[发明专利]单定子单转子低脉动转矩开关磁阻电动机及其驱动方法

说明书

本发明公开了一种单定子单转子低脉动转矩开关磁阻电动机及其驱动方法。目前的开关磁阻电动机由于工作原理所致，电动机的输出转矩中存在明显的脉动转矩。本发明包括机座、定子铁心、第一绕组、第二绕组、转子铁心和转轴。定子铁心固定于机座的内侧。转子铁心固定在转轴上，且位于定子铁心的内侧。第一绕组绕于定子铁心的六个齿槽上，第二绕组绕于定子铁心的另外六个齿槽上。本发明中通过控制第一绕组及第二绕组的通断电，分别使二组三相绕组励磁的定子与转子之间相互作用产生的二个脉动转矩，相位相差180°电角度，幅值相近，实现抵消抑制，产生的二个平均转矩方向相同，大小相同，相互叠加对外输出，使输出的转矩中的脉动转矩分量明显降低。

技术领域

本发明属于开关磁阻电动机技术领域，具体涉及一种单定子单转子低脉动转矩开关磁阻电动机及其驱动方法。

背景技术

开关磁阻电动作为一种基于磁阻力矩的调速电动机，由于其具有结构简单坚固、调速方便、控制运行可靠、起动电流小、高效等特点，已广泛应用于矿山、油田、纺织、汽车等领域。但目前的开关磁阻电动机由于工作原理所致，电动机的输出转矩中存在明显的脉动转矩。脉动转矩的波形与正弦波相似，具体如图1所示。严重时脉动转矩可达到额定转矩的25％左右，因此，电动机运行时会产生明显的振动与噪声，影响到该电动机在其他领域的进一步广泛应用。

专利号为“201810025650.X”的专利“低脉动转矩的开关磁阻电动机”提出了一种基于双定子双转子的低脉动转矩的开关磁阻电动机发明专利，对于大中功率的开关磁阻电动机提供了一种低脉动转矩开关磁阻电动机的有效解决方案，而且，已被实验证明具有很好的抑制脉动转矩的效果，但由于采用双定子双转子结构，使电机结构相对复杂，体积增大，制造难度和成本增大，而且，由于双定子双转子结构由于工艺问题会造成二个系统电磁参数不尽相同，使二个脉动转矩相互抑制效果仍有进一步提升的空间。

为此，本发明提出了一种基于单定子单转子的低脉动转矩的开关磁阻电动机及其驱动方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种单定子单转子低脉动转矩开关磁阻电动机及其驱动方法。

本发明一种单定子单转子低脉动转矩的开关磁阻电动机，包括定子铁心、第一绕组、第二绕组和转子铁心。转子铁心(4)设置在定子铁心(1)的内侧，或套置在定子铁心(1)的外侧；所述定子铁心(1)与转子铁心(4)的齿槽比为6n:4n。n为极对数，取值为正偶数；定子铁心(1)上设置有第一齿槽组和第二齿槽组；第一齿槽组包括3n个第一齿槽；每6个第一齿槽为一个齿槽小组，构成一对磁极；第二齿槽组包括3n个第二齿槽，每6个第二齿槽为一个齿槽小组，构成一对磁极；

第一齿槽组和第二齿槽组取如下排布方式的其中一种：

①.第一齿槽组内的各齿槽小组和第二齿槽组内的各齿槽小组在定子铁心的周向上交替排列。第一齿槽组与第二齿槽组的对应齿槽沿着定子铁心的周向分别错开或的空间角；θ＝360°/(24n)。

②.第一齿槽组内的各齿槽小组在定子铁心的其中半个圆周上依次排列；第二齿槽组的各齿槽小组在定子铁心的另外半个圆周上依次排列；第一齿槽组与第二齿槽组的对应齿槽沿着定子铁心的周向分别错开180°+θ或180°-θ的空间角；θ＝360°/(24n)。

作为优选，所述的定子铁心采用方形外形冲片结构。

作为优选，同一齿槽小组内相邻两的个第一齿槽或第二齿槽错开60°/n角。

作为优选，第一绕组和第二绕组均为三相绕组。n＝2；第一绕组是分为A-a相、B-b相、C-c相的三相绕组，第二绕组是分为X-x相、Y-y相、Z-z相的三相绕组。第一绕组的三相在六个第一齿槽上按照A、c、B、a、C、b的顺序排列；第二绕组的三相在六个第二齿槽上按照X、z、Y、x、Z、y的顺序排列。