多相磁阻电的制造方法
【专利摘要】多相磁阻电机，属于电机【技术领域】。本发明为了解决现有开关磁阻电机只有在半个电周期内工作，才能获得单向转矩，导致电机转矩密度低的问题。它的电枢铁心为圆筒形，电枢铁心的气隙侧表面开有多个轴向槽，形成定子极与定子槽沿圆周方向相间隔排列的结构；每个定子极上绕有一个电枢线圈，沿电枢铁心圆周方向将属于同一相的电枢线圈串联形成一相电枢绕组，所有相电枢绕组构成的多相绕组为电枢绕组；励磁单元设置在电枢铁心轭部或定子极上；转子包括转子铁心，转子铁心的气隙侧表面均匀开有多个轴向槽，形成转子极与转子槽沿圆周方向相间隔排列的结构。本发明为一种磁阻电机。
【专利说明】多相磁阻电机
【技术领域】
[0001] 本发明涉及多相磁阻电机，属于电机【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 传统的开关磁阻电机结构如图10所示，电机的定、转子均为凸极结构，绕组为集 中绕组，端部短。通过对定子励磁绕组依次通电，定子极与转子极相互作用产生转矩。由于 转子上既没有绕组，也没有永磁体，仅由硅钢片叠压而成，可以承受较高的机械应力，适合 高速运行；同时电机的成本低、结构简单、运行可靠、高效率调速范围宽；起动转矩高，起动 电流小；能够适应高温、高湿、强振动、大过载、高转速等恶劣工作环境，在工业、能源、航空 航天等领域得到了成功应用。
[0003] 但是，这种开关磁阻电机的每相绕组只有在半个电周期内工作，才能获得单向转 矩。由于无法在全电周期内工作，导致电机转矩密度低；绕组电流中无功励磁电流和有功转 矩电流相叠加，导致峰值电流大、绕组铜耗高；各相绕组工作在开关状态，导致电机转矩波 动大、振动与噪声
【发明内容】
[0004] 本发明目的是为了解决现有开关磁阻电机只有在半个电周期内工作，才能获得单 向转矩，导致电机转矩密度低的问题，提供了一种多相磁阻电机。
[0005] 本发明所述多相磁阻电机，它包括定子和转子，定子与转子之间形成气隙，定子包 括电枢铁心、电枢绕组和励磁单元，
[0006] 电枢铁心为圆筒形，电枢铁心的气隙侧表面开有多个轴向槽，形成定子极与定子 槽沿圆周方向相间隔排列的结构；每个定子极上绕有一个电枢线圈，沿电枢铁心圆周方向 将属于同一相的电枢线圈串联形成一相电枢绕组，所有相电枢绕组构成的多相绕组为电枢 绕组；
[0007] 励磁单元设置在电枢铁心轭部或定子极上；
[0008] 转子包括转子铁心，转子铁心的气隙侧表面均匀开有多个轴向槽，形成转子极与 转子槽沿圆周方向相间隔排列的结构。
[0009] 励磁单元可以设置为以下六种形式：
[0010] 一：励磁单元由主永磁体励磁单元和电励磁单元构成，
[0011] 主永磁体励磁单元包括多块平板形主永磁体，电励磁单元由多个励磁线圈首尾串 联构成，平板形主永磁体嵌放在定子槽槽底对应的电枢铁心轭部中间，每个励磁线圈缠绕 在一个定子槽槽底对应的电枢铁心轭部中间，所有励磁线圈的绕向相同；平板形主永磁体 与励磁线圈沿电枢铁心轭部相间排列；
[0012] 平板形主永磁体沿圆周切向充磁，所有平板形主永磁体的充磁方向相同；
[0013] 平板形主永磁体为稀土永磁体。
[0014] 二：励磁单元为主永磁体励磁单元，主永磁体励磁单元包括多块平板形主永磁体， 每个定子槽槽底对应的电枢铁心轭部中间嵌放一块平板形主永磁体；
[0015] 平板形主永磁体沿圆周切向充磁，相邻平板形主永磁体的充磁方向相反；
[0016] 平板形主永磁体为稀土永磁体。
[0017] 三：励磁单元由主永磁体励磁单元和混合励磁单元构成，
[0018] 主永磁体励磁单元包括多块平板形主永磁体，混合励磁单元包括励磁绕组和多块 平板形辅助永磁体，
[0019] 平板形主永磁体嵌放在定子槽槽底对应的电枢铁心轭部中间，平板形辅助永磁体 嵌放在定子槽槽底对应的电枢铁心轭部中间，每个平板形辅助永磁体所在的电枢铁心轭部 绕有励磁线圈，所有励磁线圈的绕向相同，各励磁线圈依次首尾串联构成励磁绕组；平板形 主永磁体与平板形辅助永磁体沿电枢铁心轭部相间排列；
[0020] 平板形主永磁体沿圆周切向充磁，所有平板形主永磁体的充磁方向相同，所有平 板形辅助永磁体的充磁方向相同，平板形主永磁体与平板形辅助永磁体的充磁方向相反；
[0021] 平板形主永磁体为稀土永磁体，平板形辅助永磁体为剩磁高、矫顽力小的辅助永 磁体。
[0022] 四：励磁单元为主永磁体励磁单元，主永磁体励磁单元包括多块主永磁体，该主永 磁体为瓦片形或平板形，主永磁体在电枢铁心上采用以下两种方式之一进行设置：
[0023] 第一种方式：每个定子极的气隙侧表面粘贴一块主永磁体，主永磁体径向充磁或 径向平行充磁，沿圆周方向相邻两块永磁体的充磁方向相反；
[0024] 第二种方式：相间隔的定子极的气隙侧表面上粘贴主永磁体，沿电枢铁心圆周方 向形成固定有主永磁体的定子极与无永磁体的定子极依次相间排列的结构，主永磁体径向 充磁或径向平行充磁，所有永磁体的充磁方向相同；
[0025] 主永磁体为稀土永磁体。
[0026] 五：励磁单元为电励磁单元，电励磁单元由多个励磁线圈依次首尾串联构成，每个 定子槽槽底对应的电枢铁心轭部中间缠绕一个励磁线圈，相邻励磁线圈的绕向相反。
[0027] 六：励磁单元为电励磁单元，电励磁单元由多个励磁线圈依次首尾串联构成，每个 定子极上缠绕一个励磁线圈，相邻定子极上励磁线圈的绕向相反。
[0028] 所述电机转子极数&与定子极数ps之间满足如下关系：
【权利要求】
1. 一种多相磁阻电机，它包括定子和转子，定子与转子之间形成气隙，其特征在于，定 子包括电枢铁心（1-1)、电枢绕组（1-2)和励磁单元， 电枢铁心（1-1)为圆筒形，电枢铁心（1-1)的气隙侧表面开有多个轴向槽，形成定子 极与定子槽沿圆周方向相间隔排列的结构；每个定子极上绕有一个电枢线圈，沿电枢铁心 (1-1)圆周方向将属于同一相的电枢线圈串联形成一相电枢绕组，所有相电枢绕组构成的 多相绕组为电枢绕组（1-2); 励磁单元设置在电枢铁心（1-1)轭部或定子极上； 转子包括转子铁心（2-1)，转子铁心（2-1)的气隙侧表面均匀开有多个轴向槽，形成转 子极与转子槽沿圆周方向相间隔排列的结构。
2. 根据权利要求1所述的多相磁阻电机，其特征在于，励磁单元由主永磁体励磁单元 (1-3)和电励磁单元（1-4)构成， 主永磁体励磁单元（1-3)包括多块平板形主永磁体，电励磁单元（1-4)由多个励磁线 圈首尾串联构成，平板形主永磁体嵌放在定子槽槽底对应的电枢铁心（1-1)轭部中间，每 个励磁线圈缠绕在一个定子槽槽底对应的电枢铁心（1-1)轭部中间，所有励磁线圈的绕向 相同；平板形主永磁体与励磁线圈沿电枢铁心（1-1)轭部相间排列； 平板形主永磁体沿圆周切向充磁，所有平板形主永磁体的充磁方向相同； 平板形主永磁体为稀土永磁体。
3. 根据权利要求1所述的多相磁阻电机，其特征在于，励磁单元为主永磁体励磁单元 (1-3)，主永磁体励磁单元（1-3)包括多块平板形主永磁体，每个定子槽槽底对应的电枢铁 心（1-1)轭部中间嵌放一块平板形主永磁体； 平板形主永磁体沿圆周切向充磁，相邻平板形主永磁体的充磁方向相反； 平板形主永磁体为稀土永磁体。
4. 根据权利要求1所述的多相磁阻电机，其特征在于，励磁单元由主永磁体励磁单元 (1-3)和混合励磁单元（1-5)构成， 主永磁体励磁单元（1-3)包括多块平板形主永磁体，混合励磁单元（1-5)包括励磁绕 组和多块平板形辅助永磁体， 平板形主永磁体嵌放在定子槽槽底对应的电枢铁心（1-1)轭部中间，平板形辅助永磁 体嵌放在定子槽槽底对应的电枢铁心（1-1)轭部中间，每个平板形辅助永磁体所在的电枢 铁心（1-1)轭部绕有励磁线圈，所有励磁线圈的绕向相同，各励磁线圈依次首尾串联构成 励磁绕组；平板形主永磁体与平板形辅助永磁体沿电枢铁心（1-1)轭部相间排列； 平板形主永磁体沿圆周切向充磁，所有平板形主永磁体的充磁方向相同，所有平板形 辅助永磁体的充磁方向相同，平板形主永磁体与平板形辅助永磁体的充磁方向相反； 平板形主永磁体为稀土永磁体，平板形辅助永磁体为剩磁高、矫顽力小的辅助永磁体。
5. 根据权利要求1所述的多相磁阻电机，其特征在于，励磁单元为主永磁体励磁单元 (1-3)，主永磁体励磁单元（1-3)包括多块主永磁体，该主永磁体为瓦片形或平板形，主永 磁体在电枢铁心（1-1)上采用以下两种方式之一进行设置： 第一种方式：每个定子极的气隙侧表面粘贴一块主永磁体，主永磁体径向充磁或径向 平行充磁，沿圆周方向相邻两块永磁体的充磁方向相反； 第二种方式：相间隔的定子极的气隙侧表面上粘贴主永磁体，沿电枢铁心（1-1)圆周 方向形成固定有主永磁体的定子极与无永磁体的定子极依次相间排列的结构，主永磁体径 向充磁或径向平行充磁，所有永磁体的充磁方向相同； 主永磁体为稀土永磁体。
6. 根据权利要求1所述的多相磁阻电机，其特征在于，励磁单元为电励磁单元（1-4)， 电励磁单元（1-4)由多个励磁线圈依次首尾串联构成，每个定子槽槽底对应的电枢铁心 (1-1)轭部中间缠绕一个励磁线圈，相邻励磁线圈的绕向相反。
7. 根据权利要求1所述的多相磁阻电机，其特征在于，励磁单元为电励磁单元（1-4)， 电励磁单元（1-4)由多个励磁线圈依次首尾串联构成，每个定子极上缠绕一个励磁线圈， 相邻定子极上励磁线圈的绕向相反。
8. 根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的多相磁阻电机，其特征在于，所述电机转子 极数与定子极数Ps之间满足如下关系：
，m为电机的相数，m > 3, ps = 2mk，k为正整数。
9. 根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的多相磁阻电机，其特征在于，所述电机转子 极数P!·与定子极数Ps之间满足如下关系：P!· = Ps±l，P!· = Ps±2, ps = 2mk, k为正整数,m 为电机的相数，m > 3。
10. 根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的多相磁阻电机，其特征在于，所述电机由m 个定、转子极数相等的单相电机沿轴向串联连接而成；其中m为电机的相数，m > 3 ;沿圆周 方向，m个转子相位相同，m个定子依次相差一一电角度。 m
【文档编号】H02K29/03GK104218763SQ201410323451
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】寇宝泉, 杨小宝, 谢逸轩, 贺铁锐, 邵一 申请人:哈尔滨工业大学