专利名称：一种定转子分段式分组串列的开关磁阻电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及开关磁阻电动机领域，特别是一种定转子分段式分组串列的开关磁阻电机。
背景技术：
开关磁阻电动机是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统之后发展起来的最新一代无级调速系统，是集现代微电子技术、数字技术、电力电子技术、红外光电技术及现代电磁理论、设计和制作技术为一体的光、机、电一体化高新技术。它具有调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点。英、美等经济发达国家对开关磁阻电动机调速系统的研究起步较早，并已取得显著效果，产品功率等级从数w直到数百kw，广泛应用于家用电器、航空、 航天、电子、机械及电动车辆等领域。目前的开关磁阻电动机通常为一段的，利用磁共能原理，通过相绕组根据转子不同位置顺序导通，从而产生磁阻转矩，其具有结构简单、可靠性高、起动转矩大起动电流低、 效率高损耗小等优点。但是，其存在者转矩波动大这一显著缺陷，也有用两个或多个开关磁阻电动机串联使用，以改善转矩波动大的状况，但这种方法则存在这多电机协同结构及控制方法复杂的缺点。中国专利授权公告号为CN101483370B，授权公告日为2010. 12. 08的发明专利提供了一种双定转子开关磁阻电机，包括均由硅钢片组成叠压成凸极结构的定子、转子， 定子和转子铁芯均由两段构成，且定、转子铁芯的长和直径相同，定子齿上分别装两套集中电枢绕组，每套绕组相同相位的两个齿上电枢绕组串联或者并联成一相，两段定子错开 360p/2Ns度电角度安装，ρ为定子磁极极对数，Ns为定子磁极数，两段转子错开360/2Nr度电角度安装，Nr为转子磁极数。该发明具有高启动转矩、低振动、低噪声的优点。但是此设计仅为两段式定、转子设计，存在输出转矩不平稳，每段定、转子相电流相对较大的缺点。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的输出转矩不平稳、定转子相电流较大的缺点，提供一种转矩平稳、结构简单的定转子分段式开关磁阻电机。为实现以上目的，本发明的技术解决方案是一种定转子分段式分组串列的开关磁阻电机，包括凸极机构的定子铁芯和转子铁芯，定子铁芯、转子铁芯上分别设置有相互对应的定子段组与转子段组，定子段组、转子段组的数量均有至少两个，定子段组、转子段组分别包括多个相互对应的定子段与转子段，且在相邻转子段组之间存在一个转子组夹角、 在相邻定子段组之间存在一个定子组夹角；
所述转子铁芯上的转子段组包括第i个转子段组、第i-ι个转子段组……第二个转子段组、第一个转子段组与中心转子段组，所述i为自然数；
所述第i个转子段组、第i-ι个转子段组……第二个转子段组、第一个转子段组、中心转子段组在转子铁芯上的排列顺序依次为第i个转子段组左部、第i-ι个转子段组左部……第二个转子段组左部、第一个转子段组左部、中心转子段组、第一个转子段组右部、 第二个转子段组右部……第i_l个转子段组右部、第i个转子段组右部，所述中心转子段组位于转子铁芯的正中间；
所述转子段组与对应的定子段组之间存在一个错开角，相邻的错开角之间存在一个角度差。所述中心转子段组中的转子段包括左转子段与右转子段。所述角度差的计算公式为Ji/[kAM(M-l)]，其中A为定子和转子的组数，M为相数， 2kM/2k(M-I)为电机极数，A为彡2的自然数，M为彡2的自然数，k为彡1的自然数。所述A = 2，i = 1，转子铁芯上的转子段组(21)包括第一个转子段组与中心转子段组，所述第一个转子段组、中心转子段组在转子铁芯上的排列顺序依次为第一个转子段组左部、中心转子段组、第一个转子段组右部，所述角度差为Ji/[2kM(M-l)]度。所述角度差为15度。所述A = 3,i = 2，转子铁芯上的转子段组包括第一个转子段组、第二个转子段组与中心转子段组，所述第一个转子段组、第二个转子段组、中心转子段组在转子铁芯上的排列顺序依次为第二个转子段组左部、第一个转子段组左部、中心转子段组、第一个转子段组右部、第二个转子段组右部，所述角度差为Ji/[3kM(M-l)]度。所述角度差为10度。所述A = 4，i = 3，转子铁芯上的转子段组包括第一个转子段组、第二个转子段组、第三个转子段组与中心转子段组，所述第一个转子段组、第二个转子段组、第三个转子段组、中心转子段组在转子铁芯上的排列顺序依次为第三个转子段组左部、第二个转子段组左部、第一个转子段组左部、中心转子段组、第一个转子段组右部、第二个转子段组右部、 第三个转子段组右部，所述角度差为η/[4kM(M-I)]度。所述角度差为7. 5度。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果
1、通过定、转子分段式分组串列的方式，使电机可以工作在相对转矩平稳的状态下。2、本设计包含多组对应设置的定转子段组，要产生相同的输出电磁转矩Te，由于两段以上共同工作，所以每段所要输出的电磁转矩就小，根据公式Te=
-i 2 & ,相应的电流就较小；也可以根据需要调整每段定转子的相工作电流，灵活调整
2
输出电磁转矩。本设计使得每段定转子的相工作电流较小，也可以灵活的提供不同的输出转矩。
图1是本发明定子结构示意图。图2是本发明转子结构示意图。图3是本发明具有多组转子段组的转子铁芯结构示意图。图4是本发明的正面剖视图。图5是本发明实施例2中转子铁芯的结构示意图。图6是本发明实施例3中转子铁芯的结构示意图。
图中定子铁芯1，转子铁芯2，中心转子段组3，错开角4，定子段组11，定子段12， 定子组夹角13，转子段组21，转子段22，转子组夹角23，第一个转子段组211，第二个转子段组212，第三个转子段组213，第i-Ι个转子段组218，第i个转子段组219，左转子段31，右转子段32。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明
参见图1一图6，一种定转子分段式分组串列的开关磁阻电机，包括凸极机构的定子铁芯1和转子铁芯2，定子铁芯1、转子铁芯2上分别设置有相互对应的定子段组11与转子段组21，定子段组11、转子段组21的数量均有至少两个，定子段组11、转子段组21分别包括多个相互对应的定子段12与转子段22，且在相邻转子段组21之间存在一个转子组夹角 23、在相邻定子段组11之间存在一个定子组夹角13 ；
所述转子铁芯2上的转子段组21包括第i个转子段组219、第i-Ι个转子段组218…… 第二个转子段组212、第一个转子段组211与中心转子段组3，所述i为自然数；
所述第i个转子段组219、第i-Ι个转子段组218……第二个转子段组212、第一个转子段组211、中心转子段组3在转子铁芯2上的排列顺序依次为第i个转子段组219左部、第 i-Ι个转子段组218左部……第二个转子段组212左部、第一个转子段组211左部、中心转子段组3、第一个转子段组211右部、第二个转子段组212右部……第i-Ι个转子段组218 右部、第i个转子段组219右部，所述中心转子段组3位于转子铁芯2的正中间；
所述转子段组21与对应的定子段组11之间存在一个错开角4，相邻的错开角4之间存在一个角度差。所述中心转子段组3中的转子段22包括左转子段31与右转子段32。所述角度差的计算公式为Ji/[kAM(M-l)]，其中A为定子和转子的组数，M为相数， 2kM/2k(M-I)为电机极数，A为彡2的自然数，M为彡2的自然数，k为彡1的自然数。所述A = 2，i = 1，转子铁芯2上的转子段组21包括第一个转子段组211与中心转子段组3，所述第一个转子段组211、中心转子段组3在转子铁芯2上的排列顺序依次为 第一个转子段组211左部、中心转子段组3、第一个转子段组211右部，所述角度差为π / [2kM (M-I)]度。所述角度差为15度。所述A = 3，i = 2，转子铁芯2上的转子段组21包括第一个转子段组211、第二个转子段组212与中心转子段组3，所述第一个转子段组211、第二个转子段组212、中心转子段组3在转子铁芯2上的排列顺序依次为第二个转子段组212左部、第一个转子段组211 左部、中心转子段组3、第一个转子段组211右部、第二个转子段组212右部，所述角度差为 π/[3kM (M-I)]度。所述角度差为10度。所述A = 4，i = 3，转子铁芯2上的转子段组21包括第一个转子段组211、第二个转子段组212、第三个转子段组213与中心转子段组3，所述第一个转子段组211、第二个转子段组212、第三个转子段组213、中心转子段组3在转子铁芯2上的排列顺序依次为第三个转子段组213左部、第二个转子段组212左部、第一个转子段组211左部、中心转子段组3、第一个转子段组211右部、第二个转子段组212右部、第三个转子段组213右部，所述角度差为 π/[4kM (M-I)]度。所述角度差为7. 5度。实施例1
参见附图2，该附图是三相6/4结构的三段两组式电机转子铁芯的结构示意图。如图所示，三段两组电机第一个转子段组211分成左右两部分围绕装在转子铁芯2正中间的中心转子段组3呈中心对称，此时中心转子段组3包含一个转子段22，按照角度差的计算公式Ji/[kAM(M-l)](其中A为定子和转子的组数，M为相数，2kM/2k (M-I)为电机极数，A为 ^ 2的整数，M为彡2的整数，k为彡1的整数)来计算定子铁芯1和转子铁芯2上面定子段12和转子段22的位置。此时A=2，M=3，k=l，每相邻两组对应设置的转子段组21和定子段组11之间错开角角度差为15度，按此角度差进行对称排布定转子即可。两个定子段组 11交替通电，从而使电机工作在相对转矩平稳的状态下，可以两组同时通电以提供更大的输出转矩，也可以各组单独通电以提供较小的输出转矩。实施例2
参见附图5，该附图是三相6/4结构的六段三组式电机转子铁芯的结构示意图。如图所示，第一个转子段组211、第二个转子段组212均分成左右两部分围绕装在定子转芯2正中间的中心转子段组3呈中心对称，此时中心转子段组3包含左转子段31和右转子段32， 按照角度差的计算公式π /[kAM(M-l)]来计算定子铁芯1和转子铁芯2上面定子段12和转子段22的位置。此时A=3，M=3, k=l，每相邻两组对应设置的转子段组21和定子段组11 之间错开角角度差为10度，按此角度差进行对称排布定转子即可。实施例3
参见附图6，该附图是三相6/4结构的七段四组式电机转子铁芯的结构示意图。如图所示，第一个转子段组211、第二个转子段组212、第三个转子段组213，均分成左右两部分围绕装在转子铁芯2正中间的中心转子段组3呈中心对称，此时中心转子段组3包含一个转子段22，按照角度差的计算公式π /[kAM(M-l)]来计算定子铁芯1和转子铁芯2上面定子段12和转子段22的位置。此时A=4，M=3，k=l，每相邻两组对应设置的转子段组21和定子段组11之间错开角角度差Y=7. 5度，按此角度差进行对称排布定转子即可。本发明所述的电机转矩平稳，定、转子相电流较小，结构简单，使用安全可靠。
权利要求
1.一种定转子分段式分组串列的开关磁阻电机，包括凸极机构的定子铁芯(1)和转子铁芯(2)，定子铁芯(1)、转子铁芯(2)上分别设置有相互对应的定子段组(11)与转子段组 (21)，定子段组(11)、转子段组(21)的数量均有至少两个，定子段组(11)、转子段组(21)分别包括多个相互对应的定子段(12)与转子段(22)，且在相邻转子段组(21)之间存在一个转子组夹角(23)、在相邻定子段组(11)之间存在一个定子组夹角(13)，其特征在于所述转子铁芯(2)上的转子段组(21)包括第i个转子段组(219)、第i-Ι个转子段组 (218)……第二个转子段组(212)、第一个转子段组(211)与中心转子段组(3)，所述i为自然数；所述第i个转子段组(219)、第i-Ι个转子段组(218)……第二个转子段组(212)、第一个转子段组(211)、中心转子段组(3)在转子铁芯(2)上的排列顺序依次为第i个转子段组(219)左部、第i-Ι个转子段组(218)左部……第二个转子段组(212)左部、第一个转子段组(211)左部、中心转子段组(3)、第一个转子段组(211)右部、第二个转子段组(212)右部……第i_l个转子段组(218)右部、第i个转子段组(219)右部，所述中心转子段组(3) 位于转子铁芯(2)的正中间；所述转子段组(21)与对应的定子段组(11)之间存在一个错开角(4)，相邻的错开角 (4)之间存在一个角度差。
2.根据权利要求1所述的一种定转子分段式分组串列的开关磁阻电机，其特征在于 所述中心转子段组(3)中的转子段(22)包括左转子段(31)与右转子段(32)。
3.根据权利要求1或2所述的一种定转子分段式分组串列的开关磁阻电机，其特征在于所述角度差的计算公式为η /[kAM(M-I)]，其中A为定子和转子的组数，M为相数， 2kM/2k(M-I)为电机极数，A为彡2的自然数，M为彡2的自然数，k为彡1的自然数。
4.根据权利要求3所述的一种定转子分段式分组串列的开关磁阻电机，其特征在于 所述A = 2，i = 1，转子铁芯(2)上的转子段组(21)包括第一个转子段组(211)与中心转子段组(3)，所述第一个转子段组(211)、中心转子段组(3)在转子铁芯(2)上的排列顺序依次为第一个转子段组(211)左部、中心转子段组(3)、第一个转子段组(211)右部，所述角度差为 π/[2kM (M-I)]度。
5.根据权利要求4所述的一种定转子分段式分组串列的开关磁阻电机，其特征在于 所述角度差为15度。
6.根据权利要求3所述的一种定转子分段式分组串列的开关磁阻电机，其特征在于 所述A = 3，i = 2，转子铁芯(2)上的转子段组(21)包括第一个转子段组(211)、第二个转子段组(212)与中心转子段组(3)，所述第一个转子段组(211)、第二个转子段组(212)、中心转子段组(3)在转子铁芯(2)上的排列顺序依次为第二个转子段组(212)左部、第一个转子段组(211)左部、中心转子段组(3)、第一个转子段组(211)右部、第二个转子段组(212) 右部，所述角度差为Ji/[3kM(M-l)]度。
7.根据权利要求6所述的一种定转子分段式分组串列的开关磁阻电机，其特征在于 所述角度差为10度。
8.根据权利要求3所述的一种定转子分段式分组串列的开关磁阻电机，其特征在于 所述A = 4，i = 3，转子铁芯(2)上的转子段组(21)包括第一个转子段组(211)、第二个转子段组(212)、第三个转子段组(213)与中心转子段组(3)，所述第一个转子段组(211)、第二个转子段组(212)、第三个转子段组(213)、中心转子段组(3)在转子铁芯(2)上的排列顺序依次为第三个转子段组(213)左部、第二个转子段组(212)左部、第一个转子段组(211) 左部、中心转子段组(3)、第一个转子段组(211)右部、第二个转子段组(212)右部、第三个转子段组(213)右部，所述角度差为Ji/[4kM(M-l)]度。
9.根据权利要求8所述的一种定转子分段式分组串列的开关磁阻电机，其特征在于 所述角度差为7. 5度。
全文摘要
一种定转子分段式分组串列的开关磁阻电机，包括凸极机构的定子铁芯和转子铁芯，定子铁芯、转子铁芯上分别设置有相互对应的定子段组与转子段组，定子段组、转子段组的数量均有至少两个，定子段组、转子段组分别包括多个相互对应的定子段与转子段，且在相邻转子段组之间存在一个转子组夹角、在相邻定子段组之间存在一个定子组夹角。本发明所述的电机转矩平稳，定、转子相电流较小，结构简单，使用安全可靠。
文档编号H02K1/14GK102497037SQ20111038132
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月26日 优先权日2011年11月26日
发明者宋冬杰 申请人:东风汽车有限公司