[发明专利]自风冷却转子低转矩脉动磁阻类电机

说明书

技术领域

本发明为一种自风冷却转子低转矩脉动磁阻类电机，包括开关磁阻电机、双凸极电机、感应子电机等，属于电机技术领域。

背景技术

磁阻类电机是通过磁阻的变化来实现机电能量的转换。该类电机主要包括开关磁阻电机、双凸极电机、感应子电机等。以双凸极电机为例，转子采用硅钢片冲制叠压而成，转子上有凸极结构，无绕组，无电刷，因而该型电机具有结构简单、运行可靠的突出优点，尤其适合于高速运行。另外，电励磁双凸极电机还具有其励磁功率相对较低的优点，因此双凸极电机在航空航天、舰船、绿色能源等各个领域的动力系统及电源系统有广泛的应用前景。

但是该类电机也存在转矩脉动相对较高的缺点，在转速较低时严重影响正常运行。研究表明可以通过采用转子斜齿结构来降低转矩脉动，在此称为传统的转子斜齿磁阻类电机，该结构不能提供自风冷却功能。同时，由于该类电机是通过磁阻的变化来实现机电能量的转换，尤其是双凸极电机，其定子、转子的磁通都是交变的，因此它存在明显的涡流损耗，效率相对较低，定子、转子温升明显。这样轻则会影响绕组寿命，重则会损坏绕组。通常的方法是降低绕组电流密度选取、减小导磁体工作磁通密度选取、增大外部散热面积等方法来减小温升，但是这会增大电机的体积重量，造成浪费。这就限制了该类电机的应用范围，尤其是大功率场合的应用。

发明内容

本发明在传统的转子斜齿磁阻类电机的基础上，利用转子凸极齿的结构特点，提出一种具有轴流风机扇叶结构形状自风冷却功能转子、能够有效散除转子热量、低转矩脉动的新型磁阻类电机。该电机的转子凸极齿根据轴流风机结构形状设计，使之具有自风冷却功能，定子凸极齿根据转子凸极齿形状设计，使之产生降低转矩脉动的功能。

利用本发明可以在电机设计时提高绕组电流密度选取、提高导磁体工作磁通密度选取，减小外部散热面积，最大限度地降低电机的体积重量、优化电机的尺寸，节省资源，降低消耗。尤其适合于低转速、大功率的应用场合。

本发明的自风冷却转子低转矩脉动磁阻类电机，包括开关磁阻电机、双凸极电机、感应子电机等，适用于6n/4n极、或8n/6n极、或10n/8n极结构，n为正整数，或其它各种基本结构，此处所谓的各种结构名称描述的是定子及转子上凸极齿的个数，例如：所谓的6/4极是指定子有6个凸极齿，转子有4个凸极齿，等等；同时适用于各种励磁方式，包括电励磁、永磁体励磁及混合励磁，和各种工作方式，包括电动工作及发电工作；同时适用于各种斜齿结构。

以6/4极结构双凸极电机为例。其它结构的磁阻类电机的设计与此完全相同，所不同的仅仅是转子以及定子上凸极齿的个数不一样。

该发明电机除了具有轴流风机扇叶结构形状自风冷却功能转子以外，在(其它)电性能上与传统转子斜齿结构双凸极电机是一致的，从电机横截面上看每一个横截面都是一致的，并且与传统转子斜齿结构双凸极电机的横截面一致。