[发明专利]各相凸极集中布置的定子铁芯及各相凸极集中布置的电机

说明书

【技术领域】

本发明涉及电机领域，尤其涉及各相凸极集中布置的定子铁芯及各相凸极集中布置的电机。

【背景技术】

现有的电机各相凸极都是交错布置的，即任一相的一对磁极线圈必然与另一相的一对磁极线圈相交，现有的电机设计理论还没有关于各相凸极集中布置的设计。对于永磁电机或开关磁阻电机，交错布置的磁极线圈都会导致分相接线工作较为复杂。特别是对于开关磁阻电机，各相凸极交错布置，轭部为公共磁路，单相通电时，相间互感较弱，此时磁链较为简单，控制计算也相对容易，当换相时两相存在重叠工作区域，两相需要共用轭部磁路并交换使用凸极磁路，此时便产生比较严重的相间互感，导致磁场极度复杂难以准确计算，进而导致控制策略复杂。因此，能不能设计一种各相凸极集中布置的电机，是现有电机急需解决的技术问题。

【发明内容】

为了改进现有技术的不足，本发明的目的是提供一种各相凸极集中布置的定子铁芯及一种各相凸极集中布置的电机，该电机通过凸极集中布置能够简化分相接线工作以及减少相间互感。

本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：

一种各相凸极集中布置的定子铁芯，该定子铁芯的凸极分q相n组布置，每组每相有z个凸极且z个凸极相邻集中布置，其中q、n、z均为自然数，且q≥2，z≥2；所述凸极在定子铁芯的圆周方向上的布置顺序为第1组凸极、第2组凸极、…、第n组凸极，每组内的凸极的布置顺序为第1相凸极、第2相凸极、…、第q相凸极。

如将上述定子铁芯应用于相数为q，转子铁芯凸极数为y的开关磁阻电机中，则优选地，转子铁芯凸极数y为y＝n(qz+1)，相数q≥3，且更优选地，每组每相中相邻的凸极之间的夹角均为A＝360/y，相邻相相间机械角为B＝360/nq。

如将上述定子铁芯应用于相数为q，转子铁芯磁极数为y的永磁电机，则优选地，转子铁芯磁极数y为y＝n(qz+1)且y取偶数，且更优选地，每组每相中相邻的凸极之间的夹角均为A＝360/y，相邻相相间机械角为B＝360/nq。

优选地，上述定子铁芯中，凸极的分组数n为偶数，目的使各相作用转矩对称。

优选地，上述定子铁芯中，每组每相的凸极数z＝2个，目的使各相绕组绕制极数较少较简单。

本发明还保护使用上述定子铁芯作为主要组成部分的电机，电机的种类可以为开关磁阻电机或永磁电机，所述电机包括定子铁芯、转子铁芯和绕组，所述定子铁芯为各相凸极集中布置的定子铁芯，所述定子铁芯的凸极分q相n组布置，每组每相有z个凸极且z个凸极相邻集中布置，其中q、n、z均为自然数，且q≥2，z≥2；所述凸极在定子铁芯的圆周方向上的布置顺序为第1组凸极、第2组凸极、…、第n组凸极，每组内的凸极的布置顺序为第1相凸极、第2相凸极、…、第q相凸极；所述绕组分别集中绕装在定子铁芯每组每相凸极上。

当上述电机为开关磁阻电机时，假设转子铁芯凸极数为y，则y＝n(qz+1)，q≥3，且优选地，每组每相中相邻的凸极之间的夹角均为A＝360/y，相邻相相间机械角为B＝360/nq。

当上述电机为永磁电机时，假设转子铁芯磁极数为y，则y＝n(qz+1)且y取偶数，每组每相中相邻的凸极之间的夹角均为A＝360/y，相邻相相间机械角为B＝360/nq。

当上述电机为永磁电机时，所述定子铁芯是一个圆形的整体，即与普通的定子铁芯类似，相与相之间都具有公共轭部。也可以由n×q个独立的单相模块围成圆形组成，相与相之间没有公共轭部。

本发明的原理是：通过将每一相的凸极集中布置，各相线圈就能集中布置在各相凸极上，相与相之间线圈不用交错，从而能够简化分相接线工作。特别是开关磁阻电机，各相凸极集中布置，两相通电时，各相使用的是各相自身的凸极磁路，故能够显著减少相间互感。

由于采用上述技术方案，本发明的有益效果为：本发明公开了一种各相凸极集中布置的定子铁芯及各相凸极集中布置的电机，其能简化分相接线工作，特别是对开关磁阻电机能减少相间互感，同时开辟了一种新的电机设计理论。

【附图说明】

图1是本发明中的各相凸极集中布置的定子铁芯的一种结构示意图。

图2是本发明的各相凸极集中布置的开关磁阻电机的一种结构示意图。

图3是本发明的各相凸极集中布置的永磁电机的一种结构示意图。

图4是本发明的各相凸极集中布置的永磁电机的另一种结构示意图。