[发明专利]一种新分相形式的双凸极电机

说明书

本发明公开了一种新分相形式的双凸极电机，包括定子铁心、转子铁心、励磁装置和电枢绕组，定子铁心和转子铁心均为凸极结构，所述定子铁心的定子极数N_S为18k，励磁装置数N_M为6k，其中，k为正整数；相邻两个励磁装置之间的三个定子极构成一组，至少有两组定子极上的线圈分相形式不同。本发明在传统的双凸极电机基础上改进了线圈分相形式，可以改善相磁链和相反电动势的三相不平衡问题，降低电机的转矩脉动。

技术领域

本发明属于电机技术领域，尤其是涉及一种新分相形式的双凸机电机。

背景技术

开关磁阻电机由于具有结构简单和可靠性高等优点，已被广泛研究，但其转矩性能较差。为此，相关学者尝试在开关磁阻电机中的定子轭部添加励磁装置，形成一种双凸极电机。该电机具有效率高、功率密度大、可靠性高和结构简单等优点，因而得到电机工程界人士的广泛重视。

然而现有三相双凸极电机定子极数N_S，励磁装置数N_M，转子极数N_R，满足N_S＝6k，N_M＝2k，N_R＝N_S±2k，其中，k为正整数，使得每组定子极的分相形式相同。该定转子极数组合使得属于同一相绕组的各线圈间电角度差为零，合成电动势最大。

如公开号为CN204497875U的中国专利文献公开了一种三相双凸极电机电枢绕组结构，包括励磁绕组、电枢绕组和定子极，定子极为齿状，相邻定子极之间设有定子槽；电枢绕组通过定子槽绕在定子极上；每相隔两个定子槽内设有一个励磁绕组；励磁绕组两侧的定子极上缠绕的电枢绕组的匝数大于远离励磁绕组的定子极上缠绕的电枢绕组的匝数；定子极每相隔两个串联构成一个相。该电机结构可改善电枢电流的不对称，提高电机输出转矩。然而，由于绕在每组定子极中间电枢齿上的线圈均属于同一相，使得三相磁路存在差异，电机存在三相不平衡问题，导致电机的转矩波动较大。

发明内容

本发明提供一种新分相形式的双凸机电机，改善电机三相不平衡的问题，减小电机的转矩波动。

本发明的技术方案如下：

一种新分相形式的双凸极电机，包括定子铁心、转子铁心、励磁装置和电枢绕组，定子铁心和转子铁心均为凸极结构，所述定子铁心的定子极数N_S为18k，励磁装置数N_M为6k，其中，k为正整数；相邻两个励磁装置之间的三个定子极构成一组，至少有两组定子极上的线圈分相形式不同。

本发明通过改变双凸极电机的分相形式，使电机至少有两组定子极上的线圈分相形式不同，以改善相磁链和相反电动势的三相不平衡问题。

作为优选，所述转子铁心的转子极数N_R＝N_S±6k±n，其中，0＜n≤k，n为正整数，绕在6k组定子极的中间电枢齿上的线圈平均分属于三相。

此时，电机定子中各相磁路相同，相磁链和相反电动势波形不再存在三相不平衡问题；同时，相差180°电角度的两个线圈反向连接，两个线圈中的所有偶次谐波可以完全抵消，从而使相绕组中不再存在偶次谐波，改善了相磁链和相反电动势的正弦性。基于上述两个原因，使得本发明电机的三相平衡性和转矩平稳性均优于传统的双凸极电机。

进一步优选，n取偶数时，电机沿直径方向两侧结构对称，可消除不平衡的电磁力。

本发明的双凸极电机，该电机的机械结构可以为旋转、直线或两者的组合结构。

所述转子铁心为直槽结构或斜槽结构。在传统的分相形式下采用斜槽结构可以减小齿槽转矩，改善磁链和反电势的正弦性，但会减小磁链和反电势的幅值，进而减小负载转矩。在本发明电机中采用直槽结构就可以获得较小的齿槽转矩和正弦性较好的磁链及反电势，如需进一步改善齿槽转矩、磁链及反电势，则可采用斜槽结构。