一種三相開關(guān)磁阻電機及正弦定子的制作方法
【專利摘要】一種三相開關(guān)磁阻電機及正弦定子，有若干個齒5、齒4按圓周狀間隔排列且齒5齒身寬度是齒4齒身寬度的二倍或二倍以上。鐵芯磁極分別由齒5為主、左右齒4為輔三齒排列組成，且三齒極弧面氣隙呈正弦規(guī)律分布狀。利用齒4是相與相磁極共有的特點，在換相中適時關(guān)斷線圈中的電源電流所產(chǎn)生的有利的反電動勢電流磁場，具有相與相極磁場融合交接的作用，產(chǎn)生相似于圓形旋轉(zhuǎn)磁場的效果，從而進一步降低了電機的脈動現(xiàn)象，使得電機啟動平穩(wěn)，制造成本降低，噪聲降低，能耗降低，效率、轉(zhuǎn)矩進一步提高。
【專利說明】—種三相開關(guān)磁阻電機及正弦定子

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本技術(shù)涉及電機領(lǐng)域，尤其是一種三相開關(guān)磁阻電機。

【背景技術(shù)】
[0002]三相開關(guān)磁阻電機是電機的一種，其電機定子鐵芯圓內(nèi)設(shè)有凸形齒，單個凸齒繞成一個極，凸極在圓上均等分布。一相磁極為徑向一對。一般是轉(zhuǎn)子是4個凸極、定子是6個凸極或轉(zhuǎn)子是6個凸極、定子是8個凸極或以上的雙凸極開關(guān)磁阻電機，轉(zhuǎn)子上僅僅是鐵芯。通電時通過位置傳感器、電子換向器對定子上的每一相線圈按順序逐一通電，定子鐵芯上產(chǎn)生三相對稱的旋轉(zhuǎn)磁場，分別帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
[0003]目前對于采用位置傳感器與電子換相器配套來控制運轉(zhuǎn)的三相開關(guān)磁阻電機，由于電機雙凸極結(jié)構(gòu)的特點，相與相之間有一定距離，使電機產(chǎn)生脈動和噪音。其原因在于換相期間，盡管相上的開關(guān)已經(jīng)關(guān)斷，但由于電機繞組電感的存在，電流不可能一下減為零，總是會通過相應續(xù)流二極管進行續(xù)流，隨之再衰減為零，產(chǎn)生負轉(zhuǎn)矩。其次在非換相期間，電機相電流的變化也會弓I起電磁轉(zhuǎn)矩脈動。
[0004]目前對于電機轉(zhuǎn)矩脈動減少的方法主要在增加定轉(zhuǎn)子極數(shù)和優(yōu)化控制策略上。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有三相開關(guān)磁阻電機存在不足，本技術(shù)方案是通過改變電機定子形狀，使極距變短、三齒極弧面氣隙相似于呈正弦規(guī)律變化形狀分布。利用齒4是相與相磁極之間共有的特點，換相中適時關(guān)斷線圈中的電源電流所產(chǎn)生有利的反電動勢電流磁場吸引轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，具有相與相極磁場融合交接的作用，產(chǎn)生相似于圓形旋轉(zhuǎn)磁場的效果，使得三相磁阻電機在換相時電磁轉(zhuǎn)矩不至于突變，電機運行平穩(wěn)，噪聲降低，效率、轉(zhuǎn)矩有進一步提高。
[0006]一種三相開關(guān)磁阻電機及正弦定子技術(shù)方案，包括定子9和轉(zhuǎn)子凸極鐵芯10。其中，有霍爾位置傳感器安裝于定子9機殼的一側(cè)旁支架上與轉(zhuǎn)子位置永久磁極12組成三相電子換相電路裝置中的信號采樣部分。
[0007]請參考圖1，一種三相開關(guān)磁阻電機及正弦定子技術(shù)方案，有若干個齒5與齒4按圓周狀交替間隔排列且齒5齒身與齒4齒身軸中性線之間的圓弧距離相等，若干條A相槽
6、B相槽7伴生于若干個齒5、齒4之間且槽面積相等，齒5齒身寬度是齒4齒身寬度的二倍或二倍以上。
[0008]因為電機的功率大小不一樣，齒5齒身寬度與齒4齒身寬度就根據(jù)電機功率大小形狀確定。
[0009]本技術(shù)方案中的定子9繞組鐵芯磁極與轉(zhuǎn)子凸極鐵芯10之間的極弧面氣隙14為非均勻氣隙，是相似于按正弦規(guī)律變化的氣隙。其中，定子中的齒5弧面是按正弦規(guī)律變化的機械形狀弧面，齒5弧面氣隙為中間氣隙小、兩端氣隙大的正弦漸變氣隙，即:以齒5齒身軸中性線為分界線沿齒5弧面向左右兩端按正弦規(guī)律逐漸將氣隙變大，齒4弧面氣隙為均勻氣隙且稍大于齒5弧面兩端氣隙。
[0010]單個線圈的嵌法是極距一跨四包繞著以齒4、齒5、齒4三齒為一極，一相中若干單個線圈連接成一相繞組，每相繞組分別連接成若干對極對數(shù)相對稱的磁極，每相中的每極鐵芯分別由齒5為主、左右齒4為輔三齒排列組成且極弧面氣隙呈正弦規(guī)律分布狀。
[0011]A相繞組I嵌在A相槽6里包繞著齒4、齒5、齒4三齒組成A相鐵芯磁極11與相鄰的B相繞組2嵌在B相槽7里包繞著齒4、齒5、齒4三齒組成B相鐵芯磁極22與相鄰的C相繞組3嵌在A相槽8里包繞著齒4、齒5、齒4三齒組成C相鐵芯磁極33在空間位置上互為120°電角度。
[0012]在齒4、齒5、齒4三齒排列組成的一極中，齒5為主齒,齒4為輔齒并為相與相磁極共有，齒5齒身寬度是齒4齒身寬度的二倍或二倍以上。增大齒5齒身、縮小齒4齒身寬度，一方面使極距變小，但一極總的鐵芯磁密不變，極距變短，線圈就越小，定子線圈端部長度變短，線圈電阻小、損耗就減少；由于組成一極的齒數(shù)僅僅三齒，從電機整體來看，定子槽齒數(shù)越少，齒槽諧波量越少，損耗將進一步降低；由于采用齒5為主、左右齒4為輔三齒排列組成一極，極弧面氣隙呈正弦規(guī)律分布狀，使得在線圈通電中所產(chǎn)生的磁勢波形更接近于正弦分布狀。
[0013]所述的一種三相開關(guān)磁阻電機及正弦定子，還配置三相電子換相電路控制裝置，根據(jù)需要不同，可以采用閉環(huán)的、也可以采用開環(huán)的來控制。
[0014]所述的定子9每相繞組連接成若干對極對數(shù)相對稱的磁極，與轉(zhuǎn)子凸極鐵芯10極對數(shù)相同。凸極鐵芯10上沒有繞組和永久磁極。
[0015]所述的轉(zhuǎn)子位置永久磁極12是一個獨立的永久磁極，與轉(zhuǎn)子凸極鐵芯10極對數(shù)相同且同軸同方位，其兩者磁極在空間位置上互為0°電角度。
[0016]所述的一種三相開關(guān)磁阻電機的構(gòu)成可以有不同的定子槽數(shù)和轉(zhuǎn)子極數(shù)。
[0017]下表列出了幾種定子槽數(shù)與轉(zhuǎn)子極數(shù)的對應關(guān)系。
[0018]

【權(quán)利要求】
1.一種三相開關(guān)磁阻電機及正弦定子，包括三相互為120°電角的定子鐵芯繞組、轉(zhuǎn)子凸極鐵芯及其位置傳感器等電子換相裝置，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)子上設(shè)有若干對凸極鐵芯(10)和若干對N/S極轉(zhuǎn)子位置永久磁極12，所述的定子(9)有若干個齒(5)與齒(4)按圓周狀交替間隔排列且齒(5)齒身與齒(4)齒身軸中性線間的圓弧距離相等，若干條相等的槽伴生于齒(5)與齒(4)之間且在均等的槽里嵌有三相繞組，每相繞組分別連接成若干N/S極對稱的磁極并在磁極鐵芯上設(shè)有三相位置傳感器，每相繞組中的每極鐵芯分別由齒(4)、齒(5)、齒(4)三齒排列組成且極弧面氣隙呈正弦規(guī)律分布狀，其中，每相繞組磁極數(shù)與轉(zhuǎn)子凸極鐵芯(10)極數(shù)相同或定子(9)槽數(shù)是轉(zhuǎn)子凸極鐵芯(10)極數(shù)的六倍，即:定子槽齒數(shù)與轉(zhuǎn)子極數(shù)有下列對應關(guān)系，定子齒槽數(shù)~|12 |24 |36 |48丨60~轉(zhuǎn)子極數(shù)~
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相開關(guān)磁阻電機及正弦定子，其特征在于:所述的三相繞組為A相繞組⑴嵌在A相槽(6)里包繞著齒⑷、齒(5)、齒(4)三齒組成A相鐵芯磁極(11)與相鄰的B相繞組(2)嵌在B相槽(7)里包繞著齒(4)、齒(5)、齒(4)三齒組成B相鐵芯磁極(22)與相鄰的C相繞組(3)嵌在C相槽⑶里包繞著齒⑷、齒(5)、齒(4)三齒組成C相鐵芯磁極(33)在空間位置上互為120°電角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種三相開關(guān)磁阻電機及正弦定子，其特征在于:所述的齒5弧面是按正弦規(guī)律變化的機械形狀弧面，齒(5)弧面氣隙為中間氣隙小兩端氣隙大的正弦漸變氣隙，齒(4)弧面氣隙為均勻氣隙且稍大于齒(5)弧面兩端氣隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種三相開關(guān)磁阻電機及正弦定子，其特征在于:所述的齒(5)齒身寬度是齒(4)齒身寬度的二倍或二倍以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相開關(guān)磁阻電機及正弦定子，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)子凸極鐵芯(10) 一極極距為(0.38?0.42) X 31 D/P。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三相開關(guān)磁阻電機及正弦定子，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)子凸極鐵芯(10)極對數(shù)與轉(zhuǎn)子位置永久磁極(12)極對數(shù)相同且同軸，其兩者磁極位置在空間上互為0°電角度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的一種三相開關(guān)磁阻電機及正弦定子，其特征在于:所述的三相位置傳感器為霍爾位置傳感器H1、H2、H3，在空間位置上互為120°電角度，其霍爾位置傳感器H1、H2、H3軸中性線與空間位置互為120°電角度的A相鐵芯磁極(11)、B相鐵芯磁極(22)、C相鐵芯磁極(33)的軸中性線方位一致。
【文檔編號】H02K29/06GK104079136SQ201410326346
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月8日
【發(fā)明者】顧明 申請人:顧明