本實(shí)用新型涉及汽車制造的磁阻電機(jī)領(lǐng)域，具體說是一種8/9結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)。

背景技術(shù)：

開關(guān)磁阻電機(jī)的研究起于150年前，由于最近幾十年微控制器的發(fā)展，開關(guān)磁阻電機(jī)被廣泛關(guān)注。不同于其它種類的電機(jī)，開關(guān)磁阻電機(jī)是一種雙凸極，單勵(lì)磁結(jié)構(gòu)的電機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容錯(cuò)性能好。開關(guān)磁阻電機(jī)需要換向器工作，所以開關(guān)磁阻電機(jī)能在不同的速度等級(jí)下運(yùn)行。但開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和噪聲大，輸出轉(zhuǎn)矩低等缺點(diǎn)，開關(guān)磁阻電機(jī)的市場(chǎng)占有率被忽略了。為了與其它種類的電機(jī)競(jìng)爭(zhēng)，現(xiàn)有存在的問題必須得以解決并且展示出開關(guān)磁阻電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。通過智能控制和優(yōu)化電機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸可以有效的降低電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，提高電機(jī)的效率。與其它電機(jī)一樣，開關(guān)磁阻電機(jī)也遵守機(jī)電能量守恒定律，電機(jī)的磁路系統(tǒng)對(duì)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)化發(fā)揮著重大的作用。應(yīng)用一個(gè)好的磁性材料和降低磁通路徑有利于減少電機(jī)的能量損耗。

傳統(tǒng)8/6結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻電機(jī)，相對(duì)的兩個(gè)勵(lì)磁極構(gòu)成一相，磁通路徑較長(zhǎng)，其定子、轉(zhuǎn)子是雙凸極結(jié)構(gòu)，并在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)換相過程中會(huì)發(fā)生磁通逆轉(zhuǎn)，致使電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩降低、鐵耗增加，風(fēng)摩損耗增加，以及效率降低等等。傳統(tǒng)分塊定子開關(guān)磁阻電機(jī)，鐵心利用率低，轉(zhuǎn)矩小。而傳統(tǒng)分塊轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電機(jī)，其繞組采用分布繞組，導(dǎo)致電機(jī)繞組端部增長(zhǎng)，銅耗增大。因此，在電機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，如何增大電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，降低損耗、提高輸出效率成為電機(jī)設(shè)計(jì)的較大障礙。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種8/9結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、便于安裝和實(shí)施，從根本上解決了上述問題，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、使用方便快捷、輸出轉(zhuǎn)矩增大、電機(jī)銅耗小和鐵心損耗小的優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案：該一種8/9結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)，包括殼體、定子和轉(zhuǎn)子，其技術(shù)要點(diǎn)是：采用的磁組電機(jī)是定子是四相八極，轉(zhuǎn)子是九極的的帶有分塊轉(zhuǎn)子的開關(guān)磁阻電機(jī)，定子固定在殼體上，定子上交替的設(shè)置有勵(lì)磁極和輔助極，共計(jì)八個(gè)，勵(lì)磁極的寬度是輔助極寬度的兩倍，勵(lì)磁繞組分別單獨(dú)纏繞在A、B、C、D四個(gè)勵(lì)磁極上，轉(zhuǎn)子包括九個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)子極和一個(gè)非導(dǎo)磁體，非導(dǎo)磁體的截面為圓形，各轉(zhuǎn)子極均勻的鑲嵌在非導(dǎo)磁體里，且各獨(dú)立的轉(zhuǎn)子極和與它相鄰的勵(lì)磁極、輔助極形成獨(dú)立的磁通回路，轉(zhuǎn)子的內(nèi)部設(shè)置有電機(jī)軸，電機(jī)軸通過轉(zhuǎn)子中心帶動(dòng)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是：短磁通路徑的電機(jī)更易于降低磁動(dòng)勢(shì)，電機(jī)的轉(zhuǎn)子不是凸極結(jié)構(gòu)，而是圓形結(jié)構(gòu)，有利于降低風(fēng)摩損耗，具有輸出轉(zhuǎn)矩大，電磁利用率高，鐵心損耗小的優(yōu)點(diǎn)。由于采用短磁通路徑，在定子和轉(zhuǎn)子中，磁通無逆轉(zhuǎn)，在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)換相過程中，具有不會(huì)產(chǎn)生負(fù)轉(zhuǎn)矩的優(yōu)點(diǎn)。電機(jī)采用單相集中繞組，電機(jī)匝數(shù)減少，且端部繞組較少，可忽略不計(jì)，同一輸入條件下，電機(jī)銅耗小、鐵心損耗小、輸出轉(zhuǎn)矩大，所以電機(jī)的輸出效率高。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型8/9結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例A相繞組磁通路示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中本實(shí)用新型開關(guān)磁阻電機(jī)與傳統(tǒng)開關(guān)磁阻電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩對(duì)比示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中本實(shí)用新型開關(guān)磁阻電機(jī)與傳統(tǒng)開關(guān)磁阻電機(jī)的鐵心損耗對(duì)比示意圖，其中，(a)為傳統(tǒng)開關(guān)磁阻電機(jī)鐵心損耗示意圖；(b)為實(shí)用新型開關(guān)磁阻電機(jī)鐵心損耗示意圖；

圖中序號(hào)說明如下：1定子、11勵(lì)磁極、12輔助極、2轉(zhuǎn)子、21轉(zhuǎn)子極、22非導(dǎo)磁體、3電機(jī)軸。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖1～4和對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說明， 以下描述僅作為示范和解釋，并不對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種8/9結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)，包括殼體、定子1和轉(zhuǎn)子2，其中采用的是定子1是四相八極，轉(zhuǎn)子2是九極的帶有分塊轉(zhuǎn)子的開關(guān)磁阻電機(jī)，定子1固定在殼體上，定子1上交替的設(shè)置有勵(lì)磁極11和輔助極12，共計(jì)八個(gè)，勵(lì)磁極11的寬度是輔助極12寬度的兩倍，勵(lì)磁繞組分別單獨(dú)纏繞在A、B、C、D四個(gè)勵(lì)磁極上，轉(zhuǎn)子2包括九個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)子極21和一個(gè)非導(dǎo)磁體22，各轉(zhuǎn)子極均勻的鑲嵌在非導(dǎo)磁體22里，且各獨(dú)立的轉(zhuǎn)子極21和與它相鄰的勵(lì)磁極11、輔助極12形成獨(dú)立的磁通回路，轉(zhuǎn)子的內(nèi)部設(shè)置有電機(jī)軸3，電機(jī)軸3通過轉(zhuǎn)子中心帶動(dòng)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)。

工作原理如下：本實(shí)施例的8/9結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)，如圖1所示，包括殼體、定子1和轉(zhuǎn)子2，定子1固定在殼體上，電機(jī)軸3通過轉(zhuǎn)子2中心帶動(dòng)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)。定子1上交替的設(shè)置有勵(lì)磁極11和輔助極12，共計(jì)八個(gè)，勵(lì)磁極11的寬度是輔助極12寬度的2倍，輔助極是等寬T型結(jié)構(gòu)。新電機(jī)結(jié)構(gòu)相對(duì)的勵(lì)磁極不是同一相勵(lì)磁極，而是分別獨(dú)立地構(gòu)成一相勵(lì)磁極，形成A、B、C、D 4相勵(lì)磁極，繞組分別獨(dú)立纏繞在四個(gè)勵(lì)磁極上。轉(zhuǎn)子2包括九個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)子極21和非導(dǎo)磁體22，其中，非導(dǎo)磁體22的截面為圓形，由鋁制材料制成。各轉(zhuǎn)子極21可均勻的鑲嵌在非導(dǎo)磁體22里，且各獨(dú)立的轉(zhuǎn)子極21和與它相鄰的勵(lì)磁極、輔助極形成獨(dú)立的磁通回路，如圖2所示。

通過勵(lì)磁線圈纏繞方式的不同，使磁力線通過勵(lì)磁極和其相鄰的兩個(gè)輔助極形成一個(gè)閉合的短磁通路徑（這里所說的短磁通路徑是與傳統(tǒng)的勵(lì)磁回路相比，以A相繞組為例，傳統(tǒng)的勵(lì)磁回路是從凸極開始，流入與其徑向相對(duì)的第二凸極后，再回到第一凸極，這種方式所形成的勵(lì)磁路徑相對(duì)本實(shí)施例而言較長(zhǎng)）。每個(gè)定子齒槽中的導(dǎo)體只產(chǎn)生自身的磁動(dòng)勢(shì)，槽與槽之間的繞組產(chǎn)生的互感很小，可以忽略不計(jì)。在這種電機(jī)結(jié)構(gòu)下，端部繞組較少，銅耗小，電機(jī)的磁通路徑很短，并且在定子和轉(zhuǎn)子中沒有發(fā)生磁通逆轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，降低了電機(jī)的鐵心損耗。

本實(shí)用新型8/9結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)與傳統(tǒng)8/6開關(guān)磁阻電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩相比，兩種電機(jī)的尺寸和輸入?yún)?shù)相同。因?yàn)閭鹘y(tǒng)8/6開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子極距是45°，而實(shí)用新型樣機(jī)轉(zhuǎn)子極距為40°，轉(zhuǎn)子極距不一致，故用單位角度(PU)作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比電機(jī)轉(zhuǎn)矩；如圖3所示，傳統(tǒng)8/6開關(guān)磁阻電機(jī)的平均輸出轉(zhuǎn)矩是1.6048N?m，而樣機(jī)的平均輸出轉(zhuǎn)矩是1.955N?m，輸出轉(zhuǎn)矩提高了21.9%。

本實(shí)用新型8/9結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)與傳統(tǒng)8/6開關(guān)磁阻電機(jī)的鐵心損耗對(duì)比圖。傳統(tǒng)電機(jī)鐵心損耗大，在換相期間發(fā)生磁通逆轉(zhuǎn)。樣機(jī)的鐵耗較小且恒定，無磁通逆轉(zhuǎn)，如圖4(a)和4(b)所示。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是：該電機(jī)為8/9結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機(jī)，定子是4相8極，而轉(zhuǎn)子是9極的帶有分塊轉(zhuǎn)子的開關(guān)磁阻電機(jī)。勵(lì)磁繞組分別纏繞在四個(gè)獨(dú)立的勵(lì)磁極上，其顯著特點(diǎn)是其電機(jī)結(jié)構(gòu)不同于傳統(tǒng)4相開關(guān)磁阻電機(jī)，實(shí)用新型樣機(jī)的一個(gè)定子極相對(duì)的勵(lì)磁極不是同一相勵(lì)磁極，而是分別獨(dú)立地構(gòu)成一相勵(lì)磁極，形成A、B、C、D 4相勵(lì)磁極，端部繞組較少，可忽略不計(jì)。轉(zhuǎn)子包括九個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)子極和一個(gè)非導(dǎo)磁體，轉(zhuǎn)子極鑲嵌在非導(dǎo)磁體里，且各獨(dú)立的轉(zhuǎn)子極和與它相鄰的勵(lì)磁極、輔助極形成獨(dú)立的閉合磁通回路，該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)是將一系列離散的轉(zhuǎn)子極鑲嵌在鋁質(zhì)的非導(dǎo)磁體里，使每個(gè)轉(zhuǎn)子極與轉(zhuǎn)子極之間的電磁隔離，使轉(zhuǎn)子在任何位置下，電機(jī)的磁通路徑都是最短的。該定子輔助極是等寬T型結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)使磁通路徑更短，磁阻更小，相比于長(zhǎng)磁通路徑，短磁通路徑的電機(jī)更易于降低磁動(dòng)勢(shì)。電機(jī)的轉(zhuǎn)子不是凸極結(jié)構(gòu)，而是圓形結(jié)構(gòu)，有利于降低風(fēng)摩損耗，具有輸出轉(zhuǎn)矩大，電磁利用率高，鐵心損耗小的優(yōu)點(diǎn)。由于采用短磁通路徑，在定子和轉(zhuǎn)子中，磁通無逆轉(zhuǎn)，在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)換相過程中，具有不會(huì)產(chǎn)生負(fù)轉(zhuǎn)矩的優(yōu)點(diǎn)。電機(jī)采用單相集中繞組，電機(jī)匝數(shù)減少，且端部繞組較少，可忽略不計(jì)，同一輸入條件下，電機(jī)銅耗小、鐵心損耗小、輸出轉(zhuǎn)矩大，所以電機(jī)的輸出效率高。