专利名称：一种两段式倍相开关磁阻电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及开关磁阻电动机领域，具体涉及一种两段式倍相开关磁阻电动机。
背景技术：
N(N彡2，取正整数)相开关磁阻电动机，每相有K(K彡1，取正整数)对定子凸极， 一般2ΚΝ个定子凸极在圆周上均布，相邻的定子凸极的极距角B= $。定子凸极的极弧角为^，上面嵌有匝数和线径相同的线圈。均布的I个凸极的线圈连成一相绕组。通电时，I个凸极的磁性呈N、S间隔排列。N相绕组的接法一样。N相凸极依次顺时针排列。N相开关磁阻电动机的转子共有I(N-I)个转子凸极，也在与定子同圆心的圆周上均布，相邻的转子凸极的极距角τ ρ即转子凸极的极弧角当电动机转子 转过τ 1>角后，定子凸极和转子凸极的位置关系就回到初始状态。电动机相绕组通以一定的电流i后所产生的磁链，可近似表示为Ψ = θ +f2，式 中θ是定子凸极与转子凸极间的重叠角，而&和4是1的函数，且i = 0时，f\ = 0，f2 = 0，定子凸极中的磁共能W= θ \^fidi + ^fidi。而电磁转矩— = — fW，与f2无关，此处P为转子转角。关于两段式开关磁阻电动机，1994年就有人申请了一种专利(专利号 W09618232)，电动机轴向由两段两相开关磁阻电动机构成，每段电动机的定子凸极和转子 凸极数分别为为8和4，配合构成1台4相开关磁阻电动机。其初始位置展开如图1所示， 图中IS和IR表示第一段电动机定子凸极的相a、c，2S和2R表示第二段电动机定子凸极的 相b、d。2S和2R有两种设置方式，用后面的角标1和2来区别。随着转子逆时针的转角识的改变，定子凸极和转子凸极的重叠角θ以周期、发 生变化，图2给出了 ea、eb、Θ。、波形。尽管2S和2R有两种不同的配置。ed 的波形完全相同。通常，4相开关磁阻电动机是一段的，其定子凸极和转子凸极数最少分别为8极和 6极，其相绕组中通电的脉动频率要比上述方案大1.5倍，所以电动机的铁芯损耗、开关损 耗和噪声都较大，由此可见这种两段式4相开关磁阻电动机适用的额定转速可以更高，值 得进一步推广和研究。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种可以降低铁芯损耗、开关损耗以及噪声的两段 式倍相开关磁阻电动机。本发明提出的两段式倍相开关磁阻电动机，轴向由两段构成，所述两段N相开关磁阻电动机，每段是一台N相开关磁阻电动机，N >2且为正整数，每段N相开关磁阻电动机 各相的磁路对称独立；所述两段N相开关磁阻电动机分别设置有自己的定子和转子，所述 两段N相开关磁阻电动机的定子和转子的结构相同；所述每段N相开关磁阻电动机的每相 分别设置有I个定子凸极，K彡1且为正整数，所述每段N相开关磁阻电动机分别有2KN个定子凸极在圆周上均布，相邻的定子凸极的极距角为W= ^ ；所述每段N相开关磁阻电动机分别有I(N-I)个转子凸极在圆周上均布，相邻的转子凸极的极距角为A=^Tjy ‘所述两段N相开关磁阻电动机的定子凸极上嵌有匝数和线径规格相同的线圈，所述每段N 相开关磁阻电动机的每相的I个定子凸极的线圈连成一个相绕组，N相绕组的接法和参数 相同；各相绕组中通有电流时，各相绕组对应的观个定子凸极的磁性分别呈N极、S极间隔 排列；所述两段N相开关磁阻电动机之间的相对位置关系为轴向投影方向第二段N相开 关磁阻电动机的定子和转子分别相对于第一段N相开关磁阻电动机的定子和转子同时偏 离一定角度；或者轴向投影方向第二段N相开关磁阻电动机的定子相对于第一段N相开关 磁阻电动机的定子偏离一定角度；或者轴向投影方向第二段N相开关磁阻电动机的转子相 对于第一段N相开关磁阻电动机的转子偏离一定角度。所述两段N相开关磁阻电动机的凸极与槽的方位是互换的；所述两段N相开关磁 阻电动机间定子凸极和槽的方位互换，同时转子凸极和槽的方位互换；轴向投影后，所述两段N相开关磁阻电动机的定子凸极的圆周上的方位角差为^^所述两段N相开关磁阻电动机的转子凸极的圆周上的方位角差为万述两段N相开关磁阻电动机的2N相定子凸极按 顺时针转向依次间隔均勻排列，即，a、b、c、d...等2N相定子凸极按顺时针转向排列。同 时，以a、b、c、d....顺序对2N相绕组顺序通电，转子逆时针方向转动。所述两段N相开关磁阻电动机的定子凸极在轴向投影圆周上的方位按顺时针转 向排列；所述两段N相开关磁阻电动机的各定子凸极对应重合，S卩，两段电动机间，定子凸 极在轴向投影圆周上的方位按顺时针排列，a、c、...等第一段N相定子凸极与b、d...等第 二段N相定子凸极对应重合；在轴向投影圆周上的方位上，所述两段N相开关磁阻电动机的对应的转子凸极在顺时针转向上偏离角度。同时，以a、b、c、d....顺序对2N相绕组顺序通电，转子转向不变。所述两段N相开关磁阻电动机的转子凸极进行轴向投影后圆周上的方位重合；所 述两段N相开关磁阻电动机的定子凸极轴向投影后圆周上的方位按顺时针转向排列；b、 d...等第二段N相开关磁阻电动机的定子凸极依次比a、c...等第一段N相开关磁阻电动机的定子凸极在逆时针转向上偏移 角。这一方案的2Ν相绕组通电顺序仍为a、b、c、d...，转子转向不变。在轴向投影的圆周上，定子凸极方位的顺时针转向的排列为b、a、d、所述N彡3。与现有技术相比，本技术方案可以降低铁芯损耗、开关损耗以及噪声，适用的额定 转速高。
图1为一种现有的4相电动机定子凸极和转子凸极的初始位置示意图；图2为一种现有的4相电动机旋转时定子凸极和转子凸极的重叠角θ的波形示 意图；图3为本发明实施例提供的一种4相电动机实施例的定子凸极和转子凸极的初始 位置示意图；图4为本发明实施例提供的一种4相电动机实施例的定子凸极和转子凸极的重叠 角θ的波形示意图；图5为本发明实施例提供的一种6相电动机实施例的定子凸极和转子凸极的初始 位置示意图；图6为本发明实施例提供的一种6相电动机实施例的定子凸极和转子凸极的重叠 角θ的波形示意图。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。本发明实施例提供一种两段式倍相开关磁阻电动机，电动机轴向由两段组成，每 段是一台普通的2，N为正整数)相开关磁阻电动机，两段N相开关磁阻电动机的结 构相同，配合起来工作后，构成一台2Ν相开关磁阻电动机。本发明实施例中的每段N相电动机中，每相有Κ(Κ彡1，K为正整数)对定子凸极，每段N相电动机分别有2ΚΝ个定子凸极在圆周上均布，定子极距角Ts= 转子共KN有I(N-I)个凸极，在转子圆周上均布，转子极距角Α=^^，当电动机转子逆时针转过、角后，定子凸极和众多转子凸极的相对位置关系又回到转动之前的状态。故转子的转角 P的周期为τ-所有定子凸极上嵌有匝数和线径规格相同的线圈，圆周上均布的观个凸极的线 圈连成一个相绕组，相绕组中通有电流时，2Κ个定子凸极的磁性是N、S极间隔排列；N相绕 组的接法和参数相同。凸极与槽的方位是互换的。两段N相电动机间定子凸极和槽的方位互换，同时转 子凸极和槽的方位也是如此；亦即轴向投影后，两段电动机的定子凸极圆周上方位角差为￥;转子凸极的圆周上的方位角差为￥。3、13、(3、(1...等2Ν相定子凸极按顺时针转向排列，当以a、b、c、d....顺序对2N相绕组顺序通电时，转子逆时针方向转动。假设在转子转角口为某一值时，电机圆周的直线展开图上，转子凸极的右侧上升沿 与定子凸极a左侧下降沿相遇，定子凸极a对转子凸极的重叠角θ a从零即将增加，基于定子凸极b的左侧下降沿比定子凸极a左侧下降沿滞后^^，相应的转子凸极右侧上升沿滞后 ^，故则需要转子逆时针再转后，定子凸极b对转子凸极的重叠角θ b才会从零开始增加，这种情况说明波形上eb滞后于03的角度为
权利要求
1.一种两段式倍相开关磁阻电动机，轴向由两段构成，所述两段N相开关磁阻电动机， 每段是一台N相开关磁阻电动机，N ^ 2且为正整数，每段N相开关磁阻电动机各相的磁路 对称独立；所述两段N相开关磁阻电动机分别设置有自己的定子和转子，所述两段N相开 关磁阻电动机的定子和转子的结构相同；所述每段N相开关磁阻电动机的每相分别设置有 I个定子凸极，K彡1且为正整数，所述每段N相开关磁阻电动机分别有2KN个定子凸极在圆周上均布，相邻的定子凸极的极距角为Ts= 所述每段N相开关磁阻电动机分别有2K(N-I)个转子凸极在圆周上均布，相邻的转子凸极的极距角为Tr=^^ ；所述两段N相开关磁阻电动机的定子凸极上嵌有匝数和线径规格相同的线圈，所述每段N相开关磁阻 电动机的每相的I个定子凸极的线圈连成一个相绕组，N相绕组的接法和参数相同；各相 绕组中通有电流时，各相绕组对应的观个定子凸极的磁性分别呈N极、S极间隔排列；其特 征在于所述两段N相开关磁阻电动机之间的相对位置关系为轴向投影方向第二段N相开关 磁阻电动机的定子和转子分别相对于第一段N相开关磁阻电动机的定子和转子同时偏离 一定角度；或者轴向投影方向第二段N相开关磁阻电动机的定子相对于第一段N相开关磁 阻电动机的定子偏离一定角度；或者轴向投影方向第二段N相开关磁阻电动机的转子相对 于第一段N相开关磁阻电动机的转子偏离一定角度。
2.根据权利要求1所述的两段式倍相开关磁阻电动机，其特征在于 所述两段N相开关磁阻电动机的凸极与槽的方位是互换的；所述两段N相开关磁阻电动机间定子凸极和槽的方位互换，同时转子凸极和槽的方位 互换；轴向投影后，所述两段N相开关磁阻电动机的定子凸极的圆周上的方位角差为￥，所述两段N相开关磁阻电动机的转子凸极的圆周上的方位角差为* ；所述两段N相开关磁阻电动机的2N相定子凸极按顺时针转向依次间隔均勻排列。
3.根据权利要求1所述的两段式倍相开关磁阻电动机，其特征在于所述两段N相开关磁阻电动机的定子凸极在轴向投影圆周上的方位按顺时针转向排列；所述两段N相开关磁阻电动机的各定子凸极对应重合；在轴向投影圆周上的方位上，所述两段N相开关磁阻电动机的对应的转子凸极在顺时 针转向上偏离角度。
4.根据权利要求1所述的两段式倍相开关磁阻电动机，其特征在于所述两段N相开关磁阻电动机的转子凸极进行轴向投影后圆周上的方位重合； 所述两段N相开关磁阻电动机的定子凸极轴向投影后圆周上的方位按顺时针转向排列；第二段N相开关磁阻电动机的定子凸极依次比第一段N相开关磁阻电动机的定子凸极 在逆时针转向上偏移^角。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的两段式倍相开关磁阻电动机，其特征在于所 述N彡3。
全文摘要
本发明提出一种两段式倍相开关磁阻电动机，电动机轴向由两段构成，每段是普通的N相开关磁阻电动机。每段N相开关磁阻电动机各相的磁路对称独立；所述两段N相开关磁阻电动机分别设置有自己的定子和转子，两段N相开关磁阻电动机的定子和转子的结构相同。本发明提出的两段式倍相开关磁阻电动机的相电流的脉动频率比通常的2N相开关磁阻电动机低，因此铁芯损耗、开关损耗以及噪声都较低。本发明适用的额定转速高。
文档编号H02K19/10GK102044942SQ200910235459
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月14日 优先权日2009年10月14日
发明者丁金龙, 裘锦灼 申请人:北京中纺锐力机电有限公司