[发明专利]一种可高速运行的开关磁阻电机

说明书

本发明公开了一种可高速运行的开关磁阻电机，其包括：位于中心的轴承和安装在轴承上的转子，转子外部设置定子，定子内壁上具有定子齿，相邻的两个定子齿之间形成定子槽，绕组下在定子槽中并且缠绕在定子齿上；转子为圆柱状，分为导磁区域和非导磁区域，导磁区域为凸出磁极结构，非导磁区域为位于两个凸出磁极之间的两个弧形环，导磁区域和非导磁区域共同形成转子整圆；转子转动过程中，两个凸出磁极依次与绕组接触。本发明通过渗氮工艺将圆形转子的硅钢片材料变成双相硅钢片，形成了导磁区域和非导磁区域两部分，既保证了转子可高速运行，又实现了开关磁阻电机的功能；由于转子为圆形，从而风磨损耗小、转子内部应力小；电机结构简单，可靠性高。

技术领域

本发明属于电机类的开关磁阻电机技术领域，涉及一种可高速运行的开关磁阻电机。

背景技术

开关磁阻电机定、转子为双凸极结构，转子无绕组和永磁材料，结构简单可靠、容错能力强、调速性能优异，适合应用于超高速领域。

目前大部分开关磁阻电机为双凸极结构，即定子与转子都为凸出磁极结构，使得电机风磨损耗增加，效率下降，并进一步加剧了震动噪声问题，转子内部应力增加，使得使用寿命减少。

其中，当前开关磁阻电机类型主要包括：

(1)转子形状为整圆：其中典型的是专利CN108933508A一种高速开关磁阻电机，所述电机由定子、转子、绕组和非导磁支撑架构成的开关磁阻电机，定、转子均为凸极结构，转子套在非导磁支撑架上并固定在一起使得转子外表面为圆柱结构，同时转子齿与非导磁支撑架的齿相互错开90°；转子布置在定子内，非导磁支撑架套在转轴上；两个转子齿之间布置有两个转子轭用来增加转子的强度并且减小转子齿之间的磁路耦合。但是，开关磁阻电机转子套在非导磁支撑架上，这使得开关磁阻电机在高速运行时转子结构不稳定，甚至无法实现超高速运行。

(2)转子为凸极结构：专利CN205319806U开关磁阻电机介绍了通过将凸极转子部分设置于凸极定子部分的中心，电机调速电路分别控制凸极定子部和凸极转子部使开关磁阻电机高速运转，具体的，凸极转子部包括第一转子端板、第二转子端板、转轴、转子键以及转子铁心，转轴穿过转子铁心的通孔，转子铁心通过转子键和转轴联结，第一转子端板和转轴联结并倾斜地设置于转子铁心的另一侧，第二转子端板和转轴联结并且与第一转子端板相对倾斜地设置于转子铁心地另一侧。该开关磁阻电机可以将电机高速旋转产生的巨大风力利用起来降低电机工作时产生的热量，但是并不能解决电机高速运行时所带来的风磨损耗和转子内部应力变大的问题。

若选择转子为整圆而改变定子结构时，导致开关磁阻电机结构复杂，生产过程较难，并且往往实现不了高速或超高速运行。并且大部分开关磁阻电机转子为凸极结构，当在高速或超高速运行时，转子内部应力变大，使得转子使用寿命缩短，从而影响电机的可靠性。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是：提供一种可高速运行的开关磁阻电机，满足高速和超高速环境下使用的同时，提高其可靠性，延长使用寿命。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种可高速运行的开关磁阻电机，其包括：位于中心的轴承8和安装在轴承8上的转子3，转子3外部设置定子，定子内壁上具有定子齿1，相邻的两个定子齿1之间形成定子槽2，绕组下在定子槽2中并且缠绕在定子齿1上；所述转子3为圆柱状，转子3分为导磁区域和非导磁区域，导磁区域为凸出磁极结构，非导磁区域4为位于两个凸出磁极之间的两个弧形环，导磁区域和非导磁区域共同形成转子整圆；转子3转动过程中，两个凸出磁极依次与绕组接触。

其中，所述转子3由硅钢片制成，通过渗氮工艺将转子硅钢片处理成导磁区域和非导磁区域4。

其中，所述转子导磁区域的凸出磁极的齿数为2；2个所述转子齿圆周上均匀分布，齿与齿相差180°，且齿宽相等。