[发明专利]多元电/磁通路、低齿槽转矩磁通切换型电机

说明书

技术领域：

本发明涉及了一种“多元电/磁通路、低齿槽转矩的磁通切换型电机”， 是一种电负荷和磁负荷分成多单元独立通路，低齿槽转矩，具自容错性的磁通切換型电机。包括定子双永磁铁心凸极、齿顶弧面弧度削齿转子、三相多元电磁通路的电枢绕组等主要部分。三相电枢绕组的各相分成若干独立电磁通路，定子铁心凸极采用双永磁，加上转子齿顶弧面的弧度削齿方法，两者的协同作用最终使电机的齿槽转矩降为最低。该电机是一种具有功率密度高，高效节能，运转平滑，噪音低，自容错性强，功率可调，且当某一电枢绕组发生故障仍可继续运行的高可靠性，可作电动机亦可作发电机，全封闭结构，适宜高速、高温和恶劣环境以及水下使用，适用范围广的全创新型电机。该电机中文简称为多元磁通切换电机，英文缩写为MFSPM。

背景技术：

随着社会的发展、能源的紧缺，各领域对电机的高性能、高效率、高可靠性等各方面提出了更高的需求，特别在航空航天、军事装备、海陆交通及一些重要的工矿设备，尤其急需具有高功率密度（体积小）、高效率（节能）、高可靠性（可带故障运行）、运行平稳（噪声低）、结构坚固、能耐受恶劣环境、适用范围广等综合性能好的新型电机。但传统的各类电机都很难完全适应这些条件的要求。目前较为先进的永磁类电机，包括“永磁无刷电机BLDC”、“永磁同步电机”PMSM、“无铁心永磁电机”等虽有较高的效率，但由于制造工艺和防护性等原因，一般都采用内转子永磁型结构（无铁心永磁电机则必需釆用转子永磁型结构，而且目前功率只局限于小、微型电机）。由于转子在运行时温升较高、散热条件差，加上高速旋转时产生的离心力，易使永磁件退磁或脱落，使用一段时间后容易造成电机性能逐渐下降，甚至不能使用。“开关磁阻SPM电机”具有结构简单，鲁棒性好，电/磁路独立性好，具容错性，转子没有永磁，也没有绕组，适应高速、高温运行，但亦存在齿槽转矩脉动大，噪声大，振动大，效率也低于永磁类电机，加上驱动控制系统复杂、成本高等缺点，未能广泛推广应用。目前除了开关磁阻电机（但也存在上述的缺点），其他类型电机都会因某绕组发生很小的一点故障，电机即时不能继续运行的致命弊端，可靠性不理想，在一些有高可靠性要求的领域，甚至会酿成重大的安全事故，在军事上会延误战机。研制一种新型的、高功率密度、高效率、鲁棒性好、具有自容错的高可靠性、在恶劣环境具较强耐受性的节能、环保、坚固、耐用的新型电机，成为世界各国工程技术人员科研的热点和亟待突破的课题。我司工程技术人员综合分析各类电机的长、短处，尤其对永磁类电机和开关磁阻电机两类电机所具有的优点或潜在的可融性，对此进行分析、对比、借鉴、整合，研制发明一种结构、原理、技术特征全新的“多元电/磁通路、低齿槽转矩磁通切换型电机”。 本发明属自主原创性发明。

发明内容：

通过对现有的各类电机的各自结构、性能、特点的综合解析，尤其对永磁类、开关磁阻等较先进电机的深入剖析其各自具有的优点，或潜在的可融性，通过分析、对比、借鉴、整合、研制发明一种创新型的“多元电/磁通路、低齿槽转矩磁通切换型电机”。发明内容如下。

“多元电/磁通路、低齿槽转矩磁通切换型电机”的结构是由带散热肋的外壳、前/后端盖，前/后端盖O形密封圈、前端盖转轴密封组件、转轴、前/后轴承、弹簧垫圈、引出线孔密封组件、电枢绕组引出线、电流过载保险器、齿顶弧面削齿的转子、双永磁铁心凸极定子、三相多元电/磁通路电枢绕组等主要构成。 

“多元电/磁通路、低齿槽转矩磁通切换型电机”的齿顶弧面削齿的转子，技术特征是：由硅钢片按要求的尺寸、形状的冲片叠压而成，外圆周均布有偶数个凸齿，凸齿数量根据电机的相数、极数来确定，数量为偶数个，各个凸齿的齿顶弧面均经适度的弧度修削。 

“多元电/磁通路、低齿槽转矩的磁通切换型电机”的双永磁铁心凸极定子，技术特征是：由硅钢片按要求的尺寸、形状的冲片叠压而成，此有两种方法：方法一，将硅钢片冲成整片后，叠压成一定的厚度而成；方法二，将定子铁心按凸极的数量分成同等份，先按要求的尺寸、形状冲片，再组装叠压成铁心轭部两端有凹凸定位的组件，再组装成整体定子铁心；定子的圆周內均布有偶数铁心凸极，数量是根椐电机的相数、极数来确定，数量为偶数个。 

“多元电/磁通路、低齿槽转矩磁通切換型电机” 的双永磁铁心凸极，技术特征是：各铁心凸极在沿定子轴向的二槽沟中，均分别各嵌入一片同极性永磁体，即每个凸极中嵌有2片永磁体，构成双永磁铁心凸极，与相邻铁心凸极嵌入的永磁体为异极性；再在定子铁心轭部以上的凸极周边，用玻纤绝缘带包覆、粘结、增强兼作绝缘层。