转子段轭部形成回字形结构，当空载时，定子部分的第一永磁体和转子部分的第二永磁体产生的磁场分别通过转子段和定子段形成回路，不产生工作力；当负载时，励磁绕组通电，产生磁通，迫使定子部分第一永磁体产生的磁场改道通过转子形成回路，磁通通过转子段时，破坏转子段上固有的第二永磁体的闭合回路，一部分与转子段上的第二永磁体产生的磁通形成闭合回路，同时产生旋转力，由于回字形结构的转子迫使来自定子段组件的磁场沿着转子圆柱外层通过，增大旋转力的同时也有利于减小径向力，且采用回字形结构使得转子磁路磁阻具有柔性变化的特征，与传统转子相比，其有利于减少扭矩波动和振动，另外，第一永磁体用于定子段组件之间，容易安装，而且受绕组影响小，漏磁也同时减少，因此拥有更大的能量密度，更小的振动噪声，而且与现有技术的电机相比，在同等输出扭矩要求下，本技术拥有更高的能量密度，更小的体积。而且方面安装，制造成本也得到很大降低。附图说明图1是本技术第一具体实施例的8/6开关磁阻电机结构示意图；图2A是根据本技术第一具体实施例开关磁阻电机采用的标准C型定子段结构示意图；图2B是根据本技术第一具体实施例开关磁阻电机采用的转子段结构示意图；图3是本技术第二具体实施例的8/6开关磁阻电机结构示意图；图4是本技术第三具体实施例的8/6开关磁阻电机结构示意图；图4A是根据本技术第三具体实施例开关磁阻电机采用的定子段结构示意图；图4B是根据本技术第三具体实施例开关磁阻电机采用的转子段结构示意图；图5是本技术第四具体实施例的外转子8/6开关磁阻电机结构示意图。具体实施方式本技术核心在于采用破坏、然后重建的思想，对磁路重新进行布置，与现有技术相同，本技术的混合短磁路开关磁阻电机包括有定子部分、转子部分和励磁绕组，但关键地，本技术中定子部分包括多个定子段及放置在各个定子段间的第一永磁体，各个定子段两侧的第一永磁体极性相反；励磁绕组放置于各个定子段的定子槽中。而转子部分包括转子体、安装在转字体上的多个环形转子段以及第二永磁体，该第二永磁体放置在环形转子段与转子体的安装部位的开口处，并与环形转子段轭部形成类似于“回”字形的结构(下述简称为回字形结构)。这样，当空载时，定子部分的第一永磁体和转子部分的第二永磁体产生的磁场分别通过转子段和定子段形成回路，不产生工作力；而当负载时，励磁绕组通电，产生磁通，迫使定子部分第一永磁体产生的磁场改道通过转子形成回路，磁通通过转子段时，破坏转子段上固有的第二永磁体的闭合回路，一部分与转子段上的第二永磁体产生的磁通形成闭合回路，同时产生旋转力，由于转子段磁阻实际上是变化的，随着绕组电流的增加，对于绕组和定子段的永磁体磁场来说，转子段的磁阻将逐渐变小，使得产生的力矩更加平稳。也同时消除了永磁体对绕组的影响，也避免绕组对永磁体消磁或者充磁的副作用，经久耐用，能够广泛应用于电动汽车等电驱动系统，下面以优选实施例进行说明。参考图1，本实施例为四相标准C型定子8/6结构开关磁阻电机，四相励磁线圈为 A1-A2，B1-B2, C1-C2，D1-D2，该开关磁阻电机具体包括励磁绕组1、标准C型定子段2、永磁体3(分为定子部分的第一永磁体及转子部分的第二永磁体)、极靴极尖4、隔磁块5、环形转子段6、机座突出块7、轴心8及转子体9。需要说明的，本实施例中转子部分的永磁体3(即第二永磁体)放置在环形转子段 6与转子体9的安装部位的开口处，并与环形转子段6轭部形成回字形结构。通过所述的回子形结构可让通过其上的磁路与转子圆柱面相切，永磁体3的极性布置参见图1中标注所示。上述结构使得在转子靠近定子极靴极尖4时，旋转力增大，径向力减少；另外，实验结果也显示，转子段组件的两侧面靠近外表本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种混合短磁路开关磁阻电机，包括有定子部分、转子部分和励磁绕组，其特征在于，所述定子部分包括多个定子段及放置在各个定子段间的第一永磁体，各个定子段两侧的第一永磁体极性相反；励磁绕组放置于各个定子段的定子槽中；转子部分包括转子体、安装在转字体上的多个环形转子段以及第二永磁体，该第二永磁体放置在环形转子段与转子体的安装部位的开口处，并与环形转子段轭部形成回字形结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周智庆，何嘉颖，
申请(专利权)人：周智庆，
类型：实用新型
国别省市：81