[发明专利]一种定子分裂齿开关磁链电机

说明书

本发明公开了一种定子分裂齿开关磁链电机，包括定子和转子；其中定子包括定子铁芯、定子绕组和磁钢，转子包括转子铁芯；定子铁芯呈环状，其内环表面沿周向开有多个主齿和多个分裂齿，主齿和分裂齿交替分布，主齿上绕有定子绕组，磁钢设置在所述定子铁芯内，转子铁芯同轴套设在所述定子铁芯内；分裂齿为不等距分布。本发明通过定子分裂齿的不等距分布优化定子永磁磁势的谐波分布来提高电机工作磁密，进而提高电机转矩密度。

技术领域

本发明属于永磁电机技术领域，更具体地，涉及一种定子分裂齿开关磁链电机。

背景技术

电机是现代工业系统中的主要驱动部件，性能优异的电机对整个驱动系统至关重要。近年来，随着电力电子技术、永磁材料和微机控制技术的发展，永磁电机的功率密度和性能得到很大提高。将永磁体放置在开关磁阻电机定子齿中间得到的永磁开关磁链电机，结合了开关磁阻和永磁电机的特点，既有开关磁阻电机转子结构简单，鲁棒性好，适用于高速场合的特点，同时兼具永磁电机功率密度高的优点。在永磁开关磁链电机中，转子仅由铁芯叠片构成，结构简单可靠，永磁体和电枢绕组都置于定子上，非常易于散热冷却。

虽然永磁开关磁链电机具有很多优点，但相比于永磁体放置在转子上的转子永磁电机，其转矩密度仍相差较大。图1为采用分裂齿定子来提升开关磁链电机转矩的现有技术，但这种方案磁钢放置在定子上，占用了定子槽的面积，因而转矩提升幅度仍非常有限。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种定子分裂齿开关磁链电机，旨在解决现有永磁开关磁链电机转矩密度小导致电机出力小的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种定子分裂齿开关磁链电机，包括定子和转子；其中定子包括定子铁芯、定子绕组和磁钢，转子包括转子铁芯；定子铁芯呈环状，其内环表面沿周向开有多个主齿和多个分裂齿，主齿和分裂齿交替分布，主齿上绕有定子绕组，磁钢设置在定子铁芯内，转子铁芯同轴套设在定子铁芯内；分裂齿位置沿圆周为不均匀分布。

优选地，定子各分裂齿齿宽相等或不相等。

优选地，磁钢的磁极极性分为N极和S极，磁极极性交替设置。

优选地，定子绕组为集中绕组或者分布绕组。

优选地，转子铁芯为叠片或者实心结构。

优选地，电机为旋转电机或直线电机。

通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1、本发明提供的开关磁链电机与现有结构相比，改变的是定子齿的分布，铁芯加工工艺不变，与现有生产线的兼容性好，总体成本不变；

2、在相同应用场合下，本发明提供的开关磁链电机体积更小，消耗电能更少，转矩性能比现有技术提升超过20％，并且转矩脉动也更小，能效比更高。

附图说明

图1是现有技术的一种定子分裂齿开关磁链电机的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种定子分裂齿开关磁链电机的结构示意图；

图3(a)为现有技术定子分裂齿开关磁链电机的分裂齿结构示意图；

图3(b)为本发明实施例定子分裂齿开关磁链电机的分裂齿结构示意图；

图4为本发明实施例与现有技术定子分裂齿开关磁链电机的磁势分布对比图；

图5为本发明实施例与现有技术定子分裂齿开关磁链电机各磁场谐波转矩示意图；

图6为本发明实施例的一种定子分裂齿开关磁链电机与现有技术的转矩性能对比图。