[实用新型]一种开关磁阻电机的定子密封结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种开关磁阻电机的定子结构。

背景技术

电动汽车是用电力完全替代石油类燃料做驱动的汽车，在环保、清洁、节能等方面占据着绝对的优势。电动汽车的驱动电机主要有直流电机、异步电机、永磁无刷电机和开关磁阻电机等。开关磁阻电机以结构简单、成本低、适用能力强、调速范围宽等优点成为各驱动系统的有力竞争者。

如图1所示，该图为现有技术中开关磁阻电机的结构原理图。当A相绕组2′电流的控制开关SI和S2闭合时，A相通电，同时B相、C相不通电，A相励磁产生磁场，因电机的磁通总是沿磁阻最小的路径闭合，且当A相磁极的轴线与转子7′磁极a的轴线重合时磁路的磁阻最小，因此扭曲磁力线产生了切向拉力，试图使a-a'与A-A'重合，最终旋转到a-a'与A-A'重合的位置停止转动。随后若要使电机连续转动，就需要使B相通电，同时A相和C相断电，此时电机内的磁场变成了以B相磁极为轴线的磁场，电机转子7′会继续旋转直到与B-B'完全重合。随后给C相通电，同时A相和B相断电，此时电机内的磁场变成了以C相磁极为轴线的磁场，电机转子7′会继续旋转直到与C-C'完全重合为止。如此反复循环,只要三相定子绕组2′按A-B-C-A…的顺序依次通电,电机的转子7′就会绕转轴8′的中心线一直沿同一方向旋转。

由上述工作过程可以看出，开关磁阻电机产生的电磁转矩不像传统的交、直流电机的电磁转矩是稳定的，而是脉动性质的，相应的磁拉力不仅有切向的，还有径向的，其中拉动电机运转的是磁拉力的切向分量，因其脉动性质，导致电机运行不平稳、产生形变和振动，进而产生严重的噪声。磁拉力的径向分量会随着转子7′位置和定子绕组2′电流发生变化，由此导致了电机定子铁芯1′的形变和振动，进而又产生了更加严重的噪声。

对于上述问题，如图2所示，逐渐研制出了蒸发冷却的技术。这种技术是将整个定子完全密封在一个腔体内，该腔体内注入低沸点、高绝缘、不燃烧的蒸发冷却液6′。电机运行时，绕组2′、定子铁芯1′、以及其它结构部件由于各种损耗而产生大量热量，使充满在其周围的蒸发冷却液6′温度升高，直至达到与腔体内的压力相对应的液态介质的饱和温度、开始沸腾，进而吸热汽化，呈气、液两相状态，使发热部件得以充分冷却，又因沸腾换热期间沸腾工质的温度基本分布在饱和温度点附近，使介质浸泡的各个定子部位温度分布比较均匀，尤其是定子端部无局部过热点。气、液两相状态的蒸汽冷却液，其密度小于液态介质，产生浮力而向上浮升遇到顶部的冷凝器9′，将热量传给其内的冷凝水后冷凝成液体又滴回到原处，这样实现了常温下自循环、无噪音的蒸发冷却。

由于定子是发出振动与噪声的主要部件，而定子浸泡在绝缘的液体当中，该液体对定子任何运动趋势形成极大的摩擦阻力，也就阻尼衰减定子的振动，另外也会在阻止声音的传播，因此减振、降噪效果明显。

如图2所示，上述蒸发冷却技术是用一个套筒4′紧贴于定子铁芯1′的内表面，该套筒4′的两端与开关磁阻电机的壳体3′连接，将需要冷却的定子整体（包括所有的定子铁芯1′与绕组2′）全部包围起来，形成一个密封腔体，然后在密封腔体中注入蒸发冷却液6′，以使蒸发冷却液6′对定子铁芯1′和绕组2′加以浸泡。如图3和图4所示，图3、图4分别为图2中密封筒的主视剖面图、侧视剖面图，该套筒4′为两端开口的圆柱形整体套筒4′，这样一来，定子和转子7′之间的空隙（在电机学上称之为“气隙”）必须做得足够大才能够放下这个套筒4′（一般要求气隙至少要3mm），而这种结构原理不适用于开关磁阻电机。因为，开关磁阻电机是利用定转子7′间的主磁通（也可称为磁阻）变化率产生驱动电机旋转的电磁转矩，如果气隙过大，会导致主磁通及主磁通的变化率减少而漏磁通却增加，从而削弱驱动转矩，还会带来噪声的增大。

有鉴于此，亟待针对上述技术问题，对现有技术中的开关磁阻电机的定子密封结构做进一步优化设计，使其既能消除定子铁芯产生的振动和噪声，又不会占用定子和转子之间的气隙，从而避免漏磁的增加，增强开关磁阻电机的工作稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的为提供一种开关磁阻电机的定子密封结构，该结构的密封腔的内壁包括定子铁芯的内壁，即连接壳体和定子铁芯的连接筒未占用定子和转子之间的空间，既消除了定子铁芯产生的振动和噪声，又避免漏磁的增加，增强开关磁阻电机的工作稳定性。