[发明专利]开关磁阻电机

说明书

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别是涉及一种开关磁阻电机。

背景技术

开关磁阻电机由于其结构简单，电机可靠性好，启动性能优良，综合效率高等优点得到了较为广泛的研究。但开关磁阻电机的转矩脉动大、径向磁拉力大造成的电机径向和切向力周期性变化幅值过大，产生激振力，作用在定子的轭部，使其振动并作用于附近空气，产生声波及噪音。

现有降低转矩脉动的手段主要有以下几种：

1、结构方面采用变气隙结构，使得定子齿部和转子齿部在接近过程中，气隙由大到小，有过渡阶段，使得其转矩脉动峰值减小。或者在转子齿顶部开V形槽等结构。但在气隙渐变的过程中，或者采用齿顶开槽的结构，使得其平均气隙增加，故而，产生相同磁能所需要的电流增加，电机整体效率降低。

2、采用双定子结构，定子错开一定的角度。其中，绕组同时关断或者导通，然而，内外定子和转子的角度关系是错开的，当外定子和转子外凸齿为最佳导通时刻时，内定子和转子内层凸齿必然不是最佳导通时刻，故而不是最优的降低转矩脉动的方式。

3、添加永磁体，在基于永磁体提供的磁通基础上，来降低转矩脉动。由于永磁体工作环境不能过于恶劣，因此，永磁体的添加使得开关磁阻电机的应用的鲁棒性得到了大大的降低。

4、采用双定子或者双转子结构，其轴向分为两端定子，且错开一定的角度。但由于电机端部的存在，两段定子间必然存在较大的距离，电机体积增加，电机功率密度下降。

发明内容

鉴于现有技术的现状，本发明的目的在于提供一种开关磁阻电机，在不牺牲电机效率的前提下，有效地降低了电机的转矩脉动。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种开关磁阻电机，包括定子和转子；

所述定子包括外定子和内定子，所述外定子的齿部和所述内定子的齿部均绕设有线圈，所述外定子的线圈与所述内定子的线圈相互独立；

所述转子设置在所述内定子和所述外定子之间，所述转子包括内层凸极齿和外层凸极齿；所述外层凸极齿与所述外定子的齿部相互作用，所述内层凸极齿与所述内定子的齿部相互作用。

在其中一个实施例中，所述外层凸极齿和所述内层凸极齿沿所述开关磁阻电机的径向向相反的方向凸出；

所述外定子的齿部和所述内定子的齿部沿所述开关磁阻电机的径向向相反的方向凸出。

在其中一个实施例中，所述外层凸极齿和所述内层凸极齿的数量相同且均为多个；

多个所述外层凸极齿均匀分布或离散分布在所述转子的外周，多个所述内层凸极齿均匀分布或离散分布在所述转子的内周。

在其中一个实施例中，所述外定子的齿部和所述内定子的齿部的数量相同且均为多个；

多个所述外定子的齿部均匀分布或离散分布在所述外定子的内周，多个所述内定子的齿部均匀分布或离散分布在所述内定子的外周。

在其中一个实施例中，所述开关磁阻电机的结构尺寸具有以下关系：

α-β=kτr，23τr+12τr′≥2πmNr;]]>

其中，

k取0.5-0.7；

N_r为所述转子的外层凸极齿/内层凸极齿的数量，m为线圈的相数；

α为所述外层凸极齿和所述内层凸极齿对应的中心线之间的角度；

β为所述内定子的齿部和所述外定子的齿部对应的中心线之间的角度；

τr为所述外层凸极齿的极弧，τr′为所述内层凸极齿的极弧。

在其中一个实施例中，所述开关磁阻电机为6槽4极、12槽8极、24槽16极或24槽18极。

在其中一个实施例中，所述外定子固定在所述开关磁阻电机的壳体上，所述内定子与所述开关磁阻电机的静止轴固定连接，所述开关磁阻电机的静止轴与所述开关磁阻电机的壳体固定；