本實(shí)用新型涉及一種四轉(zhuǎn)子永磁開關(guān)磁阻電機(jī)。

背景技術(shù)：

目前已公布的申請(qǐng)?zhí)枮镃N200410092870.2，名稱為斥吸式永磁(開關(guān))磁阻電機(jī)，其定子是由導(dǎo)磁機(jī)殼和凸極電磁鐵組成；轉(zhuǎn)子是由導(dǎo)磁花軸和永磁體組成，永磁體安裝在花軸的凸極上，與定子凸極電磁鐵形成有效磁通氣隙；轉(zhuǎn)子通過軸承與定子側(cè)蓋板嚙合，使定、轉(zhuǎn)子相互間呈相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀，未通電時(shí)的電磁鐵心成為永磁體磁路閉合路徑而產(chǎn)生相吸力，通電時(shí)的定子電磁體磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子永磁體磁場(chǎng)產(chǎn)生相斥力，兩者形成同一方向的轉(zhuǎn)矩合力，從而拖動(dòng)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)；這樣，按一定的順序給定子電磁繞組通、斷電，轉(zhuǎn)子便能按一定的方向運(yùn)轉(zhuǎn)；該電機(jī)的缺點(diǎn)是：按圖所示當(dāng)定子位于兩塊永磁體凸極的中間時(shí)，如果定子產(chǎn)生一個(gè)N極磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)對(duì)位于磁場(chǎng)兩側(cè)的N極永磁體會(huì)同時(shí)產(chǎn)生相斥力，而如果定子產(chǎn)生一個(gè)S極磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)對(duì)位于磁場(chǎng)兩側(cè)的N極永磁體則會(huì)同時(shí)產(chǎn)生相吸力，因此該電機(jī)是無法工作的。

另外已公布的申請(qǐng)?zhí)枮镃N201010602154.X，名稱為采用分布式繞組的永磁開關(guān)磁阻電機(jī)；它是由定子及套接于定子內(nèi)部的轉(zhuǎn)子，定子和轉(zhuǎn)子均為環(huán)狀凸極結(jié)構(gòu)，定子內(nèi)環(huán)表面設(shè)有均布的定子齒，轉(zhuǎn)子外環(huán)表面設(shè)有均布的轉(zhuǎn)子齒，相互套接的定子鐵心與轉(zhuǎn)子鐵心之間留有空隙，永磁體嵌放在定子鐵心軛部；定子采用分布式結(jié)構(gòu)的三相電樞繞組，相鄰定子齒槽體間只有一個(gè)繞組線圈，將每跨過兩個(gè)定子槽的線圈連接起來成一相繞組，三相繞組之間互感相互耦合，工作時(shí)任意時(shí)刻總有兩相繞組勵(lì)磁通電；電樞繞組和永久磁體相互作用輸出轉(zhuǎn)矩大于電樞繞組單獨(dú)勵(lì)磁輸出轉(zhuǎn)矩；該電機(jī)只是在傳統(tǒng)的開關(guān)磁阻電機(jī)磁軛處增加了兩塊永磁體，從而改變了磁場(chǎng)分布狀況及控制模式，但因?yàn)槔@組磁場(chǎng)沒有得到全部利用，從而沒有從根本上解決做功效率低下的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)上述電機(jī)的不足，提供一種四轉(zhuǎn)子永磁開關(guān)磁阻電機(jī)，它是由轉(zhuǎn)子、左定子、右定子、殼體和控制器組成；轉(zhuǎn)子是由通過盤榖連接成一體，帶有左內(nèi)轉(zhuǎn)子、左外轉(zhuǎn)子、右內(nèi)轉(zhuǎn)子，右外轉(zhuǎn)子、左內(nèi)導(dǎo)磁套、左外導(dǎo)磁套、右內(nèi)導(dǎo)磁套、右外導(dǎo)磁套、左內(nèi)磁鋼環(huán)、左外磁鋼環(huán)、右內(nèi)磁鋼環(huán)、右外磁鋼環(huán)組成；其中左內(nèi)磁鋼環(huán)、左外磁鋼環(huán)、右內(nèi)磁鋼環(huán)、右外磁鋼環(huán)上的磁鋼S極與N極均為顛倒?fàn)畈贾茫欢髢?nèi)導(dǎo)磁套、左外導(dǎo)磁套、右內(nèi)導(dǎo)磁套、右外導(dǎo)磁套的作用是將左內(nèi)轉(zhuǎn)子、左外轉(zhuǎn)子、右內(nèi)轉(zhuǎn)子，右外轉(zhuǎn)子上的磁鋼磁場(chǎng)串聯(lián)在一起，通過左磁軛和右磁軛各自形成磁場(chǎng)環(huán)路；左定子是通過左磁軛處的左螺桿和左壓板固定在左端蓋上，并帶有左內(nèi)繞組、左外繞組、左內(nèi)極齒、左外極齒的矽鋼片組成；右定子是通過右磁軛處的右螺桿和右壓板固定在右端蓋上，并帶有右內(nèi)繞組、右外繞組、右內(nèi)極齒、右外極齒的矽鋼片組成；左定子和右定子上的矽鋼片是由無取向矽鋼片和有取向矽鋼片兩種疊加組成的，無取向矽鋼片是一個(gè)整體，而有取向矽鋼片則是由數(shù)塊左內(nèi)極齒和左外極齒以及右內(nèi)極齒和右外極齒組成的；殼體是由左端蓋、右端蓋、外套組成；控制器是由安裝在轉(zhuǎn)子上的A齒盤和B齒盤，以及通過傳感器支架安裝在左端蓋上的A 組傳感器和B組傳感器，及總控制模塊和A組控制模塊及B組控制模塊，以及 A組功率模塊和B組功率模塊組成；其中A齒盤和B齒盤組合后會(huì)在齒的兩個(gè)齒邊處形成一個(gè)相互重疊的盲區(qū)，其作用是能同時(shí)對(duì)A組傳感器和B組傳感器進(jìn)行阻擋，使其無信號(hào)輸出；A組傳感器或B組傳感器只有在A齒盤或B齒盤對(duì)其無阻擋時(shí)才有信號(hào)輸出；A組功率模塊是由A齒盤和A組傳感器通過A組控制模塊控制的，B組功率模塊是由B齒盤和B組傳感器通過B組控制模塊控制的，而輸出功率的大小是由總控制模塊控制的；A齒盤和B齒盤對(duì)A組傳感器和B組傳感器采用的是分組分段方法控制，即A組功率模塊工作時(shí)，B組功率模塊不工作，否則相反；而且A組功率模塊工作時(shí)的電流與B組功率模塊工作時(shí)的電流是相反的。

由于磁鋼的引入，使定子各極齒的磁阻加大，因此無論磁鋼與定子間是齒對(duì)齒還是齒對(duì)槽，其各繞組通電時(shí)的電感都較小，這也給繞組換流帶來了方便，同時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)功率模塊IGBT在大電感狀態(tài)下關(guān)斷的情況，加之磁鋼S極與N 極呈顛倒?fàn)畈贾茫欢也捎昧舜配摌O數(shù)多于定子極齒極數(shù)的設(shè)計(jì)，使極齒做功時(shí)形成了一場(chǎng)雙功的效果，同時(shí)由于采用了四轉(zhuǎn)子和雙定子，比同等體積重量的電機(jī)其輸出功率有很大的提高，特別適用于對(duì)體積重量功率比要求高的情況下使用。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

圖1示出的是本實(shí)用新型四轉(zhuǎn)子永磁開關(guān)磁阻電機(jī)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2示出的是本實(shí)用新型四轉(zhuǎn)子永磁開關(guān)磁阻電機(jī)實(shí)施例A--A的剖視圖。

圖3示出的是本實(shí)用新型四轉(zhuǎn)子永磁開關(guān)磁阻電機(jī)實(shí)施例第一種工作狀態(tài)，即極齒與磁鋼中心線錯(cuò)開，且其左側(cè)為S極磁場(chǎng)，右側(cè)為N極磁場(chǎng)時(shí)，與A齒盤和B齒盤及A組傳感器和B組傳感器的關(guān)系示意圖；也是為了便于識(shí)別將B齒盤和B組傳感器及B組傳感器縮小后的示意圖。

圖4示出的是本實(shí)用新型四轉(zhuǎn)子永磁開關(guān)磁阻電機(jī)實(shí)施例第二種工作狀態(tài)，即極齒與磁鋼的中心線重疊同時(shí)進(jìn)入盲區(qū)時(shí)，A齒盤和B齒盤與A組傳感器和B組傳感器的關(guān)系示意圖。

圖5示出的是本實(shí)用新型四轉(zhuǎn)子永磁開關(guān)磁阻電機(jī)實(shí)施例第三種工作狀態(tài)，即極齒與磁鋼中心線再次錯(cuò)開，且其左側(cè)為N極磁場(chǎng)，右側(cè)為S極磁場(chǎng)時(shí)，與 A齒盤和B齒盤及A組傳感器和B組傳感器的關(guān)系示意圖。

圖6示出的是本實(shí)用新型四轉(zhuǎn)子永磁開關(guān)磁阻電機(jī)實(shí)施例某一相的控制原理圖。

圖7示出的是本實(shí)用新型四轉(zhuǎn)子永磁開關(guān)磁阻電機(jī)實(shí)施例A齒盤的示意圖。

圖8示出的是本實(shí)用新型四轉(zhuǎn)子永磁開關(guān)磁阻電機(jī)實(shí)施例B齒盤的示意圖。

圖9示出的是本實(shí)用新型四轉(zhuǎn)子永磁開關(guān)磁阻電機(jī)實(shí)施例A齒盤和B齒盤及A組傳感器和B組傳感器的關(guān)系，以及A齒盤與B齒盤組合后形成盲區(qū)的示意圖。

圖10示出的是本實(shí)用新型四轉(zhuǎn)子永磁開關(guān)磁阻電機(jī)實(shí)施例左定子和右定子的極齒與轉(zhuǎn)子磁鋼的關(guān)系示意圖。

圖11示出的是本實(shí)用新型四轉(zhuǎn)子永磁開關(guān)磁阻電機(jī)實(shí)施例左定子和右定子的無取向矽鋼片示意圖。

圖12示出的是本實(shí)用新型四轉(zhuǎn)子永磁開關(guān)磁阻電機(jī)實(shí)施例左定子和右定子的有取向矽鋼片組合示意圖。

圖中：1、轉(zhuǎn)子，2、左定子，3、右定子，4、左內(nèi)轉(zhuǎn)子，5、左內(nèi)導(dǎo)磁套， 6、左內(nèi)磁鋼環(huán)，7、右內(nèi)轉(zhuǎn)子，8、右內(nèi)導(dǎo)磁套，9、右內(nèi)磁鋼環(huán)，10、左螺桿， 11、左壓板，12、右壓板，13、右端蓋，14、右軸承，15、右螺桿，16、右內(nèi)繞組，17、右內(nèi)極齒，18、右外繞組，19、右磁軛，20、右外極齒，21、右外磁鋼環(huán)，22、右外導(dǎo)磁套，23、盤榖，24、右外轉(zhuǎn)子，25、外套，26、左外轉(zhuǎn)子， 27、左外磁鋼環(huán)，28、左外導(dǎo)磁套，29、左外極齒，30、左磁軛，31、左外繞組，32、左內(nèi)極齒，33、左內(nèi)繞組，34、左端蓋，35、左軸承，36、傳感器支架，37、A組傳感器，38、B組傳感器，39、A齒盤，40、B齒盤，41、殼體， 42、盲區(qū)，43、控制器，44、總控制模塊，45、A組控制模塊，46、B組控制模塊，47、A組功率模塊，48、B組功率模塊，49、無取向矽鋼片，50、有取向矽鋼片。

具體實(shí)施方式

四轉(zhuǎn)子永磁開關(guān)磁阻電機(jī)是由轉(zhuǎn)子1、左定子2、右定子3、殼體41和控制器43組成；轉(zhuǎn)子1是由通過盤榖23連接成一體，帶有左內(nèi)轉(zhuǎn)子4、左外轉(zhuǎn)子 26、右內(nèi)轉(zhuǎn)子7，右外轉(zhuǎn)子24、左內(nèi)導(dǎo)磁套5、左外導(dǎo)磁套28、右內(nèi)導(dǎo)磁套8、右外導(dǎo)磁套22、左內(nèi)磁鋼環(huán)6、左外磁鋼環(huán)27、右內(nèi)磁鋼環(huán)9、右外磁鋼環(huán)21 組成；其中左內(nèi)磁鋼環(huán)6、左外磁鋼環(huán)27、右內(nèi)磁鋼環(huán)9、右外磁鋼環(huán)21上磁鋼其S極與N極如圖10所示均為顛倒?fàn)畈贾?；而左?nèi)導(dǎo)磁套5、左外導(dǎo)磁套28、右內(nèi)導(dǎo)磁套8、右外導(dǎo)磁套22的作用是將左內(nèi)轉(zhuǎn)子4、左外轉(zhuǎn)子26、右內(nèi)轉(zhuǎn)子 7，右外轉(zhuǎn)子24上的磁鋼磁場(chǎng)串聯(lián)在一起，通過左磁軛30和右磁軛19分別形成磁場(chǎng)環(huán)路；左定子2是通過左磁軛30處的左螺桿10和左壓板11固定在左端蓋34上，并帶有左內(nèi)繞組33、左外繞組31、左內(nèi)極齒32、左外極齒29的矽鋼片組成；右定子3是通過右磁軛19處的右螺桿15和右壓板12固定在右端蓋13 上，并帶有右內(nèi)繞組16、右外繞組18、右內(nèi)極齒17、右外極齒20的矽鋼片組成；左定子2和右定子3上的矽鋼片是由無取向矽鋼片49和有取向矽鋼片50 兩種疊加組成的，無取向矽鋼片49是由如圖10所示的一個(gè)整體，而有取向矽鋼片50則是由如圖11所示，是由數(shù)塊左內(nèi)極齒32和左外極齒29和右內(nèi)極齒 17和右外極齒20組成的，應(yīng)用中采用N塊無取向矽鋼片49疊加N塊有取向矽鋼片50，然后再疊加N塊無取向矽鋼片49，以此類推；殼體41是由左端蓋34、右端蓋13、外套25組成；控制器43是由安裝在轉(zhuǎn)子1上的A齒盤39和B齒盤40，以及通過傳感器支架36安裝在左端蓋34上的A組傳感器37和B組傳感器38，及總控制模塊44和A組控制模塊45及B組控制模塊46，以及A組功率模塊47和B組功率模塊48組成；其中A齒盤39和B齒盤40組合后會(huì)在齒的兩個(gè)齒邊處形成一個(gè)相互重疊的盲區(qū)42，其作用是能同時(shí)對(duì)A組傳感器37 和B組傳感器38進(jìn)行阻擋，使其無信號(hào)輸出；A組傳感器37或B組傳感器38 只有在A齒盤39或B齒盤40對(duì)其無阻擋時(shí)才有信號(hào)輸出；A組功率模塊47 是由A齒盤39和A組傳感器37通過A組控制模塊45控制的，B組功率模塊 48是由B齒盤40和B組傳感器38通過B組控制模塊46控制的；A齒盤39和 B齒盤40對(duì)A組傳感器37和B組傳感器38采用的是分組分段方法控制，即A 組功率模塊47工作時(shí)，B組功率模塊48不工作，否則相反；而且A組功率模塊47工作時(shí)的電流與B組功率模塊48工作時(shí)的電流相反。

工作中，當(dāng)電機(jī)控制器43啟動(dòng)后，首先是通過位于轉(zhuǎn)子1上的A齒盤39 和B齒盤40確定左內(nèi)磁鋼環(huán)6、左外磁鋼環(huán)27、右內(nèi)磁鋼環(huán)9、右外磁鋼環(huán)21 上每塊磁鋼的中心線，與左內(nèi)極齒32、左外極齒29、右內(nèi)極齒17、右外極齒 20中心線的位置關(guān)系；現(xiàn)取右內(nèi)極齒17中的一相極齒為例，當(dāng)電機(jī)設(shè)置為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，右內(nèi)極齒17有三種工作狀態(tài)：第一種工作狀態(tài)，如圖3所示：當(dāng)該相右內(nèi)極齒17的中心線與右內(nèi)轉(zhuǎn)子7上的某塊內(nèi)N極磁鋼的中心線是錯(cuò)開的，此時(shí)該相右內(nèi)極齒17的中心線所對(duì)應(yīng)的右內(nèi)轉(zhuǎn)子7上的磁鋼，其左側(cè)為內(nèi)S極磁鋼，右側(cè)為內(nèi)N極磁鋼時(shí)，轉(zhuǎn)子1上的A齒盤39此時(shí)沒有對(duì)該右內(nèi)極齒17 對(duì)應(yīng)的A組傳感器37產(chǎn)生阻擋，而此時(shí)B齒盤40對(duì)B組傳感器38產(chǎn)生了阻擋，因此B組傳感器38是沒有做功信號(hào)輸出的，只有A組傳感器37才有做功信號(hào)輸出，此時(shí)通電的右內(nèi)繞組16在右內(nèi)極齒17端部產(chǎn)生一個(gè)N極磁場(chǎng)，根據(jù)磁場(chǎng)異性相吸，同性相斥的工作原理，此時(shí)右內(nèi)極齒17端部所產(chǎn)生N極磁場(chǎng)，會(huì)與右內(nèi)轉(zhuǎn)子7上的內(nèi)S極磁鋼產(chǎn)生一個(gè)相吸力偶，而與右內(nèi)轉(zhuǎn)子7上的內(nèi)N 極磁鋼則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相斥力偶，此時(shí)在右定子3的作用下，相吸力偶和相斥力偶會(huì)同時(shí)做功驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子1順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

第二種工作狀態(tài)，如圖4所示：隨著轉(zhuǎn)子1的旋轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)到該相右內(nèi)極齒17的中心線與右內(nèi)轉(zhuǎn)子7上的內(nèi)S極磁鋼的中心線重疊時(shí)，A齒盤39與B 齒盤40所組成盲區(qū)42對(duì)A組傳感器37和B組傳感器38都產(chǎn)生了阻擋，沒有做功信號(hào)輸出，此時(shí)A組功率模塊47和B組功率模塊48都沒有功率輸出。

第三種工作狀態(tài)，如圖5所示：隨著轉(zhuǎn)子1的旋轉(zhuǎn)，當(dāng)該相右內(nèi)極齒17的中心線與右內(nèi)轉(zhuǎn)子7上的內(nèi)S極磁鋼的中心線再次錯(cuò)開后，此時(shí)該相右內(nèi)極齒 17的中心線所對(duì)應(yīng)的右內(nèi)轉(zhuǎn)子7上的磁鋼左側(cè)為N極右側(cè)為S極時(shí)，此時(shí)B齒盤40沒有阻擋B組傳感器38，而A齒盤39對(duì)A組傳感器37產(chǎn)生了阻擋，因此A組傳感器37是沒有做功信號(hào)輸出的，只有B組傳感器38才有做功信號(hào)輸出，由于指令指揮輸出的做功電流與A組功率模塊47和A組傳感器37指令指揮輸出的做功電流是相反的，此時(shí)通電的右內(nèi)繞組16在右內(nèi)極齒17端部產(chǎn)生一個(gè)S極磁場(chǎng)，根據(jù)磁場(chǎng)異性相吸，同性相斥的工作原理，此時(shí)右內(nèi)極齒17端部所產(chǎn)生S極磁場(chǎng)，會(huì)與右內(nèi)轉(zhuǎn)子7上的內(nèi)N極磁鋼產(chǎn)生一個(gè)相吸力偶，而與右內(nèi)轉(zhuǎn)子7上的內(nèi)S極磁鋼則會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相斥力偶，此時(shí)在右定子3的作用下，相吸力偶和相斥力偶會(huì)同時(shí)做功驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子1順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；據(jù)上所述，其余各相以此類推，不斷的在總控制模塊44的控制下做功一關(guān)閉--換流后再做功，周而復(fù)始，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子1旋轉(zhuǎn)。