专利名称：隐性移动式定子磁极及定子转子磁极数相等的开关磁阻电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电能转换成机械能的机械装置，是一种隐性移动式定子磁极及定子转子磁极数相等的开关磁阻电机。
背景技术：
开关磁阻电动机，是一种新型的调速电机，它具有结构简单坚固、制造成本低、调速性能优异等特点，是各国研究和开发的热点之一。当前国内外应用及研究的开关磁阻电机，如四相8/6极、五相10/8极、6相12/10极等磁阻电动机，其定子磁极与转子磁极都采用双凸极式结构，定子励磁都采用集中式绕组，每个定子磁极位置固定不变，定子磁极数与转子磁极数不相等。例如一台四相8/6极开关磁阻电机，每个定子磁极上均有励磁绕组及相应的控制电路。当开关磁阻电机运行时，任何瞬时只有一相定子绕组通电；当四相定子绕组按顺时钟顺序通电时，定子磁极产生的电磁力牵引转子逆时针方向转动；当四相定子绕组按逆时钟顺序通电时，定子磁极产生的电磁力牵引转子顺时针方向转动。综上所述可看出，此结构的开关磁阻电机主要特征是其一是转子的旋转方向与磁极移动方向相反；其二是任何瞬间，四相8/6极的磁阻电动机，四对磁极只有一对磁极的绕组导电，产生磁拉力，其它三对磁极处于等待状态，整个电机只有1/4磁极产生磁拉力，磁极的利用率是25％。依此类推可知，五相10/8极的磁阻电动机，五对磁极也是一对磁极产生磁拉力，只有1/5磁极产生磁拉力，利用率是20％；6相12/10极的磁阻电动机，六对磁极也是一对磁极产生磁拉力，只有1/6磁极产生磁拉力，利用率是17％……；磁极没有充分利用并产生电磁力。其三由于定子旋转磁场的旋转方向与转子旋转方向相反，当凸极转子采用非硅钢片时，根据感应电动机原理，在转子上将产生与转速方向相反的负面影响的制动转矩。其四由于开关磁阻电机的双凸结构和开关式供电方式，由于定子与转子磁极旋转方向相反，使定子与转子磁极间的磁阻值周期性地大范围变化，使磁阻呈现周期性的变化，造成磁路局部周期性地严重饱和，因此产生严重的噪声和机械振动。其五由于定子采用凸极式磁极及集中励磁绕组，当一个集中绕组通电变换成另一个集中绕组通电时，定子磁极移动一步的角度是45°电角度，电机低速性能差、调速范围小等等问题就会出现。
发明内容
本发明的目的是提供一种效率高、运行平稳、低速及调速性能更优良的高性价比的定子磁极数与转子磁极数相等、定子磁极隐性移动的开关磁阻电机。
本发明是这样实现的一种隐性移动式定子磁极及定子转子磁极数相等的开关磁阻电机，包括机座1，定子铁心2安装在机座1上，定子铁心2由硅钢片叠加成园筒形，在定子铁心2的内园表面均匀分布定子槽3，分布式定子绕组6置于定子槽3中；转子4安装在转轴5上，转子磁极数与隐性定子磁极数相等。分布式定子绕组4通电后形成隐性移动式定子磁极；隐性移动式定子磁极数与转子磁极数相等；每一个磁极均产生电磁力。
本发明提供的隐性移动式定子磁极及定子转子磁极数相等的开关磁阻电机，由于定子磁极与转子磁极数相等，在任何瞬间，每个隐性定子磁极都产生电磁力，牵引转子旋转，磁极的利用率是100％，因此同等重量、同等体积电机，本新型结构开关磁阻电机可使输出功率更大。由于转子磁极旋转方向与定子磁极的旋转方向相同，提高了电机的效率。新结构磁阻电机定子磁极与转子磁极间的气隙均匀，同方向旋转，气隙磁阻值恒定，不存在周期性的磁路饱和问题，可使电机运行更平稳，噪声降低。新结构开关磁阻电机采分布式绕组，能方便地控制定子磁极移动一步的最小角度为一个槽距角，则新型电机的低速性能更好，电机调速范围更宽。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施例方式
本发明采用以下结构本发明采用以下结构一种隐性移动式定子磁极及定子转子磁极数相等的开关磁阻电机，包括机座1，定子铁心2安装在机座1上，定子铁心2由硅钢片叠加成园筒形，在定子铁心2的内园表面均匀分布定子槽3，分布式定子绕组6置于定子槽3中；转子4安装在转轴5上，转子磁极数与隐性定子磁极数相等。分布式定子绕组4通电后形成隐性移动式定子磁极；隐性移动式定子磁极数与转子磁极数相等；每一个磁极均产生电磁力。
本发明开关磁阻电机的工作原理如下以六个磁极的开关磁阻电机为例。转子4为六个磁极，隐性移动的六个定子磁极无固定的位置；当分布式定子绕组6通电时，如果A、C、E三个隐性定子磁极呈S磁性，则B、D、F三个隐性定子磁极呈N磁性。六个隐性定子磁极与六个转子磁极错开半个磁极位置，使六个转子磁极均受到顺时钟方向的电磁力，转子4则顺时钟方向转动一个角度；当转子4顺时钟转过这个角度后，又改变定子励磁绕组的通电方式，使隐性定子磁极又顺时钟方向移动一个角度，始终保持隐性定子磁极超前转子磁极半个磁极的物理位置，在电磁力作用下，六个顺时钟旋转的定子磁极牵引六个转子磁极顺时钟方向旋转。同理，当定子磁极逆时钟方向旋转时，转子磁极也会逆时钟方向旋转。隐性定子磁极某时刻的位置、移动速度、移动方向均由绕组的通电规律决定。
本发明开关磁阻电机凸极式转子可用硅钢片叠成也可采用整块铁磁材料制造，采用凸极式结构，转子磁极数与隐性定子磁极数量相等，通过转轴输出机械能。按电机磁极数表示习惯用P表示磁极对数，用2P表示电机的磁极数。电机的磁极对数P值，可根据电机的功率大小合理设计；电机功率越大，其磁极对数P的数值也越大；转子磁极不显磁性，根据工程上的需要也可让转子设计成N磁极与S磁极交替的凸极式转子磁极。
隐性移动式定子磁极由硅钢片叠成，在定子2内园表面，均匀分布定子槽3，当定子槽中的绕组没有电流通过时，则此处的不显磁性。当定子绕组中有电流时，激磁电流使该处呈现磁极；定子绕组的通电规律由控制系统决定，当控制系统改变定子绕组通电规律时，可实现隐性磁极位置改变，相当磁极在移动。定子绕组通电后形成的N磁极与S磁极交替排列；定子磁极数与转子磁极数相等。不显磁性的虚线部分的宽度一般与转子磁极宽度接近。
分布式定子绕组该形式的定子绕组控制方便，容易实现定子磁极的移动；如图所示某瞬时绕组的通电方式， 表示电流流入纸面， 表示电流流出纸面；使1、3、5定子磁极呈S磁性，使B、D、F定子磁极呈N磁性。○表示绕组中无电流通过，所以虚线部分不显磁性。控制绕组的通电时间，使隐性磁极的移动速度随即改变，转子的转速也随着改变。而定子绕组的通电方式由控制系统决定。综上所述，在任何瞬间每个磁极均产生电磁力，转子磁极数与定子磁极数相等，并以相同的旋转速度、相同的旋转方向旋转。
该新型开关磁阻电机能方便地设计成大型、中小型、微型及特殊结构的立式、卧式及倒装式如电动车用轮毂结构等电机。
权利要求
1.一种隐性移动式定子磁极及定子转子磁极数相等的开关磁阻电机，它包括机座(1)，定子铁心(2)安装在机座(1)上，其特征在于定子铁心(2)由硅钢片叠加成园筒形，在定子铁心(2)的内园表面均匀分布定子槽(3)，分布式定子绕组(6)置于定子槽(3)中；转子(4)安装在转轴(5)上，转子磁极数与隐性定子磁极数相等。
2.根据权利要求1所述的隐性移动式定子磁极及定子转子磁极数相等的开关磁阻电机，其特征在于分布式定子绕组(4)通电后形成隐性移动式定子磁极；隐性移动式定子磁极数与转子磁极数相等；每一个磁极均产生电磁力。
全文摘要
本发明公开了一种隐性移动式定子磁极及定子转子磁极数相等的开关磁阻电机，它属于电动机设备。定子磁极采有隐性移动式结构，定子磁极数与转子磁极数相等；每个定子磁极均产生电磁力，牵引转子磁极相同方向和速度旋转。电机采用直流电源供电，定子磁极的移动速度和方向由定子绕组的通电规律决定，定子绕组的通电规律由控制系统决定。本装置即有传统开关磁阻电机结构简单坚固、制造成本低、工作可靠性高，维护简单的等优点外，又具有效率高、运行平稳、控制方便、低速性及调速性能更好的优点。
文档编号H02K1/16GK1564431SQ20041001298
公开日2005年1月12日 申请日期2004年4月8日 优先权日2004年4月8日
发明者汪德华, 盛光忠 申请人:三峡大学