[实用新型]电动汽车驱动用容错式四相开关磁阻电动机

说明书

技术领域

本实用新型属于电机制造应用技术领域，具体涉及一种用于电动汽车的开关磁阻电动机。

背景技术

随着能源危机、环境污染等问题的日益加剧，具有高效率、低污染、低噪声和电力来源广等突出优点的电动汽车受到关注。开关磁阻电动机以其效率高、成本低、结构简单、工作可靠、调速范围广等优势，成为电动汽车驱动系统的最优选方案之一。

传统的开关磁阻电动机，其定子和转子均呈双凸极结构，使得运转时的转矩脉动和振动噪音相对较大，而且高速运转时定子和转子的双凸极结构使得转子风阻大，这些缺点已经成为传统开关磁阻电动机在电动汽车领域推广应用的难点和瓶颈之一。

目前研究较多的传统三相开关磁阻电动机如图1所示，属于凸极式磁阻电机，转子同轴套在定子内，转轴同轴固定在转轴16上，由转轴16带动旋转。转子由转子齿14和转子轭15组成，定子由定子轭11和定子齿12组成，在定子齿12上绕有定子绕组13。为了简化结构，图1只绘制出一相绕组的缠绕方式。该电动机虽然有结构简单的优点，但也有如下缺点：①由于定子齿的齿宽与转子极距的比值不能放大很多（若比值较大，那么在定子极与转子极间轴线对齐即自感最小时，会使得最小电感增加），从而使得输出转矩能力低，装车时不利于电动汽车的低速启动运行；②在高速运转时定子和转子的双凸极结构使得转子风阻大；③如图2所示的传统三相开关磁阻电机的某一相磁路示意图，从图2中可知其磁路属于四极型，较长的磁路会导致铁心损耗增加，从而使电机效率降低；④在图2中，当某一相绕组励磁时，不仅只产生四极型的主磁路，而且会产生漏磁现象，这样当三相顺序通电时，相邻齿间的磁路之间的耦合作用不可忽视，这样就影响了电机的容错性能。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服上述传统三相开关磁阻电动机用于电动汽车驱动时存在的不足之处，提出一种输出转矩大、风阻小、磁路短、效率高、具有容错功能的用于电动汽车驱动的新型四相开关磁阻电动机，以进一步提高电机容错性能，提高其带故障运行能力。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：本实用新型包括定子和转子，转子同轴套在定子内，定子与转子之间留有径向气隙，定子由定子轭和定子齿组成，有8个宽齿和8个窄齿沿定子轭内圈的圆周方向相互交替分布形成定子齿；转子由转子铁心块和转子套组成，有10个转子铁心块沿转子套外圈的圆周方向均匀布置并均固定嵌入转子套中，与转子套一起组成圆柱形的转子；所述8个宽齿上均集中缠绕一个定子绕组，相邻宽齿上的绕线方向相同，形成NNNNSSSS的极性分布，相对的两个宽齿上的绕组正向串联成一相。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的定子齿采用宽齿与窄齿搭配的结构形式，转子采用分块的铁心块形状，在电动机不对齐位置情况下（图4所示），由于转子铁心块间始终存在的间隙，使得不对齐位置的最小电感可以比普通开关磁阻电动机不对齐位置的最小电感还要小，从而使电动机的转矩输出能力提高。

2、采用分块型的转子铁心块嵌入不导磁的转子套中，不仅磁路更短，减少了漏磁，而且风阻小，最终可以提高电动机运行效率。

3、没有绕线的窄齿既可以作为磁通的回路实现更短磁路，也可以起隔离的作用，有效地实现了磁路、电路、温度之间的隔离。当电动机某一相发生故障时，窄齿可以提供磁回路来降低电机互感，减小对其他相绕组的影响，提高了电动机带故障运行的能力。

4、不导磁的转子套由铝制成，转子的机械强度得到提高，以及整个电动机的重量得到减轻。

附图说明

图1是传统三相开关磁阻电动机的截面结构示意图，为了简化结构，此图只绘制出一相绕组的缠绕方式；

图1中标号及名称为：11.定子轭；12.定子齿；13.定子绕组；14.转子齿；15. 转子轭；16.转轴。

图2是图1所示传统三相开关磁阻电动机某一相绕组励磁时对齐位置（电感最大）磁力线回路图；

图3是本实用新型电动汽车驱动用容错式四相开关磁阻电动机横截面结构示意图；

图3中标号及名称为：1.定子轭；2.宽齿；3.窄齿；4.定子绕组；5.转子铁心块；6.转子套；7.转轴。

图4是图3所示本实用新型的某一相绕组励磁时的不对齐位置（电感最小）磁力线回路图，定义此时转子位置角为0度；

图5是图3所示本实用新型的某一相绕组励磁时转子位置角为10.8度时的磁力线回路图；

图6是图3所示本实用新型的某一相绕组励磁时对齐位置（电感最大）的磁力线回路图，此刻转子位置角为18度；