[实用新型]轴向分相具有轴向、径向三维混合磁路的高效磁阻式多功能电机

说明书

技术领域

本实用新型属开关磁阻电机技术领域，特别是涉及一种采用轴向分相，同时具有轴向、径向的三维混合磁路，并兼有电动、发电回馈和电磁制动多功能的高效双凸极变磁阻电机。

背景技术

电动机所耗电能占整个电网的60％以上，随节能减排要求的深入，改善电机功效意义重大，尤其对调速电机控制领域更是如此。

电动汽车作为节能减排的交通工具，已得到世界各国广泛重视，并被公认为节能环保的未来汽车。所包含的任一类电动汽车都需要用电机作为执行机构来驱动车轮行驶。因此改善电机性能、降低成本，是提高各类电动汽车性价比，促使普及推广的首要任务之一。

鉴于汽车行驶多变工况和节能的要求，特别需要电机能同时兼有电动、发电回馈和电磁制动多项功能。且发电回馈与电磁制动相结合的制动过程，类似于现代轿车中的防抱死制动系统ABS及驱动防滑转控制ASR的制动过程，即不仅实现了能量回收，更主要还提高了车辆行驶稳定性和转向操纵性。为此，实用新型人利用开关磁阻电机的双凸极结构和独特的工作原理，先后提出了两项多功能电机的专利技术。

第一项可参考中国专利号为ZL200810062784.5的实用新型专利，所公开的兼有电动、发电回馈和电磁制动功能的可调速旋转电机。

由于电动汽车采用多功能轮毂电机具有传输效率最高、响应直接而最快，使得多种汽车性能优化控制易于实现；并采用轮毂电机不仅节省了大量机械部件成本，减轻汽车自重，还能腾出许多有效空间便于汽车结构布局，有利于降低汽车质心与车身高度。但由于轮毂电机受其结构体积限制，对电机的单位体积功率提出了更高要求。鉴于单相开关磁阻式电机具有单位体积功率高，且结构更简单、坚固可靠，电机与其驱动控制器的综合成本低等优点。为解决单相开关磁阻电机没有自启动功能的最大缺点，提出了在其转子上增加启动绕组，利用直流电机原理启动，而后再按双凸极变磁阻电机原理运行。参考中国专利号为ZL 200920196871.X的实用新型专利，所公开的具有启动绕组的单相开关磁阻式多功能电机。该电机虽然较大地提高了电磁制动效果和其单位体积功率，但单相磁阻电机运行过程中由于存在一定的转矩死区，增加了转矩脉动所引起的电机振动和噪声。也由于转子的启动绕组通电时需要，增加了电刷而存在其相应弊端。

发明内容

为能同时兼顾电机驱动、发电回馈和电磁制动多项功能均能高效发挥，充分提高开关磁阻电机的单位体积功率(即提高磁路利用率)，需设法增加产生磁阻转矩作用的电机定、转子间的气隙磁路面积，尽可能缩短磁路以提高磁通量。并克服前述“具有启动绕组的单相开关磁阻式多功能电机”的转矩脉动大和存在电刷等缺陷，本实用新型提供一种轴向分相具有轴向、径向三维混合磁路的高效磁阻式多功能电机，而且同样具有电机和驱动控制器的综合成本低、电机坚固可靠、效率高等优点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种轴向分相具有轴向、径向三维混合磁路的高效磁阻式多功能电机，所述高效磁阻式多功能电机采用轴向分相的变磁阻双凸极电机，每相同时具有轴向、径向的三维混合磁路，所述高效磁阻式多功能电机包括定子和转子，定子和转子上均布有n个凸极，n为大于5的正整数，每相的定子为具有n个凸极的独立式定子圆盘结构，定子上安装有励磁绕组，每相的转子由具有n个凸极的左右两个转子圆盘和中间的一个具有n个凸极的圆筒构成，所述圆筒的两端与左右两个转子圆盘固定连接，从轴向看，所述转子圆盘与圆筒的各极的凸极距角和凹槽距角分别一致对齐，各相的定、转子再以轴向串接而成。

本实用新型中，极距角包括凸极距角和凹槽距角，所述凸极距角为凸极对应的角度，所述凹槽距角为凹槽对应的角度。

进一步，各相以轴向串接过程中，左右相邻两相之间公用同一个转子圆盘，各相转子的凸极距角均一致对齐，各相定子的凸极距角互为错开(0.5～1.5)θ/m度，其中，θ为极距角，m为相数。

或者是：各相以轴向串接过程中，左右相邻两相的转子圆盘之间由非导磁材料隔开，各相转子的凸极距角均一致对齐，各相定子的凸极距角互为错开(0.5～1.5)θ/m度，其中，θ为极距角，m为相数。

或者是：各相以轴向串接过程中，左右相邻两相的转子圆盘之间由非导磁材料隔开，各相转子的凸极距角互为错开(0.5～1.5)θ/m度，其中，θ为极距角，m为相数，各相定子的凸极距角均一致对齐。

再进一步，所述高效磁阻式多功能电机为轮毂式电机，所述电机为外转子内定子结构。