一种开关磁阻电的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种开关磁阻电机，包括定子结构、转轴、与所述转轴连接的转子；所述定子结构整体为密封结构，包括定子铁芯、环绕于所述定子铁芯外周的绕组、罩于所述定子铁芯外的壳体，以及与所述壳体连接形成密封腔的连接筒，所述定子铁芯和绕组包围于所述密封腔内，所述密封腔内封装有对所述定子铁芯和绕组的振动产生阻尼作用力的蒸发冷却液。采用这种结构，由于定子铁芯是发出振动与噪声的主要部件，而定子铁芯浸泡在绝缘的液体当中，该液体对定子任何运动趋势形成极大的摩擦阻力，也就阻尼衰减定子的振动，另外也会阻止声音的传播，因此减振、降噪效果明显。
【专利说明】—种开关磁阻电机
【技术领域】
[0001]本发明涉及电机【技术领域】，尤其涉及一种开关磁阻电机。
【背景技术】
[0002]电动汽车是用电力完全替代石油类燃料做驱动的汽车，在环保、清洁、节能等方面占据着绝对的优势。电动汽车的驱动电机主要有直流电机、异步电机、永磁无刷电机和开关磁阻电机等。开关磁阻电机以结构简单、成本低、适用能力强、调速范围宽等优点成为各驱动系统的有力竞争者。
[0003]如图1所示，该图为现有技术中开关磁阻电机的结构原理图。当A相绕组2'电流的控制开关SI和S2闭合时,A相通电，同时B相、C相不通电,A相励磁产生磁场，因电机的磁通总是沿磁阻最小的路径闭合，且当A相磁极的轴线与转子7'磁极a的轴线重合时磁路的磁阻最小，因此扭曲磁力线产生了切向拉力，试图使a-a’与A-A’重合，最终旋转到a_a’与A-A’重合的位置停止转动。随后若要使电机连续转动，就需要使B相通电，同时A相和C相断电，此时电机内的磁场变成了以B相磁极为轴线的磁场，电机转子T会继续旋转直到与B-B’完全重合。随后给C相通电，同时A相和B相断电，此时电机内的磁场变成了以C相磁极为轴线的磁场，电机转子7'会继续旋转直到与C-C’完全重合为止。如此反复循环，只要三相定子绕组2'按A-B-C-A…的顺序依次通电，电机的转子7'就会绕转轴8'的中心线一直沿同一方向旋转。
[0004]由上述工作过程可以看出，开关磁阻电机产生的电磁转矩不像传统的交、直流电机的电磁转矩是稳定的，而是脉动性质的，相应的磁拉力不仅有切向的，还有径向的，其中拉动电机运转的是磁拉力的切向分量，因其脉动性质，导致电机运行不平稳、产生形变和振动，进而产生严重的噪声 。磁拉力的径向分量会随着转子7'位置和定子绕组2'电流发生变化，由此导致了电机定子铁芯P的形变和振动，进而又产生了更加严重的噪声。
[0005]有鉴于此，亟待针对上述技术问题，对现有技术中的开关磁阻电机做进一步优化设计，消除定子铁芯产生的振动和噪声，增强开关磁阻电机的工作稳定性。
【发明内容】
[0006]本发明的目的为提供一种开关磁阻电机，该电机的定子结构为整体密封结构，将定子铁芯和绕组包围在密封腔中，且密封腔中封装蒸发冷却液，可减振降噪，增强开关磁阻电机的工作稳定性。
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供一种开关磁阻电机，包括定子结构、转轴、与所述转轴连接的转子；所述定子结构整体为密封结构，包括定子铁芯、环绕于所述定子铁芯外周的绕组、罩于所述定子铁芯外的壳体，以及与所述壳体连接形成密封腔的连接筒，所述定子铁芯和绕组包围于所述密封腔内，所述密封腔内封装有对所述定子铁芯和绕组的振动产生阻尼作用力的蒸发冷却液。
[0008]采用这种结构，由于蒸发冷却液是低沸点、高绝缘、不燃烧的蒸发冷却液，电机运行时，绕组、定子铁芯、以及其它结构部件由于各种损耗而产生大量热量，使充满在其周围的蒸发冷却液温度升高，直至达到与腔体内的压力相对应的液态介质的饱和温度、开始沸腾，进而吸热汽化，呈气、液两相状态，使发热部件得以充分冷却，又因沸腾换热期间沸腾工质的温度基本分布在饱和温度点附近，使介质浸泡的各个定子部位温度分布比较均匀，尤其是定子端部无局部过热点。气、液两相状态的蒸汽冷却液，其密度小于液态介质，产生浮力而向上浮升遇到顶部的冷凝器，将热量传给其内的冷凝水后冷凝成液体又滴回到原处，这样实现了常温下自循环、无噪音的蒸发冷却。最重要的是，由于定子铁芯是发出振动与噪声的主要部件，而定子铁芯浸泡在绝缘的液体当中，该液体对定子任何运动趋势形成极大的摩擦阻力，也就阻尼衰减定子的振动，另外也会阻止声音的传播，因此减振、降噪效果明显。
[0009]优选地，所述连接筒为圆筒型，所述连接筒整体设于所述转子与所述定子铁芯之间，所述连接筒的轴向两端与所述壳体连接。
[0010]优选地，所述连接筒轴向连接所述定子铁芯和所述壳体、所述绕组与所述壳体，且所述连接筒从内侧包封所述绕组，所述密封腔的内壁包括所述定子铁芯的内壁和所述连接筒的内壁。
[0011]优选地，所述连接筒包括两个相同的半筒结构，每个半筒结构包括与所述定子铁芯数目相同的弧形连接板，每个所述连接板包括压装段和连接段；所述压装段压装于所述绕组的内侧，每相邻两个所述压装段形成容置所述定子铁芯的凹槽；多个所述连接段首尾相连形成环形结构，所述环形结构与所述壳体连接，两个所述半筒结构的所述压装段对接形成所述连接筒。
[0012]优选地，在所述开关磁阻电机的横截面内，所述压装段的内表面与所述定子铁芯的内表面处于以所述开关磁阻电机的转轴中心为圆心的同一圆弧上。
[0013]优选地，每相邻两个所述连接板的连接段首尾对接形成所述环形结构，且每个所述连接板均与所述壳体连接。
[0014]优选地，每相邻两个所述连接板的连接段首尾重叠形成所述环形结构，且每两个所述连接板在重叠部分与所述壳体连接。
[0015]优选地，所述环形结构的相间设置的所述连接段的两端设有弯折部，所述弯折部与其相邻的所述连接段重叠。
[0016]优选地，所述连接板上设有第一定位孔，所述壳体包括端盖和设于所述端盖一侧的固定筒，所述固定筒设有与所述第一定位孔对应的第二定位孔，所述固定筒和所述环形结构通过插装于所述第一定位孔和第二定位孔的螺纹紧固件连接。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为开关磁阻电机的结构原理图；
[0018]图2为本发明所提供开关磁阻电机的一种【具体实施方式】的定子密封结构的示意图；
[0019]图3、图4分别为图2中密封筒的主视剖面图、侧视剖面图；
[0020]图5为本发明所提供开关磁阻电机的另一种【具体实施方式】的定子密封结构的示意图；[0021]图6为图5所不定子密封结构的横截面视图；
[0022]图7为图6中连接筒的半筒结构的一种【具体实施方式】的立体图；
[0023]图8为图7中连接板的结构示意图；
[0024]图9为图6中连接筒的半筒结构的另一种【具体实施方式】的立体图；
[0025]图10、图11为本发明所提供开关磁阻电机的壳体的主视图、侧视图。
[0026]其中，图1中的附图标记与部件名称之间的对应关系为:
[0027]定子铁芯I';绕组2';壳体3';转子V ;转轴8'；
[0028]图2至图11中的附图标记与部件名称之间的对应关系为:
[0029]定子铁芯I ;
[0030]绕组2 ；
[0031]壳体3 ;端盖31 ;固定筒32 ;第二定位孔321 ；
[0032]连接筒4 ;半筒结构4a ;连接板41 ;压装段411 ;连接段412 ;第一定位孔4121 ;弯折部4122 ;凹槽42 ；
[0033]密封腔5 ;蒸发冷却液6 ;转子7 ;转轴8 ;冷凝器9。
【具体实施方式】
[0034]本发明的核心为提供一种开关磁阻电机，该电机的定子结构为整体密封结构，将定子铁芯和绕组包围在密封腔中，且密封腔中封装蒸发冷却液，蒸发冷却液对定子的振动产生摩擦阻尼作用，可减振降噪，增强开关磁阻电机的工作稳定性。
[0035]为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0036]需要说明的是，本文中出现的方位词“轴向”指的是安装转子的主轴的轴线延伸的方向，即图5中左右延伸的方向；方位词“外”指的是由电机的转轴中心轴线径向向外扩散的方向，即图6中由圆心向外扩散的方向；方位词“内”则相反。应当理解，这些方位词是以说明书附图为基准而设立的，它们的出现不应当影响本发明的保护范围。
[0037]请参考图2，图2为本发明所提供开关磁阻电机的一种【具体实施方式】的定子密封结构的示意图。
[0038]在一种【具体实施方式】中，如图2所示，本发明提供一种开关磁阻电机，该电机包括定子结构、转轴8、与转轴8连接的转子7。定子结构整体为密封结构，包括定子铁芯1、环绕于定子铁芯I外周的绕组2、罩于定子铁芯I外的壳体3，以及与壳体3连接形成密封腔的连接筒4，定子铁芯I和绕组2包围于密封腔内，密封腔内封装有对所述定子铁芯I和绕组2的振动产生阻尼作用力的蒸发冷却液6。
[0039]由于上述开关磁阻电机产生的是脉动的电磁力波，当定子铁芯I的齿与转子7的槽相对时，这种径向磁吸力最小，当定子铁芯I的齿与转子7的齿相对时，这种径向磁吸力最大。而定子是壳体结构，不可避免因受到径向脉动磁吸力作用发生规则性压缩、扩张的振动，该振动通过机壳向外发射噪声，因此定子结构是开关磁阻电机噪声的主要根源。
[0040]采用上述结构后，由于蒸发冷却液是低沸点、高绝缘、不燃烧的蒸发冷却液6，电机运行时，绕组2、定子铁芯1、以及其它结构部件由于各种损耗而产生大量热量，使充满在其周围的蒸发冷却液6温度升高，直至达到与腔体内的压力相对应的液态介质的饱和温度、开始沸腾，进而吸热汽化，呈气、液两相状态，使发热部件得以充分冷却，又因沸腾换热期间沸腾工质的温度基本分布在饱和温度点附近，使介质浸泡的各个定子部位温度分布比较均匀，尤其是定子端部无局部过热点。气、液两相状态的蒸汽冷却液，其密度小于液态介质，产生浮力而向上浮升遇到顶部的冷凝器9，将热量传给其内的冷凝水后冷凝成液体又滴回到原处，这样实现了常温下自循环、无噪音的蒸发冷却。
[0041]最重要的是，由于定子铁芯是发出振动与噪声的主要部件，而定子铁芯浸泡在绝缘的液体当中，通过磁场分析得到电磁力的分布情况，然后进行定子整个结构内的振动计算，对此用机电类比法进行简要分析，可以得到
[0042]定子铁心与电机机壳的振动速度为:
[0043]
【权利要求】
1.一种开关磁阻电机，包括定子结构、转轴(8)、与所述转轴(8)连接的转子(7);其特征在于，所述定子结构整体为密封结构，包括定子铁芯(I )、环绕于所述定子铁芯(I)外周的绕组(2)、罩于所述定子铁芯(I)外的壳体(3)，以及与所述壳体(3)连接形成密封腔的连接筒(4)，所述定子铁芯(I)和绕组(2)包围于所述密封腔内，所述密封腔内封装有对所述定子铁芯(I)和绕组(2)的振动产生阻尼作用力的蒸发冷却液(6)。
2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机，其特征在于，所述连接筒(4)为圆筒型，所述连接筒(4)整体设于所述转子(7)与所述定子铁芯(I)之间，所述连接筒(4)的轴向两端与所述壳体(3)连接。
3.根据权利要求2所述的开关磁阻电机，其特征在于，所述连接筒(4)轴向连接所述定子铁芯(I)和所述壳体(3)、所述绕组(2)与所述壳体(3)，且所述连接筒(4)从内侧包封所述绕组(2)，所述密封腔(5)的内壁包括所述定子铁芯(I)的内壁和所述连接筒(4)的内壁。
4.根据权利要求3所述的开关磁阻电机，其特征在于，所述连接筒(4)包括两个相同的半筒结构(4a)， 每个半筒结构(4a)包括与所述定子铁芯(I)数目相同的弧形连接板(41)，每个所述连接板(41)包括压装段(411)和连接段(412);所述压装段(411)压装于所述绕组(2)的内侧，每相邻两个所述压装段(411)形成容置所述定子铁芯(I)的凹槽(42 );多个所述连接段(412)首尾相连形成环形结构，所述环形结构与所述壳体(3)连接， 两个所述半筒结构(4a)的所述压装段(411)对接形成所述连接筒(4 )。
5.根据权利要求4所述的开关磁阻电机，其特征在于，在所述开关磁阻电机的横截面内，所述压装段(411)的内表面与所述定子铁芯(I)的内表面处于以所述开关磁阻电机的转轴(8)中心为圆心的同一圆弧上。
6.根据权利要求5所述的开关磁阻电机，其特征在于，每相邻两个所述连接板(41)的连接段(412 )首尾对接形成所述环形结构，且每个所述连接板(41)均与所述壳体(3 )连接。
7.根据权利要求5所述的开关磁阻电机，其特征在于，每相邻两个所述连接板(41)的连接段(412 )首尾重叠形成所述环形结构，且每两个所述连接板(41)在重叠部分与所述壳体(3)连接。
8.根据权利要求7所述的开关磁阻电机，其特征在于，所述环形结构的相间设置的所述连接段(412)的两端设有弯折部(4122)，所述弯折部(4122)与其相邻的所述连接段(412)重叠。
9.根据权利要求3-8任一项所述的开关磁阻电机，其特征在于，所述连接板(41)上设有第一定位孔(4121)，所述壳体(3)包括端盖(31)和设于所述端盖(31) —侧的固定筒(32)，所述固定筒(32)设有与所述第一定位孔(4121)对应的第二定位孔(321)，所述固定筒(32)和所述环形结构通过插装于所述第一定位孔(4121)和第二定位孔(321)的螺纹紧固件连接。
【文档编号】H02K1/12GK103840574SQ201410127817
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月31日 优先权日:2014年3月31日
【发明者】栾茹, 魏博 申请人:北京建筑大学