[实用新型]低转矩脉动双凸极电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种低转矩脉动双凸极电机，属于电机制造技术领域。

背景技术

电机是传动系统中必不可少的重要部分，性能优越的电机可以使整个传动系统有更广阔的应用前景。双凸极电机是一类比较独特的电机，其定子和转子都采用凸极结构磁极明显可辨，常见的双凸极电机包括开关磁阻电机、双凸极永磁电机、磁通切换永磁电机、混合励磁开关磁链电机等；还有其他形式的双凸极电机，它们的定子和转子均由硅钢片叠压而成，双凸极电机由于具有结构简单、成本低、可靠性好、制造方便、效率高、调速范围广等优点被广泛地推广应用。但是，此类双凸极结构的电机使输出转矩存在脉动分量，继而产生振动和噪声，导致电机运行恶化，进而影响整个系统的控制性能，转矩脉动过大时会严重影响电机的性能，甚至造成电机无法正常工作。因此，高性能电机必须尽可能地削弱转矩脉动，目前主要是通过改进控制器或控制策略来实现削弱转矩脉动的目的，虽然在一定程度上实现了减小转矩脉动的目的，但还是增加了控制器的复杂程度，同时增加了电机的制造成本，影响了电机结构的设计。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种低转矩脉动双凸极电机，是一种改进双凸极电机本体的设计方案，通过合理地选择电机的定子和转子的极对数，能有效地削弱转矩脉动的双凸极电机的定子和转子极对数，产品具有设计科学合理，机械效率高等特点。

下面结合说明书附图标记详细描述本实用新型的具体技术内容。

一种低转矩脉动双凸极电机，为双凸极电机，包括电机的定子和转子，其所述的定子布置在所述转子的外部或内部，所述定子包括定子铁芯1和数个定子齿2，所述转子包括转子铁芯3和转子齿4，其中，所述定子铁芯1为圆环形，在它的内圆表面均布所述的定子齿2，在所述定子齿2上绕有集中绕组5，所述转子铁芯3的外圆表面均布有转子齿4，所述转子上没有绕组、永磁体、和滑环，所述定子与转子之间留有气隙6，所述定子的轴心线与所述转子的轴心线相重合，所述定子与转子的极数关系为：定子极数N_s等于4倍的电机相数m，转子极数N_r等于电机相数m减1的4倍，即4(m-1)，以实现减小转矩脉动。所述的电机相数m等于4，即极对数为16/12四相反向双凸极电机串联接法。

本实用新型彻底解决了现有技术存在的问题，具有以下有益效果：通过合理地选择定子和转子的极对数，使电机的径向力波对电机径向振动的振型得到有效地改善，从而减小了转矩脉动，这样不仅改善了双凸极电机的振动和噪声，还合理调整了电磁磁路，降低了铁损和铜损，从而提高了电机的效率，具有一定的经济效益；本产品具有设计科学合理，机械效率高，同时具有双凸极电机的结构简单、成本低、可靠性好、制造方便、效率高、调速范围广等优点。

附图说明

图1本实用新型实施例1结构示意图(四相16/12反向串联双凸极电机)；

图2是本实用新型的径向力阶数n＝1时对定子铁心变形影响图；

图3是本实用新型的径向力阶数n＝2时对定子铁心变形影响图；

图4是本实用新型的径向力阶数n＝3时对定子铁心变形影响图；

图5是本实用新型的径向力阶数n＝4时对定子铁心变形影响图。

具体实施方式

以下结合附图1-5进一步描述本实用新型的技术内容和实施例。

图1为本实用新型实施例1结构示意图，表示本实用新型四相16/12反向串联双凸极电机的结构示意图，本实施方式包括定子、转子，定子位于转子外部，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，定子齿上绕有集中绕组5，转子铁芯3的外圆表面均布有转子齿4，转子没有任何形式的绕组、永磁体、滑环等，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，定、转子极数符合N_s＝4m，N_r＝4(m-1)。这里取m＝4，即极对数为16/12四相反向双凸极电机串联接法。当四相绕组全部通以正向电流时，在定子圆上磁极的极性分布是NSNSNSNS。由图中可以看出，四相受相邻相的互感电动势的影响完全一致，且磁路全部为短磁路，表现出一致性。对于这种绕组反串的接法，电机需要两相导通而利用相间互感工作，性能分析比传统相导通方式要复杂，同时它还表现出比传统单相导通方式略大的出力。因此对于四相电机采用16/12分布为NSNSNSNS的绕组连接方式对改善电机噪声有帮助。