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      永磁倍極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的制作方法

      文檔序號(hào):7440423閱讀:100來源:國知局
      專利名稱:永磁倍極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域,具體地涉及到內(nèi)置永磁磁極和永磁表貼電勵(lì)磁混合磁極的永磁倍極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)。
      背景技術(shù)
      現(xiàn)有技術(shù)中,開關(guān)磁阻電機(jī)系雙凸極磁阻電動(dòng)機(jī),定子、轉(zhuǎn)子的凸極均由普通硅鋼片疊壓而成;其轉(zhuǎn)子既無繞組也無永磁體,定子極上繞有集中繞組,徑向相對(duì)的兩個(gè)繞組聯(lián)接起來,稱為“一相”,該電動(dòng)機(jī)可設(shè)計(jì)成多種不同相數(shù)結(jié)構(gòu),而且定、轉(zhuǎn)子的極數(shù)可為多種不同的搭配。相數(shù)多,步距角小,有利于減少轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且主開關(guān)器件多,成本高,目前較多的是三相6/4結(jié)構(gòu)、四相8/6結(jié)構(gòu)和三相12/8結(jié)構(gòu);因?yàn)樵诶碚撋嫌卸?/2、 但不能出產(chǎn)品,這是因?yàn)樗鼈儾荒茏云饎?dòng),即使輔助起動(dòng)也達(dá)不到運(yùn)行轉(zhuǎn)矩。而大于三相 12/8的就是三相12/10、五相10/4、五相10/8、七相14/12……等組合,這些組合不但增加了相數(shù),也增加了控制成本,還增加了控制難度;而電機(jī)在換相過程中每相最多只有兩對(duì)磁極進(jìn)入做功狀態(tài)如三相12/8,尤其在12/8以下時(shí),定轉(zhuǎn)子磁極都是一對(duì)磁極產(chǎn)生磁拉力;再如四相8/4每相定子一對(duì)磁極做工,轉(zhuǎn)子也只有一對(duì)磁極做工,這樣就造成單邊磁拉力大、 噪聲振動(dòng)大、磁能量轉(zhuǎn)換Ψ-i所包圍的面積減小,磁能面積減小的原因。開關(guān)磁阻電機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中,存在不能制造多相數(shù)多槽數(shù)的不足,而且繞組只有正向單方向?qū)щ?,且繞組通過的是單方向電流,同時(shí),還存在不能永磁的技術(shù)難題。本人已申請的發(fā)明專利,名稱為《永磁倍極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)》,申請?zhí)?200910220948. 7,是兩種形式的“永磁開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)”該裝置是單段二相雙段四相及單段三相雙段六相的《永磁倍極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)》,并具有高性能的永磁倍極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī),但轉(zhuǎn)子磁極為永磁磁極的表貼式方式,此專利技術(shù)的改進(jìn)雖然突破了傳統(tǒng)的開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)永磁的難題,增加了磁共能面積;但是,對(duì)永磁倍極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子本身永磁磁極及永磁電勵(lì)磁的制造方式和性能還有待進(jìn)一步拓展。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是,克服已有技術(shù)存在的不足,經(jīng)設(shè)計(jì)改進(jìn)提供一種內(nèi)置永磁磁極和永磁表貼電勵(lì)磁混合磁極,具有高效能、高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、高功率密度特點(diǎn)的永磁倍極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案永磁倍極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī),包括電機(jī)外殼、電機(jī)軸伸端、前軸承、前端蓋、固定螺桿、電機(jī)吊環(huán)、后端蓋、后軸承、電機(jī)風(fēng)扇、電子傳感器、電機(jī)非軸伸端、風(fēng)罩、電機(jī)地腳固定螺孔、電機(jī)地腳;其電機(jī)外殼通過電機(jī)地腳固定螺孔置于電機(jī)地腳上,電機(jī)外殼的中部設(shè)有電機(jī)吊環(huán),電機(jī)前端蓋和后端蓋分別設(shè)置在電機(jī)軸伸端的兩端, 并通過固定螺桿與電機(jī)外殼連接,電機(jī)后端蓋的外端設(shè)有風(fēng)罩,風(fēng)罩內(nèi)設(shè)置有電機(jī)風(fēng)扇,電機(jī)風(fēng)扇與后端蓋之間設(shè)有電子傳感器,前端蓋與后端蓋分別通過前軸承、后軸承與電機(jī)軸伸端連接;進(jìn)一步包括電動(dòng)機(jī)由雙凸極結(jié)構(gòu)的定子、轉(zhuǎn)子組成;定子鐵芯包括第一段定子鐵芯和第二段定子鐵芯,轉(zhuǎn)子鐵芯包括第一段轉(zhuǎn)子鐵芯和第二段轉(zhuǎn)子鐵芯;其特征在于 定子、轉(zhuǎn)子鐵芯均由單段二相雙段四相或單段三相雙段六相構(gòu)成,且每種雙段定子、轉(zhuǎn)子鐵芯長度和直徑相等;第一段定子鐵芯包括第一段定子電樞磁軛、第一段定子磁極和第一段定子磁極繞組,在第一段定子磁極上裝有兩套集中或分層的第一段定子磁極繞組,每套繞組相同相位磁極上的電樞繞組依定子磁極極性正向或反向串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成一相;第一段轉(zhuǎn)子鐵芯包括第一段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極、第一段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極分磁孔、第一段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁體、第一段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極隔磁槽、第一段轉(zhuǎn)子隔磁橋、第一段轉(zhuǎn)子磁軛及其第一段轉(zhuǎn)子帶鍵槽軸孔。所述第二段定子鐵芯由第二段定子電樞磁軛、第二段定子磁極和第二段定子磁極繞組組成;第二段定子磁極上分別裝有兩套集中或分層的第二段定子磁極繞組,每套繞組相同相位磁極上的電樞繞組依定子磁極極性正向或反向串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成一相;所述第二段轉(zhuǎn)子鐵芯由第二段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極、第二段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極分磁孔、第二段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁體、第二段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極隔磁槽、第二段轉(zhuǎn)子隔磁橋、第二段轉(zhuǎn)子磁軛和第二段轉(zhuǎn)子帶鍵槽軸孔組成。所述第一段轉(zhuǎn)子鐵芯由第一段轉(zhuǎn)子混合磁極電勵(lì)磁磁極、第一段轉(zhuǎn)子永磁表貼電勵(lì)磁磁極、第一段轉(zhuǎn)子電勵(lì)磁繞組、第一段轉(zhuǎn)子磁軛和第一段轉(zhuǎn)子帶鍵槽軸孔組成;所述第二段轉(zhuǎn)子鐵芯由第二段轉(zhuǎn)子混合磁極電勵(lì)磁磁極、第二段轉(zhuǎn)子永磁表貼電勵(lì)磁磁極、第二段轉(zhuǎn)子電勵(lì)磁繞組、第二段轉(zhuǎn)子磁軛、第二段轉(zhuǎn)子帶鍵槽軸孔組成;并在非軸伸端(343)處增加了單段三相轉(zhuǎn)子電勵(lì)磁繞組正電源供電V+碳刷(347)、電勵(lì)磁繞組負(fù)電源供電V-碳刷(348)、電勵(lì)磁繞組正電源供電V+旋轉(zhuǎn)滑環(huán)(350)、電勵(lì)磁繞組負(fù)電源供電V-旋轉(zhuǎn)滑環(huán) (351)、旋轉(zhuǎn)滑環(huán)總成絕緣套(353)、旋轉(zhuǎn)滑環(huán)總成金屬套(3M)、帶絕緣套的碳刷架固定螺桿(355)、碳刷架固定支承法蘭盤(356)單段只適應(yīng)于三相,雙段適應(yīng)于四相在雙段四相或六相時(shí)增加了第二段電勵(lì)磁繞組正電源供電V+碳刷(349)、第二段電勵(lì)磁繞組負(fù)電源供電V+旋轉(zhuǎn)滑環(huán)(35 ,負(fù)電源勵(lì)磁和第一段共用電勵(lì)磁繞組供電V-碳刷(348),電勵(lì)磁繞組正電源供電V+旋轉(zhuǎn)滑環(huán)(350)為兩段共用。所述兩段定子轉(zhuǎn)子對(duì)齊方式有兩種對(duì)齊方式第一種對(duì)齊方式第一段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極與第二段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極對(duì)齊,第一段定子磁極與第二段定子磁極互差1/2定子極距角;第二種對(duì)齊方式第一段定子磁極與第二段定子磁極對(duì)齊,第一段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極與第二段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極互差1/2轉(zhuǎn)子極距角。所述單段二相或雙段四相電動(dòng)機(jī)的定子磁極數(shù)是轉(zhuǎn)子磁極數(shù)的2倍,且定轉(zhuǎn)子的磁極數(shù)為偶數(shù)組合,即 4/2、8/4、12/6、16/8、20/10、24/12、28/14、32/16、36/18、40/20……
      Ns/Nr的組合。所述單段三相或雙段六相電動(dòng)機(jī)的定子磁極數(shù)是轉(zhuǎn)子磁極數(shù)的3倍,且定轉(zhuǎn)子的磁極數(shù)為偶數(shù)組合,即 6/2、12/4、18/6、24/8、30/10、36/12、42/14……Ns/Nr 的組合。所述電樞驅(qū)動(dòng)方式分為外電樞內(nèi)轉(zhuǎn)子電子驅(qū)動(dòng)方式,內(nèi)電樞外轉(zhuǎn)子電子驅(qū)動(dòng)方式,內(nèi)電樞內(nèi)轉(zhuǎn)子機(jī)械驅(qū)動(dòng)方式。所述定子外殼為單段一外殼一定子一轉(zhuǎn)子,雙段一外殼并且每殼二定子一軸二轉(zhuǎn)子或雙段二外殼并且一外殼一定子,二殼二定子一軸二轉(zhuǎn)子。
      所述兩段轉(zhuǎn)子共用一個(gè)電機(jī)軸伸端;二殼二定子連接為一體或是二殼二定子安裝在一個(gè)整體機(jī)座上。所述定子鐵芯按磁極數(shù)分段制成磁軛多段扇形片組裝。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明所具有的有益效果是1、本發(fā)明中采用內(nèi)置永磁磁極和永磁表貼電勵(lì)磁混合磁極,將永磁磁體置于永磁倍極開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極內(nèi)并使永磁體徑向充磁所產(chǎn)生的磁場依N、S、N、S排列,使永磁體在永磁倍極開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子硅鋼片轉(zhuǎn)子磁極內(nèi)部,加強(qiáng)了永磁倍極開關(guān)磁阻電機(jī)永磁轉(zhuǎn)子磁極的機(jī)械強(qiáng)度,又保護(hù)了永磁體在永磁倍極開關(guān)磁阻電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的風(fēng)磨損耗和環(huán)境腐蝕。永磁表貼電勵(lì)磁磁極在永磁倍極開關(guān)磁阻電機(jī)剛啟動(dòng)及電極空載運(yùn)行即可滿足永磁倍極開關(guān)磁阻電機(jī)運(yùn)行的技術(shù)條件,在永磁倍極開關(guān)磁阻電機(jī)負(fù)載時(shí)電勵(lì)磁繞組供電使永磁表貼磁場與電勵(lì)磁磁場合成一個(gè)穩(wěn)定的恒功率的轉(zhuǎn)子磁場和定子旋轉(zhuǎn)磁場同步的旋轉(zhuǎn)磁場。其永磁倍極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)本身性能和控制性更超越變頻器控制的交流異步電動(dòng)機(jī),可以替代很多中小型交直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)。2、由于本發(fā)明在三相單段時(shí)定子磁極數(shù)為轉(zhuǎn)子磁極數(shù)的3倍、二相單段時(shí)定子磁極數(shù)為轉(zhuǎn)子磁極數(shù)的2倍,且定轉(zhuǎn)子的磁極數(shù)為偶數(shù)組合,因此,本發(fā)明突破了傳統(tǒng)開關(guān)磁阻電機(jī)不能制造多相數(shù)多槽數(shù)的難題,可制造為三相單段6/2、12/4、18/6、對(duì)/8、30/10、
      36/12、42/14、48/16......或二相單段 4/2,8/4,12/6,16/8,20/10,24/12,28/14,32/16,
      36/18,40/20……Ns/N,等電機(jī)。無論在單段三相、單段二相、定子每相通電的繞組磁極數(shù)和轉(zhuǎn)子磁極數(shù)相等,所以在定子每相通電時(shí)定子做功磁極對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子的所有磁極都能產(chǎn)生磁拉力做功,尤其是改變了現(xiàn)有開關(guān)磁阻電機(jī)繞組只有正向單方向?qū)щ?,繞組單方向電流流過的弊端。3、由于本發(fā)明的永磁轉(zhuǎn)子磁極或電勵(lì)磁轉(zhuǎn)子磁極,其極性是固定不變的,而定子繞組則依轉(zhuǎn)子磁極極性改變定子繞組電流方向,從而改變了定子磁極極性,也就是說依轉(zhuǎn)子磁極極性改變對(duì)應(yīng)定子磁極繞組的電流方向,既可產(chǎn)生正向電流、也可產(chǎn)生反向電流,這就使控制電路不但要控制定子繞組換相,而且還要根據(jù)定轉(zhuǎn)子磁極相對(duì)位置轉(zhuǎn)子磁極極性改變定子繞組的換流方向,從而改變定子磁極的極性,并使一段定轉(zhuǎn)子異極性產(chǎn)生同步拉力磁場,并使另一段異極性同步拉力過程完成后還要產(chǎn)生同極性的同步推力磁場,但這種方式只適用于四相雙段方式,六相定轉(zhuǎn)子雙段方式;這樣在控制開關(guān)周期中的正向負(fù)向都可以導(dǎo)通,使定子電樞繞組其在一個(gè)極距范圍內(nèi),有兩個(gè)區(qū)域都可以利用,使其兩個(gè)區(qū)域內(nèi)都可以產(chǎn)生轉(zhuǎn)距,因此大大提高了電動(dòng)機(jī)的功率密度。 4、由于本發(fā)明的每相繞組可根椐驅(qū)動(dòng)電壓既可采用一路串聯(lián)或兩路串聯(lián),也可采用一路并聯(lián)或多路并聯(lián),因此,本發(fā)明的繞組接線可以根椐電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓來決定串、并聯(lián)的路數(shù)。5、由于本發(fā)明采用了定子磁極是轉(zhuǎn)子磁極倍極的關(guān)系,使得轉(zhuǎn)子磁極在定子任意一相通電過程中轉(zhuǎn)子所有的磁極都在做功,因?yàn)槎ㄗ用肯嗤姷拇艠O數(shù)和轉(zhuǎn)子磁極數(shù)相等,因此增加了磁共能面積和功率效能,并使單邊磁拉力減到最小,電機(jī)振動(dòng)和噪聲也減到最小。6、在本發(fā)明中電子傳感器信號(hào)取自轉(zhuǎn)子的極距角;電樞的控制方法既可采用電子驅(qū)動(dòng)方式,也可采用機(jī)械式驅(qū)動(dòng)裝置,因此可以適應(yīng)不同的機(jī)電一體化的需要。
      7、經(jīng)過實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)測試,本發(fā)明調(diào)速范圍寬、調(diào)速精度高、噪聲小、振動(dòng)小、啟動(dòng)力距大,運(yùn)行轉(zhuǎn)距大于現(xiàn)有的開關(guān)磁阻電機(jī),在發(fā)電狀態(tài)發(fā)電效率高于現(xiàn)有的開關(guān)磁阻電機(jī)的發(fā)電效率。8、本發(fā)明突破了開關(guān)磁阻電機(jī)不能永磁的世界性技術(shù)難題,使開關(guān)磁阻電機(jī)如直流電機(jī)一樣調(diào)速、由機(jī)械拖動(dòng)便可逆發(fā)電,從而增大了電機(jī)制造功率,擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。


      圖1是單段三相雙段六相12/4內(nèi)置徑向永磁磁極原理Ia是電機(jī)的第一段原理Ib是電機(jī)的第二段原理2是單段二相雙段四相12/6內(nèi)置徑向永磁磁極原理加是電機(jī)的第一段原理2b是電機(jī)的第二段原理3是三相12/4永磁表貼電勵(lì)磁混合磁極原理3a是電機(jī)的第一段原理北是電機(jī)的第二段原理4是大中型時(shí)定子鐵芯制造多段的整體結(jié)構(gòu)示意如是定子鐵芯制造多段的結(jié)構(gòu)連接示意4b是定子鐵芯分段搭接部分燕尾槽放大示意5是三相內(nèi)置徑向永磁倍極單段的整體結(jié)構(gòu)示意6是二相或三相內(nèi)置徑向永磁倍極定轉(zhuǎn)子雙段整體結(jié)構(gòu)示意7是三相永磁表貼電勵(lì)磁磁極倍極單段帶勵(lì)磁滑環(huán)的整體結(jié)構(gòu)示意8是二相或三相永磁表貼電勵(lì)磁混合磁極倍極定轉(zhuǎn)子雙段的整體結(jié)構(gòu)示意1、圖2中,301-電機(jī)外殼、302-第一段定子電樞磁軛、303-第一段定子磁極繞組、304-第一段定子磁極、305-第一段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極、306-第一段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極分磁孔、307-第一段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁體、308-第一段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極隔磁槽、309-第一段轉(zhuǎn)子隔磁磁橋(兩隔磁槽間隔寬度)、310_第一段轉(zhuǎn)子磁軛、311-第一段轉(zhuǎn)子帶鍵槽的軸孔、312-第二段定子電樞磁軛、313-第二段定子磁極繞組、314-第二段定子磁極、315-第二段內(nèi)置徑向永磁轉(zhuǎn)子磁極、316-第二段內(nèi)置徑向永磁轉(zhuǎn)子磁極分磁孔、 317-第二段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁體、318-第二段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極隔磁槽、319-第二段轉(zhuǎn)子隔磁磁橋(兩隔磁槽間隔寬度)、320_第二段轉(zhuǎn)子磁軛、321-第二段轉(zhuǎn)子帶鍵槽的軸孔。圖3中,322-第一段轉(zhuǎn)子混合磁極電勵(lì)磁磁極、323-第一段轉(zhuǎn)子混合磁極表貼式永磁磁極、324-第一段轉(zhuǎn)子混合磁極的電勵(lì)磁磁極繞組、325-第二段轉(zhuǎn)子混合磁極的電勵(lì)磁磁極、326-第二段轉(zhuǎn)子混合磁極的表貼式永磁磁極、327-第二段轉(zhuǎn)子混合磁極的電勵(lì)磁磁極繞組。圖4中,328-定子分段鐵芯磁軛搭接燕尾槽凸極、329-定子分段鐵芯磁軛搭接燕尾槽凹極、圖5、圖6、圖7、圖8中,330-電機(jī)軸伸端、331-前軸承、332-前端蓋、333-固定螺桿、334-電機(jī)吊環(huán)、335-第一段定子鐵芯、336-第一段轉(zhuǎn)子鐵芯、337-第二段定子鐵芯、 338-第二段轉(zhuǎn)子鐵芯、339-后端蓋、340-后軸承、341-電機(jī)風(fēng)扇、342-電子傳感器、343-電機(jī)非軸伸端、344-風(fēng)罩、345-電機(jī)地腳固定螺孔、346-電機(jī)地腳、347-第一段電機(jī)電勵(lì)磁繞組供電V+碳刷、348-電機(jī)電勵(lì)磁繞組供電V-碳刷(兩段共用)、349-第二段電機(jī)電勵(lì)磁繞組供電V+碳刷、350-第一段電機(jī)電勵(lì)磁繞組供電V+旋轉(zhuǎn)滑環(huán)、351-電機(jī)電勵(lì)磁繞組供電 V-旋轉(zhuǎn)滑環(huán)(兩段共用)、352_第二段電機(jī)電勵(lì)磁繞組供電V+旋轉(zhuǎn)滑環(huán)、353-旋轉(zhuǎn)滑環(huán)總成絕緣套、354-旋轉(zhuǎn)滑環(huán)總成金屬套、355-帶絕緣套的碳刷架固定螺桿、356-勵(lì)磁碳刷架支承法蘭盤。圖1、圖2、圖3中的A、B、C、D-電樞繞組各相的首端,W、X、Y、Z_電樞繞組各相的尾端,S-永磁磁極或電勵(lì)磁磁極的S極,N-永磁磁極或電勵(lì)磁磁極的N極;繞組中的數(shù)101 106…,201 206···,第一位數(shù)字對(duì)應(yīng)于電機(jī)段數(shù),中間0表示分隔號(hào),第三位數(shù)字表示繞組個(gè)數(shù)。電勵(lì)磁磁極的mi、ISl中的第一位數(shù)字表示第一段,N表示N極,S表示S極,第三位數(shù)字表示同極性磁極的個(gè)數(shù);mi為第一段的第一個(gè)N極、1N2為第一段的第二個(gè)N極,ISl 為第一段的第一個(gè)S極,1S2為第一段的第二個(gè)S極;2m為第二段的第一個(gè)N極、2N2為第二段的第二個(gè)N極,2S1為第二段的第一個(gè)S極,2S2為第二段的第二個(gè)S極;電勵(lì)磁磁極繞組中的第一位用字母N表示N極繞組,S表示S極繞組,第一位用數(shù)字1表示第一段,第二位用數(shù)字2表示第二段,第三位用數(shù)字表示繞組個(gè)數(shù),同時(shí)用奇數(shù)表示勵(lì)磁繞組的首端,偶數(shù)表示勵(lì)磁繞組的尾端;如mi表示電勵(lì)磁磁極的Ν極第一段第一勵(lì)磁繞組的首端,N12表示第一段第一勵(lì)磁繞組的尾端,N21表示電勵(lì)磁磁極的N極第二段第一勵(lì)磁繞組的首端,N22表示第二段第一勵(lì)磁繞組的尾端;Ns定子磁極,Nr轉(zhuǎn)子磁極。
      具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述參照圖1、圖5,圖中一種永磁倍極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī),轉(zhuǎn)子磁極是內(nèi)置徑向永磁磁極,其電機(jī)外殼301通過電機(jī)地腳固定螺孔345置于電機(jī)地腳346上,電機(jī)外殼301的中部設(shè)有電機(jī)吊環(huán)334,電機(jī)前端蓋332和后端蓋339分別設(shè)置在電機(jī)軸伸端330的兩端,并通過固定螺桿333與電機(jī)外殼301連接,電機(jī)后端蓋339的外端設(shè)有風(fēng)罩344,風(fēng)罩344內(nèi)設(shè)置有電機(jī)風(fēng)扇;341,電機(jī)風(fēng)扇341與后端蓋339之間設(shè)有電子傳感器342,電子傳感器342 可外置也可內(nèi)置,前端蓋332與后端蓋339分別通過前軸承331、后軸承340與電機(jī)軸伸端 330相連接;該電動(dòng)機(jī)的電機(jī)軸伸端330、電機(jī)非軸伸端343及內(nèi)置于電機(jī)外殼301均由硅鋼片疊壓成的雙凸極結(jié)構(gòu)的定子、轉(zhuǎn)子組成(如圖la、圖5所示);定轉(zhuǎn)子鐵心均由單段三相組成,定子鐵芯335包括定子電樞磁軛302、定子磁極繞組303和定子磁極304 ;每套繞組相同相位磁極上的電樞繞組依定子磁極極性正向或反向串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成一相;轉(zhuǎn)子鐵芯 336包括第一段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極305、轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極分磁孔306、轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁體307、轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極隔磁槽308、轉(zhuǎn)子隔磁橋309 (兩隔磁槽間隔寬度)、 轉(zhuǎn)子磁軛310、轉(zhuǎn)子帶鍵槽軸孔311 (如圖Ia所示)。當(dāng)采用單段三相或雙段六相時(shí),單段定子磁極數(shù)為轉(zhuǎn)子極數(shù)的3倍,且定轉(zhuǎn)子的磁極數(shù)為偶數(shù)組合,即6/2、12/4、18/6、24/8、30/10、36/12、42/14……Ns/Nr的組合。此時(shí), 既可制造為單段(單段一臺(tái)),又可以制造為三相雙段(雙段合成一臺(tái))經(jīng)試驗(yàn)在單段狀態(tài)時(shí)啟動(dòng)力矩大,運(yùn)行轉(zhuǎn)矩也大,過載能力強(qiáng);而在雙段時(shí)啟動(dòng)力矩更大,運(yùn)行轉(zhuǎn)矩更大,過載能力強(qiáng),發(fā)電效能更突出(如圖1所示)。參照圖1、圖2、圖6,圖中四相或六相雙段永磁倍極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī),轉(zhuǎn)子磁極是內(nèi)置徑向永磁磁極,定子、轉(zhuǎn)子鐵芯均由單段二相雙段四相或單段三相雙段六相組成,且定子、轉(zhuǎn)子鐵芯長度和直徑相等;第一段定子鐵芯335、第一段定子電樞磁軛302、第一段定子磁極304和第一段定子磁極繞組303 ;第一段定子磁極304上裝有兩套集中或分層的第一段定子磁極繞組303,每套繞組相同相位磁極上的電樞繞組依定子磁極極性正向或反向串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成一相;第一段轉(zhuǎn)子鐵芯336包括轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極305、轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極分磁孔306、轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁體307、轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極隔磁槽308、轉(zhuǎn)子隔磁橋309 (兩隔磁槽間隔寬度)、轉(zhuǎn)子磁軛310、轉(zhuǎn)子帶鍵槽軸孔311組成。第二段定子鐵芯337包括第二段定子電樞磁軛312、第二段定子磁極314和第二段定子磁極繞組313 ;第二段定子磁極314上裝有兩套集中或分層的第二段定子磁極繞組313,每套繞組相同相位磁極上的電樞繞組依定子磁極極性正向或反向串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成一相;所述第二段轉(zhuǎn)子鐵芯 338包括轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極315、轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極分磁孔316、轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁體317、轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極隔磁槽318、轉(zhuǎn)子隔磁橋309、319 (兩隔磁槽間隔寬度)、轉(zhuǎn)子磁軛320、轉(zhuǎn)子帶鍵槽軸孔311、321組成(如圖1、圖2、圖6所示)。當(dāng)采用單段二相或雙段四相時(shí),定子磁極數(shù)是轉(zhuǎn)子磁極數(shù)的2倍,且單段定轉(zhuǎn)子的極數(shù)為偶數(shù)組合,即 4/2、8/4、12/6、16/8、20/10、24/12、28/14、32/16、36/18、40/20…… Ns/Nr的組合。此時(shí)磁共能面積更大,運(yùn)行效益更好;而在雙段時(shí)啟動(dòng)力矩大,運(yùn)行轉(zhuǎn)矩大于普通電機(jī),過載能力強(qiáng),發(fā)電效能更突出(如圖2所示)。本發(fā)明的轉(zhuǎn)子分磁孔306、316是根據(jù)轉(zhuǎn)子內(nèi)置永磁體的面積形狀和定子磁極產(chǎn)生的牽引力等來確定孔的形狀和大小,其計(jì)算是一個(gè)復(fù)雜的過程;轉(zhuǎn)子隔磁槽308、318是根據(jù)轉(zhuǎn)子永磁磁極漏磁磁場的大小與兩段轉(zhuǎn)子通過電機(jī)軸所產(chǎn)生的磁場對(duì)定子磁極的影響及轉(zhuǎn)子鐵芯的機(jī)械強(qiáng)度來確定隔磁孔的大小與隔磁磁橋309、319的寬度(如圖1、圖2所示)°參照圖3、圖7、圖8,圖中單段三相永磁倍極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī),轉(zhuǎn)子磁極是永磁表貼磁極電勵(lì)磁混合式的磁極;其中定子、轉(zhuǎn)子鐵芯均由單段三相組成,定子鐵芯335包括定子電樞磁軛302、定子磁極繞組303和定子磁極304,定子磁極304上裝有集中或分層的定子磁極繞組303,每套繞組相同相位磁極上的電樞繞組依定子磁極極性正向或反向串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成一相;轉(zhuǎn)子鐵芯336包括轉(zhuǎn)子混合磁極表貼式永磁磁極323、轉(zhuǎn)子混合磁極電勵(lì)磁磁極322、轉(zhuǎn)子混合磁極電勵(lì)磁繞組324、轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極隔磁槽308、轉(zhuǎn)子隔磁橋 309、轉(zhuǎn)子磁軛310、轉(zhuǎn)子帶鍵槽軸孔311 ;并在非軸伸端343處增加了單段三相轉(zhuǎn)子電勵(lì)磁繞組正電源V+供電碳刷347、單段三相轉(zhuǎn)子電勵(lì)磁繞組負(fù)電源V-供電碳刷348、單段電機(jī)電勵(lì)磁繞組供電V+旋轉(zhuǎn)滑環(huán)350、電機(jī)電勵(lì)磁繞組供電V-旋轉(zhuǎn)滑環(huán)351、旋轉(zhuǎn)滑環(huán)總成絕緣套353、旋轉(zhuǎn)滑環(huán)總成金屬套354、帶絕緣套的碳刷架固定螺桿355、碳刷架固定支承法蘭盤356組成(如圖3a、圖7所示)。單段只適應(yīng)于三相,雙段適應(yīng)于四相;在雙段四相或六相時(shí)增加了第二段電機(jī)電勵(lì)磁繞組供電V+供電碳刷349、第二段電機(jī)電勵(lì)磁繞組供電V+旋轉(zhuǎn)滑環(huán)352、負(fù)電源勵(lì)磁和第一段共用電勵(lì)磁繞組負(fù)電源V-供電碳刷348,電勵(lì)磁繞組供電 V+旋轉(zhuǎn)滑環(huán)350為兩段共用(如圖8所示)。
      混合磁極四相或六相雙段永磁倍極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī),轉(zhuǎn)子磁極是永磁表貼磁極電勵(lì)磁混合式的磁極,電機(jī)非軸伸端343在電機(jī)內(nèi)部連接有第一段電機(jī)電勵(lì)磁繞組供電V+旋轉(zhuǎn)滑環(huán)347、第二段電機(jī)電勵(lì)磁繞組供電V-旋轉(zhuǎn)滑環(huán)348、第一段第二段共用供電滑環(huán)348、 旋轉(zhuǎn)滑環(huán)總成絕緣套353、旋轉(zhuǎn)滑環(huán)總成金屬套354、電機(jī)后端蓋339連接有帶絕緣套的碳刷架固定螺桿355、勵(lì)磁碳刷架支承法蘭盤356、第一段轉(zhuǎn)子勵(lì)磁正電源V+供電碳刷347、第一段第二段共用負(fù)電源V-供電碳刷348,第一段正電源V+供電碳刷347、第二段正電源V+ 供電碳刷349、第一段第二段共用負(fù)電源V-供電碳刷348。所述兩段定子轉(zhuǎn)子對(duì)齊方式有兩種對(duì)齊方式本發(fā)明的雙段結(jié)構(gòu)既可以第一段轉(zhuǎn)子永磁磁極305或永磁表貼電勵(lì)磁混合磁極 323與第二段轉(zhuǎn)子徑向永磁磁極315或永磁表貼電勵(lì)磁混合磁極3 對(duì)齊,第一段定子磁極 304與第二段定子磁極314互差1/2定子極距角。也可以第一段定子磁極304與第二段定子磁極314對(duì)齊,第一段轉(zhuǎn)子磁極305 (32 與第二段轉(zhuǎn)子磁極315 (326)互差1/2轉(zhuǎn)子極距角。本發(fā)明的永磁倍極開關(guān)磁阻的電樞可分為外電樞內(nèi)轉(zhuǎn)子電子驅(qū)動(dòng)方式、也可內(nèi)電樞式外轉(zhuǎn)子電子驅(qū)動(dòng)方式、內(nèi)電樞內(nèi)轉(zhuǎn)子可適用于機(jī)械驅(qū)動(dòng)方式。同時(shí),本發(fā)明的定子外殼,當(dāng)單段時(shí),可制造為一外殼一定子一轉(zhuǎn)子;當(dāng)雙段時(shí),可制造為一外殼并且每殼二定子一軸二轉(zhuǎn)子或二外殼并且一外殼一定子、兩殼兩定子一軸二轉(zhuǎn)子。當(dāng)本發(fā)明為大中型時(shí),可采用兩段轉(zhuǎn)子共用一個(gè)電機(jī)軸伸端328,定子外殼分為兩個(gè),每殼一定子,且兩定子連接于一體,或兩定子安裝于一個(gè)機(jī)座上的方式來制造。參照圖4,圖中本發(fā)明可將定子鐵芯按磁極數(shù)分段制成磁軛多段扇形片,并交叉疊壓組裝,使定子鐵芯分段部分的燕尾槽的凸極329與定子鐵芯分段部分的燕尾槽的凹極 3 相匹配。
      10
      權(quán)利要求
      1.永磁倍極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī),包括電機(jī)外殼(301),電機(jī)軸伸端(330),前軸承(331), 前端蓋(332),固定螺桿(333),電機(jī)吊環(huán)(334),后端蓋(339),后軸承(340),電機(jī)風(fēng)扇 (341),電子傳感器(342),電機(jī)非軸伸端(343),風(fēng)罩(344),電機(jī)地腳固定螺孔(345),電機(jī)地腳(346);其電機(jī)外殼(301)通過電機(jī)地腳固定螺孔(34 置于電機(jī)地腳(346)上,電機(jī)外殼(301)的中部設(shè)有電機(jī)吊環(huán)(334),電機(jī)前端蓋(33 和后端蓋(339)分別設(shè)置在電機(jī)軸伸端(330)的兩端,并通過固定螺桿(33 與電機(jī)外殼(301)連接,電機(jī)后端蓋(339)的外端設(shè)有風(fēng)罩(344),風(fēng)罩(344)內(nèi)設(shè)置有電機(jī)風(fēng)扇(341),電機(jī)風(fēng)扇(341)與后端蓋(339) 之間設(shè)有電子傳感器(342),前端蓋(332)與后端蓋(339)分別通過前軸承(331)、后軸承 (340)與電機(jī)軸伸端(330)連接;進(jìn)一步包括電動(dòng)機(jī)由雙凸極結(jié)構(gòu)的定子、轉(zhuǎn)子組成;定子鐵芯包括第一段定子鐵芯(335)和第二段定子鐵芯(337),轉(zhuǎn)子鐵芯包括第一段轉(zhuǎn)子鐵芯(336)和第二段轉(zhuǎn)子鐵芯(338);其特征在于定子、轉(zhuǎn)子鐵芯均由單段二相雙段四相或單段三相雙段六相構(gòu)成,且每種雙段定子、轉(zhuǎn)子鐵芯長度和直徑相等;第一段定子鐵芯(335) 包括第一段定子電樞磁軛(302)、第一段定子磁極繞組(30 和第一段定子磁極(304),在第一段定子磁極(304)上裝有兩套集中或分層的第一段定子磁極繞組(303),每套繞組相同相位磁極上的電樞繞組依定子磁極極性正向或反向串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成一相;第一段轉(zhuǎn)子鐵芯(336)包括第一段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極(305)、第一段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極分磁孔 (306)、第一段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁體(307)、第一段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極隔磁槽(308)、第一段轉(zhuǎn)子隔磁橋(309)、第一段轉(zhuǎn)子磁軛(310)、第一段轉(zhuǎn)子帶鍵槽軸孔(311)。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁倍極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī),其特征在于所述第二段定子鐵芯(337)由第二段定子電樞磁軛(312)、第二段定子磁極(314)和第二段定子磁極繞組(313) 組成,在第二段定子磁極(314)上分別裝有兩套集中或分層的第二段定子磁極繞組(313), 每套繞組相同相位磁極上的電樞繞組依定子磁極極性正向或反向串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成一相;所述第二段轉(zhuǎn)子鐵芯(338)由第二段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極(315)、第二段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極分磁孔(316)、第二段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁體(317)、第二段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極隔磁槽(318)、第二段轉(zhuǎn)子隔磁橋(319)、第二段轉(zhuǎn)子磁軛(320)和第二段轉(zhuǎn)子帶鍵槽軸孔 (321)組成。
      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永磁倍極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī),其特征在于所述第一段轉(zhuǎn)子鐵芯 (336)由第一段轉(zhuǎn)子混合磁極電勵(lì)磁磁極(322)、第一段轉(zhuǎn)子永磁表貼電勵(lì)磁磁極(323)、 第一段轉(zhuǎn)子電勵(lì)磁繞組(3M)、第一段轉(zhuǎn)子磁軛(310)和第一段轉(zhuǎn)子帶鍵槽軸孔(311)組成;所述第二段轉(zhuǎn)子鐵芯(338)由第二段轉(zhuǎn)子混合磁極電勵(lì)磁磁極(325)、第二段轉(zhuǎn)子永磁表貼電勵(lì)磁磁極(3 )、第二段轉(zhuǎn)子電勵(lì)磁繞組(327)、第二段轉(zhuǎn)子磁軛(320)、第二段轉(zhuǎn)子帶鍵槽軸孔(321)組成;并在非軸伸端(34 處增加了單段三相轉(zhuǎn)子電勵(lì)磁繞組正電源V+ 供電碳刷(347)、轉(zhuǎn)子電勵(lì)磁繞組負(fù)電源V-供電碳刷(348)、電勵(lì)磁繞組供電V+旋轉(zhuǎn)滑環(huán) (350)、電勵(lì)磁繞組供電V-旋轉(zhuǎn)滑環(huán)(351)、旋轉(zhuǎn)滑環(huán)總成絕緣套(353)、旋轉(zhuǎn)滑環(huán)總成金屬套(3M)、帶絕緣套的碳刷架固定螺桿(355)、碳刷架固定支承法蘭盤(356);單段只適應(yīng)于三相,雙段適應(yīng)于四相;在雙段四相或六相時(shí)增加了第二段電機(jī)電勵(lì)磁繞組供電V+供電碳刷(349)、第二段電機(jī)電勵(lì)磁繞組供電V+旋轉(zhuǎn)滑環(huán)(352)、負(fù)電源勵(lì)磁和第一段共用電勵(lì)磁繞組供電V-碳刷(348),電勵(lì)磁繞組供電V+旋轉(zhuǎn)滑環(huán)(351)為兩段共用。
      4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁倍極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī),其特征在于所述第一段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極(305)與第二段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極(31 對(duì)齊,第一段定子磁極(304) 與第二段定子磁極(314)互差1/2定子極距角;或者第一段定子磁極(304)與第二段定子磁極(314)對(duì)齊,第一段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極(305)與第二段轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極 (315)互差1/2轉(zhuǎn)子極距角。
      5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁倍極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī),其特征在于所述單段二相或雙段四相電動(dòng)機(jī)的定子磁極數(shù)是轉(zhuǎn)子磁極數(shù)的2倍,且定轉(zhuǎn)子的磁極數(shù)為偶數(shù)組合,即4/2、 8/4、12/6、16/8、20/10、M/12J8/14、32/16、36/18、40/20......Ns/Nr 的組合。
      6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的永磁倍極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī),其特征在于所述單段三相或雙段六相電動(dòng)機(jī)的定子磁極數(shù)是轉(zhuǎn)子磁極數(shù)的3倍,且定轉(zhuǎn)子的磁極數(shù)為偶數(shù)組合,即 6/2、12/4、18/6、24/8、30/10、36/12、42/14......Ns/Nr 的組合。
      7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁倍極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī),其特征在于所述電樞驅(qū)動(dòng)方式分為外電樞內(nèi)轉(zhuǎn)子電子驅(qū)動(dòng)方式,內(nèi)電樞外轉(zhuǎn)子電子驅(qū)動(dòng)方式,內(nèi)電樞內(nèi)轉(zhuǎn)子機(jī)械驅(qū)動(dòng)方式。
      8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁倍極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī),其特征在于所述定子外殼為單段一外殼一定子一轉(zhuǎn)子,雙段一外殼并且每殼二定子一軸二轉(zhuǎn)子或雙段二外殼并且一外殼一定子,二殼二定子一軸二轉(zhuǎn)子。
      9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁倍極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī),其特征在于所述兩段轉(zhuǎn)子共用一個(gè)電機(jī)軸伸端;二殼二定子連接為一體或是二殼二定子安裝在一個(gè)整體機(jī)座上。
      10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁倍極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī),其特征在于所述定子鐵芯按磁極數(shù)分段制成磁軛多段扇形片組裝。
      全文摘要
      永磁倍極開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)包括電機(jī)外殼、電機(jī)軸伸端、電機(jī)非軸伸端等均由硅鋼片疊壓成雙凸極結(jié)構(gòu)的定子、轉(zhuǎn)子組成;其定子鐵芯包括第一段定子鐵芯和第二段定子鐵芯,轉(zhuǎn)子鐵芯包括第一段轉(zhuǎn)子鐵芯和第二段轉(zhuǎn)子鐵芯;定子轉(zhuǎn)子鐵芯由單段二相雙段四相或單段三相雙段六相構(gòu)成,雙段定子、轉(zhuǎn)子鐵芯長度和直徑相等;第一段定子鐵芯包括第一段定子電樞磁軛、磁極和磁極繞組,在定子磁極上裝有兩套集中或分層的定子磁極繞組,每套繞組相同相位磁極上的電樞繞組依定子磁極極性正向或反向串或并聯(lián)構(gòu)成一相;第一段轉(zhuǎn)子鐵芯包括轉(zhuǎn)子內(nèi)置徑向永磁磁極、磁極分磁孔、永磁體、磁極隔磁槽、磁軛、轉(zhuǎn)子隔磁橋及轉(zhuǎn)子帶鍵槽軸孔;具有節(jié)能高效高速,調(diào)速范圍大的特點(diǎn)。
      文檔編號(hào)H02K13/00GK102403861SQ20101028479
      公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
      發(fā)明者張世清, 張紅梅 申請人:張世清
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