[发明专利]一种电动车用U型双定子结构开关磁阻电机

说明书

本发明涉及电机技术领域，公开了一种电动车用U型双定子结构开关磁阻电机，具体为：包括双边齿的转子，转子内侧设有同轴心的内定子支撑部；转子外侧设有同轴心的外定子支撑部，所述内定子支撑部和外定子支撑部分别圆周均布N个定子分块，定子分块为U型结构，定子分块均具有两个定子齿，每个定子齿上均设有集中绕组，每个定子分块上的两个定子齿的极性相反；工作状态下，内定子分块和外定子分块分别导通一相，这两相相差一定的空间夹角α，这两相的内定子分块上与相邻的外定子分块上的相邻定子齿极性相同。本发明所提供的电机具有转矩密度大、效率高、转矩脉动小的优点，具有良好的工程应用价值。

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体的涉及一种电动车用U型双定子结构开关磁阻电机。

背景技术

开关磁阻电机具有结构简单，坚固耐用，运行可靠，能量转换效率高等优点，因此开关磁阻电机在电动车的应用越来越广泛。由于稀土材料价格的迅速增大，使得使用永磁体的电机成本增加。开关磁阻电机遵循磁阻最小原理，因此开关磁阻电机的磁路对开关磁阻电机的能量转化具有重要的作用，性能好的磁性材料的应用和缩短磁通路径均有利于减少电机的能量损耗。传统的双定子开关磁阻电机相邻相之间有一相工作时，其他相之间通过转子凸极相互干扰，导致磁通路径较长，并且在电机转动换相期间存在磁通逆转现象，使得电机的输出转矩降低，铁耗增加，风摩损耗增加，进而导致电机效率降低。而且传统双定子开关磁阻电机在增大电机电磁转矩的同时也增加了电机的转矩脉动。因此在电机结构设计阶段，如何在增大电机的输出转矩同时降低电机的转矩脉动、提高电机的输出效率成为电机结构设计阶段的亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是要提供一种转矩密度大、效率高、转矩脉动小的电动车用U型双定子结构开关磁阻电机。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：一种电动车用U型双定子结构开关磁阻电机，包括双边齿的转子，转子内侧设有同轴心的内定子支撑部；转子外侧设有同轴心的外定子支撑部，所述内定子支撑部外壁沿圆周均布N个内定子分块，所述外定子支撑部内壁沿圆周方向均布N个外定子分块，N为正偶数；所述内定子分块和外定子分块均为U型结构且开口方向朝向转子，内定子分块和外定子分块的圆心角相同，内定子分块和外定子分块分别具有构成U型结构的两个定子齿，每个定子齿上均设有集中绕组，每个内定子分块或外定子分块上的两个定子齿的极性相反；径向相对的两个外定子分块串联成一相，径向相背的两个内定子分块串联成一相；工作状态下，内定子分块和外定子分块分别导通一相，这两相相差一定的空间夹角α，α＞内定子分块的圆心角，且这两相的内定子分块上与相邻的外定子分块上的相邻定子齿极性相同。

优选的，所述转子包括转子本体、多个内齿和外齿，内齿沿转子本体内侧圆周均布，外齿沿转子本体外侧圆周均布，内齿和外齿数量相同，内齿和外齿的中心线位于转子的径向方向，相邻的内齿和外齿中心线具有机械夹角θ。

优选的，所述机械夹角θ为1-4°。

原理说明：1、内定子分块和外定子分块采用U型结构，分别具有两个定子齿，每个内定子分块或外定子分块上的两个定子齿的极性相反；径向相对的两个外定子分块串联成一相，径向相背的两个内定子分块串联成一相；工作状态下，内定子分块和外定子分块分别导通一相，这两相相差一定的空间夹角α，α＞内定子分块的圆心角，且这两相的内定子分块上与相邻的外定子分块上的相邻定子齿极性相同，在该工作状态下，相邻内定子分块产生的磁场与外定子分块产生的磁场相斥，即外定子分块绕组产生的磁力线通过U型定子齿、外层气隙、转子外齿、转子轭部闭合，内定子分块绕组产生的磁力线通过U型定子齿、内层气隙、转子内齿、转子轭部闭合。因此内外定子分块绕组产生的磁场可通过空间解耦，根据需求对外定子分块磁场和内定子分块磁场进行分别控制；

2、根据原理说明1的阐述，本申请的电机在工作状态下能够形成较短的磁通路径，电机的铁心损耗减小，电机输出转矩增大，进而提高电机的输出效率；