[发明专利]四相32/24极结构开关磁阻电机极性分布方法及其应用

说明书

本发明公开了四相32/24极结构开关磁阻电机极性分布方法及其应用，包括A、B、C和D四相，A相包含A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7和A8，采用NSNSNSNS极性分布，B相包含B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7和B8，采用SNSNSNSN极性分布，C相包含C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7和C8，采用SNSNSNSN极性分布，D相包含D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7和D8，采用NSNSNSNS极性分布。本发明能够满足节能调速风机和水泵不同运行工况，实现电机动态转矩闭环控制，减小转矩脉动，提高转矩精度，使得电机在不同运行工况能够平滑切换，提高电机运行效率。

技术领域

本发明涉及开关磁阻电机，尤其涉及四相32/24极结构开关磁阻电机极性分布方法及其在开关磁阻电机调速系统和节能调速风机和水泵的应用。

背景技术

当前，传动电动机系统正逐渐趋向于无级变速、高可靠性、数字化的方向发展。研究并开发可实现无级变速运行、高可靠性、数字化调速来直接驱动电气设备的新型电动机系统，已成为电气传动领域前沿性创新研究工作的新发展趋势和重要方向。

开关磁阻电机因其结构简单坚固耐用适用于恶劣条件下工作、可靠性高、调速性能优越、控制灵活、具备再生发电能力等特点，适用于节能调速风机和水泵驱动系统。开关磁阻电机，其电机结构简单紧凑、转动惯量小，适用于在高温、高速的环境下工作；电机各绕组相互独立，容错性能好，功率变换器的结构简单；电机可控参数较多，调速性能很好，调速范围宽，启动转矩大，传动效率高，功耗小。

目前国内外广泛应用的电动机传动系统为感应电动机，不能无级变速。若由直流调速电动机实现无级变速传动，其直流电动机的结构复杂、造价偏高、维护困难且寿命较短。若由感应电动机变频调速系统实现无级变速传动，其系统控制方案采用矢量变换控制或直接转矩控制，但实现矢量变换或直接转矩控制计算复杂，且其低速力矩小、低速性能不佳。开关磁阻电机结构简单坚固耐用，转子上没有任何形式的绕组，而定子上只有简单的集中绕组，绝缘结构简单，制造简便，成本低，且发热大部分在定子，易于冷却，恶劣条件下具有调速性能良好、控制灵活、工作可靠性高、容错性好、使用寿命长的特点，具有很好的市场应用前景。

如中国发明专利申请号CN201610189821.3公开了一种永磁型单相开关磁阻电机，包括电机输出轴、控制系统以及至少一组电枢装置，所述电枢装置包括定子和转子，所述定子和转子的凸极之间为气隙，所述转子固定套接在电机输出轴外周，所述定子上的凸极数量与转子上的凸极数量一致，在所述定子的凸极部位安装有定子电磁绕组，相邻的定子电磁绕组的绕制方向相异，在所述转子的凸极部位嵌装有永磁体，所述永磁体的充磁方向为径向，所述转子中相邻的各凸极所嵌装的永磁体的极性相异。由于两组定子的凹凸极相互交错，而其转子的凸极则在同一中心线上，故在电机的磁场回路中，其每运动一步时在两组电枢装置中分别由拉力与推力在共同作用，因而具有良好的运动均衡性和平滑性，电机运转不会产生任何的转矩脉动且运转噪声非常小。又如中国实用新型专利申请号CN201320566227.3公开了一种互感耦合型开关磁阻电机，电机每相绕组的自感和互感都会随转子位置改变而发生周期性变化，可以依靠互感工作，每个时刻至少有两相绕组同时通电，转矩脉动可以得到明显抑制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的抑制开关磁阻电机的转矩脉动的方式要么改变转子结构要么改变绕组结构，改装难度大、成本高，为此提供一种不改变转子结构和绕组结构的四相32/24极结构开关磁阻电机极性分布方法及其应用。