[发明专利]一种感应式转子及开关磁阻电机

说明书

本发明公开了一种感应式转子及开关磁阻电机，属于开关磁阻电机领域。本发明的感应式转子包含转子铁芯和导电环，所述转子铁芯上设置有凸极，所述凸极设置极身，所述导电环通过包围所述凸极极身设置在所述转子上。本发明的开关磁阻电机包含转子、定子，其中所用的转子采用上述感应式转子。本发明通过在转子铁芯凸极上设置导电环，在工作过程中导电环产生感应电流形成感应磁极，使磁路向转子凸极集中，从而增大了磁能利用率和输出转矩。

技术领域

本发明涉及开关磁阻电机领域，尤其涉及一种感应式转子及开关磁阻电机。

背景技术

开关磁阻电机的原理是磁路总是向磁阻最小的路径闭合，理想的磁路路径是，磁路从定子铁芯通电凸极出发，经过气隙，再经过转子铁芯作用凸极，再经过转子铁芯轭部，再经过转子铁芯作用凸极，再经过气隙回到定子铁芯通电凸极；但由于受到铁芯充磁饱和限制和磁路在磁极外发散的特性，部分磁路会偏离设计路径闭合，甚至产生反向转矩，从而导致磁能利用率降低，输出转矩降低。

进一步理解，磁路总是向磁极集中的，由于开关磁阻电机凸极没有磁极极性，故不能使磁路向其集中，导致现有的开关磁阻电机磁能利用率不高。

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感应式转子及开关磁阻电机，通过在转子铁芯凸极上设置导电环，在工作过程中导电环产生感应电流形成感应磁极，使磁路向转子凸极集中，从而增大了磁能利用率和输出转矩。

本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：

一种感应式转子，其应用于开关磁阻电机，所述转子包含转子铁芯和导电环，所述转子铁芯上设置有凸极，所述凸极设置极身，所述导电环通过包围所述凸极的极身设置在所述转子上。

本发明中，进一步地，各个所述凸极上的导电环相互独立。

本发明中，进一步地，该感应式转子应用于定子铁芯极数为m的q相开关磁阻电机，q≥3，所述转子铁芯上凸极的个数为n，n≥2，并且m/n＝q，所述凸极还设置极翼，所述极身的径向外端部的左侧和右侧分别连接所述极翼，所述极翼向远离极身的外侧延伸，并且在延伸方向上所述极翼的径向外侧面与转子铁芯中心的距离递减变化。在此基础上，优选地，所述极翼径向外侧面为圆弧面，同一转子铁芯凸极上的两个极翼大小相等、结构对称且在同一圆弧面上，圆弧面的中心点设置在所述极身的中心线上，并且圆弧面的半径r小于转子铁芯的半径R。

本发明中，进一步地，该感应式转子应用于定子铁芯极数为m的q相开关磁阻电机，q≥3，所述转子铁芯上凸极的个数为n，n≥2，并且m/n＝q，所述凸极还设置极翼，所述极身的径向外端部的左侧和右侧分别连接所述极翼，所述极翼与极身之间呈极身高极翼低的阶梯状，所述极翼向远离极身的外侧延伸，极翼的径向外侧面为阶梯状，并且在极翼的延伸方向上，极翼的径向外侧面与转子铁芯中心的距离按阶梯式递减变化；所述极身左右两侧的阶梯数量分别为x个，x≥2。

本发明中，进一步地，所述导电环由铜或铝制作。

本发明还提供一种开关磁阻电机，包括转子、定子，所述转子采用以上所述的感应式转子。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明通过在转子铁芯凸极上设置导电环，在工作过程中，导电环产生感应电流形成感应磁极，使磁路向转子凸极集中。当转子低速运转时，磁场变化减慢，感应电流减弱，电机性能趋向表现为纯开关磁阻电机特性，保留了开关磁阻电机启动能力强的特点；当转子高速运转时，磁场变化加快，导电环产生的感应电流增强产生感应磁极，转子的作用凸极产生永磁极性，因而能增大输出转矩和输出功率，通过该设置，融合了部分同步电机和异步电机的优点，使电机性能更加优异。经试验，在同样电压和大于1/3额定转速、且两组开关磁阻电机的其他结构均相同的条件下，其中一组开关磁阻电机的转子设置导电环，另一组开关磁阻电机的转子不设置导电环，设置了导电环的电机的输出功率均能提升至少10％。