[发明专利]脉动转矩补偿结构多相磁阻电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种多相磁阻电机。

背景技术

传统的开关磁阻电机的定子和转子均为凸极结构，如图1所示。通过对开关磁阻电机中的定子励磁绕组依次通电，使定子极与转子极相互作用进而产生转矩。由于转子上既没有绕组，也没有永磁体，因此这种电机的结构简单、坚固、运行可靠、成本低，适合高速运行。但是由于定子和转子均为普通的双凸极直齿结构，在换相点处的气隙磁导变化率高，定子和转子所受到的切向力和径向力大，因此使定子径向变形大，电机的转矩脉动大，且运行时振动与噪声均较大；而且定子铁芯的局部磁通饱和严重，电机的最大转矩小，铜耗大、效率低。

发明内容

本发明为了解决现有开关磁阻电机存在的转矩脉动大、振动和噪声较大，电机的输出转矩小、效率低的问题，而提出的脉动转矩补偿结构多相磁阻电机。

脉动转矩补偿结构多相磁阻电机，它包括定子组件和转子组件；定子组件由定子铁芯、定子励磁绕组槽和定子励磁绕组组成；转子组件由转子铁芯、转子铁芯主齿和转子铁芯辅助齿组成；所述定子铁芯和转子铁芯均采用凸极结构；定子铁芯的内表面沿轴向方向开设有多个定子励磁绕组槽，所述多个定子励磁绕组槽沿定子铁芯的内表面的圆周方向均匀分布；所述定子励磁绕组嵌放在定子励磁绕组槽内，所述定子励磁绕组采用多相集中整距绕组，每相绕组由k个线圈串联组成；其中k为正整数；所述转子铁芯的外表面沿轴向方向设置有多个齿槽，所述多个齿槽形成多个转子铁芯主齿和多个转子铁芯辅助齿；所述多个转子铁芯主齿和多个转子铁芯辅助齿沿转子铁芯外表面圆周方向依次间隔排列；所述定子铁芯内表面通过多个定子励磁绕组槽形成多个定子齿；所述多相磁阻电机的定子齿的数量为2km，转子铁芯主齿的数量为2k，其中m为所述多相磁阻电机的相数且m≥3；转子铁芯主齿的宽度所对应的圆心角为θ1，θ1＜360°(m-2)/2km；转子铁芯辅助齿的宽度所对应的圆心角为θ2，定子励磁绕组槽的宽度所对应的圆心角为θs；所述转子铁芯辅助齿的宽度所对应的圆心角为θ2与转子铁芯主齿的宽度所对应的圆心角θ1和定子励磁绕组槽的宽度所对应的圆心角θs之间满足如下三个关系式：θ2＜θ1；[2θs-(360°/2m-θ1)]/k＜θ2＜[2θs+(360°/2m-θ1)]/k；θ1+θ2＞360°/2km。

本发明具有转矩脉动小，振动小，噪声低，输出转矩大，电机效率高的优点。通过在转子铁芯4上增加转子铁芯辅助齿6并采取相应的驱动控制方法，有效地降低电机的转矩脉动、振动和噪声，提高电机的输出转矩和效率。本发明所述电机既可以作为电动机使用，也可以作为发电机使用。

附图说明

图1为传统开关磁阻电机的结构示意图；图2为具体实施方式一的纵剖视图；图3为具体实施方式二的纵剖视图；图4为具体实施方式三的纵剖视图；图5为具体实施方式四的纵剖视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图2说明本实施方式，本实施方式包括定子组件和转子组件；定子组件由定子铁芯1、定子励磁绕组槽2和定子励磁绕组3组成；转子组件由转子铁芯4、转子铁芯主齿5和转子铁芯辅助齿6组成；所述定子铁芯1和转子铁芯4均采用凸极结构；定子铁芯1的内表面沿轴向方向开设有多个定子励磁绕组槽2，所述多个定子励磁绕组槽2沿定子铁芯1的内表面的圆周方向均匀分布；所述定子励磁绕组3嵌放在定子励磁绕组槽2内，所述定子励磁绕组3采用多相集中整距绕组，每相绕组由k个线圈串联组成；其中k为正整数；所述转子铁芯4的外表面沿轴向方向设置有多个齿槽，所述多个齿槽形成多个转子铁芯主齿5和多个转子铁芯辅助齿6；所述多个转子铁芯主齿5和多个转子铁芯辅助齿6沿转子铁芯4外表面圆周方向依次间隔排列；所述定子铁芯1内表面通过多个定子励磁绕组槽2形成多个定子齿；所述多相磁阻电机的定子齿的数量为2km，转子铁芯主齿5的数量为2k，其中m为所述多相磁阻电机的相数且m≥3；转子铁芯主齿5的宽度所对应的圆心角为θ1，θ1＜360°(m-2)/2km；转子铁芯辅助齿6的宽度所对应的圆心角为θ2，定子励磁绕组槽2的宽度所对应的圆心角为θs；所述转子铁芯辅助齿6的宽度所对应的圆心角为θ2与转子铁芯主齿5的宽度所对应的圆心角θ1和定子励磁绕组槽2的宽度所对应的圆心角θs之间满足如下三个关系式：θ2＜θ1；[2θs-(360°/2m-θ1)]/k＜θ2＜[2θs+(360°/2m-θ1)]/k；θ1+θ2＞360°/2km。