[发明专利]混合气隙模块化定子开关磁阻电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合气隙模块化定子开关磁阻电机，属于电机类的开关磁阻电机领域。

背景技术

普通的开关磁阻电机定子和转子均为凸极结构，其中的定子铁心齿极上绕有集中绕组， 转子是简单的实心迭片结构，无永磁材料和绕组。这种结构简单坚固，可靠耐用，且开关磁 阻电机控制灵活、容错能力强，具有高温和高速适应性等优点，适合应用于先进飞机、汽车和 舰船等领域。

但普通开关磁阻电机的定转子间的气隙一般均为径向气隙，当电机的轴向长度较短时， 由于定子只通过径向气隙对转子产生作用力，电机的输出转矩较小。

同时为了进一步增加开关磁阻电机的容错性能，目前国内外展开了对模块化定子开关磁 阻电机的研究。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种输出转矩大、容错性好、易于启动的混合气隙模块 化定子开关磁阻电机。

本发明的混合气隙模块化定子开关磁阻电机，包括模块化定子铁心、定子线包和转子， 模块化定子铁心有三个磁极，分别为轴向上磁极、轴向下磁极和径向磁极，模块化定子铁心 的轴向上磁极和轴向下磁极均从轴向上与转子正对，形成轴向上气隙和轴向下气隙，模块化 定子铁心的径向磁极从径向上与转子正对，形成径向气隙，每个模块化定子铁心的径向磁极 上均缠绕一个定子线包，相对的两个缠绕在模块化定子铁心上的定子线包串联或并联为一相 绕组。

本发明的混合气隙开关磁阻电机具有如下有益效果：

1、每个模块化定子铁心可以单独绕线，绕线操作易于自动化，且能保证每个定子绕组的 一致性，从而保障电机的性能；

2、省去了普通开关磁阻电机定子的径向轭部分，所以本发明混合气隙模块化定子开关磁 阻电机铁心材料用量少，节省了成本；

3、电机的相间磁路和电路几乎完全独立，隔离能力强，容错性能非常好；

4、上下磁极对转子吸力的轴向分量相互平衡，所以本发明开关磁阻电机的结构消除了传 统轴向气隙电机单边磁拉力不平衡的缺点；

5、由于每个模块化定子的三个磁极对转子产生作用力，所以本发明的开关磁阻电机出力 大，容易启动；

综上，本发明的开关磁阻电机在电动车等各种驱动系统中具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明的混合气隙模块化定子开关磁阻电机的轴向截面结构示意图。

图2是本发明的三相6/4结构混合气隙模块化定子开关磁阻电机的三维结构示意图。

图3是本发明的三相6/4结构混合气隙模块化定子开关磁阻电机的结构俯视图。

图4是本发明的混合气隙模块化定子开关磁阻电机的轴向截面磁路示意图。

图1～图3中标号名称：1、模块化定子铁心；2、定子线包；3、转子。

具体实施方式

本发明的混合气隙模块化定子开关磁阻电机可为三相6/4、四相8/6或三相12/8等结构， 其基本工作原理相同，下面以三相6/4结构为例并结合附图对本发明作进一步说明。

图1所示为本发明的混合气隙模块化定子开关磁阻电机的轴向截面结构示意图，包括模 块化定子铁心1、定子线包2和转子3，模块化定子铁心1有三个磁极，分别为轴向上磁极、 轴向下磁极和径向磁极，模块化定子铁心1的轴向上磁极和轴向下磁极分别从转子轴向上面 和转子轴向下面与转子3正对，形成轴向上气隙和轴向下气隙，即转子3在轴向上磁极和轴 向下磁极间运转；模块化定子铁心1的径向磁极从径向上与转子3正对，形成径向气隙；每 个模块化定子铁心1的径向磁极上均缠绕一个定子线包2，相对的两个缠绕在模块化定子铁 心1上的定子线包2串联或并联为一相绕组。

图2所示为本发明的三相6/4结构混合气隙模块化定子开关磁阻电机的三维结构示意图。 图3是本发明的三相6/4结构混合气隙模块化定子开关磁阻电机的结构俯视图。六个模块化 定子铁心1沿径向相间60°放置，转子3与普通三相6/4结构开关磁阻电机转子结构一样， 为四齿结构，置于模块化定子铁心1的轴向上磁极和轴向下磁极间。相对的两个缠绕在定子 铁心上的定子线包串联或并联为一相绕组，共三相绕组，各相绕组通过外电路连接并在各相 绕组的自感上升期通以电流，磁通依次经过定子铁心的径向磁极、径向气隙、转子、轴向上 (下)气隙、定子铁心的轴向上(下)磁极，形成回路，如图4所示为本发明的混合气隙模 块化定子开关磁阻电机的轴向截面磁路示意图。

本发明中定子铁心的三个磁极分别通过轴向上气隙、轴向下气隙和径向气隙对转子产生 作用力，其中轴向上下磁极对转子吸力的切向分量和径向磁极对转子吸力的切向分量相互叠 加，一起拖动转子运转。