[发明专利]永磁磁通抑制转矩脉动开关磁阻电机

说明书

技术领域

本发明涉及永磁磁通抑制转矩脉动开关磁阻电机，属于电机领域。

背景技术

开关磁阻电机由于存在结构简单、控制方便、可靠性能高、成本低等优点，现已得到各行各业的重视和认可。而开关磁阻电机同时又存在转矩脉动大、噪音高的缺点，使得开关磁阻电机的应用受到一定的限制，因此抑制开关磁阻电机的转矩脉动成为开关磁阻电机研究的重要方向。已有的开关磁阻电机转矩脉动抑制方法主要有：电机本体参数优化，包括极弧系数优化、短磁路结构、定转子齿数配合等方面；新型控制策略，包括转矩分配、迭代学习以及现代控制理论等方面。无论使用现有的哪种方法转矩脉动抑制效果都不明显，并存在一定的局限性。

发明内容

本发明的目的是解决现有方法抑制开关磁阻电机转矩脉动效果不明显的问题，提供了永磁磁通抑制转矩脉动开关磁阻电机。

本发明包括定子和转子，定子位于转子的外部，定子包括圆环形的定子铁芯和定子齿，转子包括转子铁芯和转子齿，定子铁芯的内圆表面均布有定子齿，转子铁芯的外圆表面均布有转子齿，定子与转子之间留有气隙，定子的轴心线与转子的轴心线相重合，

永磁磁通抑制转矩脉动开关磁阻电机还包括两块长条形的永磁体，所述两块永磁体在定子铁芯中沿径向对称镶嵌，永磁体设置定子铁芯中与定子齿槽径向对应的区域内，永磁体产生的磁通方向与定子绕组励磁产生的磁通方向一致，并且所述定子绕组产生磁场覆盖所述永磁体。

本发明的优点：定子绕组不通电时，永磁体与定子铁芯形成回路，对电机转子不产生转矩。定子绕组通电后，永磁体产生的转矩为由负变正，永磁体产生的转矩为负时抑制转矩波峰，永磁体产生的转矩为正时补偿转矩波谷，开关磁阻电机输出的转矩平稳，有效的抑制了开关磁阻电机的转矩脉动。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图；图2是A相通电，且A相定子齿与转子齿完全相对时的磁通路径示意图；图3是B相开始通电时刻的磁通路径示意图；图4是B相通电转子转动小角度时的磁通路径示意图；图5是B相通电转子转动大角度时的磁通路径示意图；图6是B相通电，且B相定子齿与转子齿完全相对时的磁通路径示意图，图7是相绕组励磁产生的转矩曲线图，图8是永磁体产生的转矩曲线图，图9是相绕组励磁产生的转矩与永磁体产生的转矩合成的转矩曲线图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式包括定子和转子，定子位于转子的外部，定子包括圆环形的定子铁芯1和定子齿2，转子包括转子铁芯3和转子齿4，定子铁芯1的内圆表面均布有定子齿2，转子铁芯3的外圆表面均布有转子齿4，定子与转子之间留有气隙6，定子的轴心线与转子的轴心线相重合，

永磁磁通抑制转矩脉动开关磁阻电机还包括两块长条形的永磁体5，所述两块永磁体5在定子铁芯1中沿径向对称镶嵌，永磁体5设置定子铁芯1中与定子齿槽径向对应的区域内，永磁体5产生的磁通方向与定子绕组励磁产生的磁通方向一致，并且所述定子绕组产生磁场覆盖所述永磁体5。

开关磁阻电机的定子、转子均为凸极结构，定子齿2与转子齿4的齿数比为6∶4，永磁体5的径向长度小于定子铁芯1的圆环宽度。

下面结合一个具体的实施例说明本发明装置的工作原理，参见图1，定子齿2的数量为6个，转子齿4的数量为4个，在电机绕组未通电的情况下，永磁体5与定子铁芯1形成的磁路如图1所示，该磁通不通过定子齿2和气隙6，即不会对电机的转子形成转矩，和普通的开关磁阻电机不通电的情况相同。

当A相绕组通电，且A相定子齿2与转子齿4完全相对时的磁路如图2所示，A相绕组通电产生的磁通路径为：A相定子齿2→气隙6→转子齿4→转子铁芯3→气隙6→A′相定子齿2→定子铁芯1→A相定子齿2，永磁体5产生的磁通路径为：永磁体5的N极→定子铁芯1→A相定子齿2→气隙6→转子齿4→转子铁芯3→气隙6→A′相定子齿2→定子铁芯1→永磁体5的S极。A相绕组通电产生的磁通方向与永磁体5的永磁磁通方向是一致的，因此，A相绕组励磁磁势和永磁体5产生的磁势进行叠加。

A相定子齿2与转子齿4完全相对的时刻过后，A相绕组断电，B相绕组开始通电。B相绕组开始通电时刻的磁通路径如图3所示：B相定子齿2→气隙6→转子齿4→转子铁芯3→气隙6→B′相定子齿2→定子铁芯1→B相定子齿2，永磁体5产生的磁通路径为：永磁体5的N极→定子铁芯1→A相定子齿2→气隙6→转子齿4→转子铁芯3→气隙6→A′相定子齿2→定子铁芯1→永磁体5的S极，永磁体5产生的磁通路径没有发生变化。