一种同步磁阻电机的制作方法

本实用新型涉及电机的技术领域，具体地说是一种同步磁阻电机,尤其涉及同步磁阻电机的转子结构。

背景技术：

随着电力电子技术和控制理论的发展，同步磁阻电机（Synchronous Reluctance Machine）简称SynRM由于结构简单，制造容易，成本低，运行可靠等优点，广泛应用于工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等领域。

目前同步磁阻电机转子结构主要为“U”和“V”型，具有高功率密度、宽调速范围、高效率、高功率因素及体积小、重量轻、可以在恶劣环境下工作等优点，得到越来越多地关注和研究。这些优点，主要是源于其特殊的转子结构，转子的磁障结构决定d轴、q轴磁链路径，直接影响电机的磁阻转矩和功率因数。

由于传统转子结构直轴方向空气层较多，占空比较大，随着电机转速不断提高，功率密度不断增加，传统的磁阻结构无法满足高离心力、高径向拉力以及交轴铁芯利用率不足等缺点。

因此，现有技术中，急需要一种优化的转子结构，提高驱动电机的机械结构性能，以及提高铁芯利用率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种改进的同步磁阻电机，它可克服现有技术中转子轭部利用率较低，电机铁芯利用率低的不足。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种同步磁阻电机，电机主要包括定子、转子和转轴，定子和转子间具有气隙，转子由转轴支撑，其特征在于：转子的圆周方向分布有多组空气磁障层；每组空气磁障层包括第一空气层、第二空气层和第三空气层，第三空气层的侧部设有连接面，相邻的每组空气磁障层之间通过第三空气层的连接面进行连接。

优选的，设有四组空气磁障层，每组空气磁障层的第一空气层、第二空气层均独立设置，第一、第二空气层均为圆弧形，第一、第二空气层的圆心一致，圆弧形第一、第二空气层上分别设有第一、第二阻隔段，第一、第二阻隔段的位置对应设置。

进一步，每组空气磁障层的第三空气层中部设有第三阻隔段，第三阻隔段的位置与第一、第二阻隔段的位置错开设置。

进一步，第一、第二阻隔段分别设置在圆弧的1/3和2/3处的位置，第一、第二阻隔段的宽度小于第三阻隔段的宽度。

更进一步，第一、第二和第三空气层的面积为转子面积的1/4，其中，第三空气层的面积大于第一、第二空气层的面积之和。

在相邻的第三空气层的相接处设有加强筋，所述的相接处设有一弧形凹槽，所述的加强筋设置于弧形凹槽内。

相对于现有技术，本实用新型的技术方案除了整体技术方案的改进，还包括很多细节方面的改进，具体而言，具有以下有益效果：

1、本实用新型所述的改进方案，转子的圆周方向分布有多组空气磁障层；每组空气磁障层包括第一空气层、第二空气层和第三空气层，第三空气层的侧部设有连接面，相邻的每组空气磁障层之间通过第三空气层的连接面进行连接，从而优化了电机结构，确保电机具有高凸极比；

2、本实用新型的技术方案的中，第一、第二和第三空气层的面积为转子面积的1/4，其中，第三空气层的面积大于第一、第二空气层的面积之和，通过优化电机结构，实现交轴电感大于直轴电感，提供电机磁阻特性，从而有效提高电机输出扭矩、功率因素和效率，并提升电机调速范围；

3、本实用新型在相邻的第三空气层的相接处设有加强筋，保证高速下电机的结构强度；

4、本实用新型的结构简单，加工便捷，易于推广和应用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的转子局部放大示意图。

附图标记：

1转子、2第一空气层、3第二空气层、4第三空气层；

21第一阻隔段、31第二阻隔段、41第三阻隔段、42连接面、43加强筋。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

首先对本实用新型涉及的一些缩略语或专业术语进行定义：

磁阻电机：是一种连续运行的电气传动装置，其结构及工作原理与传统的交、直流电动机有很大的区别。它不依靠定、转子绕组电流所产生磁场的相互作用而产生转矩，而是依靠“磁阻最小原理”产生转矩。

交直轴：交轴也叫q轴，直轴也叫d轴，他们实际上是坐标轴，而不是实际的轴在电机转子上建立了一个坐标系，此坐标系与转子同步转动，取转子磁场方向为d轴，垂直于转子磁场方向为q轴，将电机的数学模型转换到此坐标系下，可实现d轴和q轴的解耦,从而得到良好控制特性。

本实用新型提供了一种同步磁阻电机，具体参见图1，电机主要包括定子、转子和转轴，定子和转子间具有气隙，转子由转轴支撑，其与现有技术的区别在于：转子的圆周方向分布有多组空气磁障层；每组空气磁障层包括第一空气层、第二空气层和第三空气层，第三空气层的侧部设有连接面，相邻的每组空气磁障层之间通过第三空气层的连接面进行连接，即每组空气磁障层的第一空气层、第二空气层均独立设置，而相邻的第三空气层之间通过连接面进行连接，连接面为平面，与连接面相接的为一圆弧面，该圆弧面与连接面之间设有弧形凹槽，第一、第二和第三空气层之间都设有分割条。

具体来说，设有四组均匀布设在转子上的空气磁障层，第一、第二空气层均为圆弧形，第一、第二空气层的圆心一致，圆弧形第一、第二空气层上分别设有第一、第二阻隔段，第一、第二阻隔段的位置对应设置。每组空气磁障层的第三空气层中部设有第三阻隔段，第三阻隔段的位置与第一、第二阻隔段的位置错开设置。第一、第二阻隔段分别设置在圆弧的1/3和2/3处的位置，第一、第二阻隔段的宽度小于第三阻隔段的宽度。

可选的，第一、第二和第三空气层的面积为转子面积的1/4，其中，第三空气层的面积大于第一、第二空气层的面积之和。在相邻的第三空气层的相接处设有加强筋，所述的相接处设有一弧形凹槽，这里的相接处是指第三空气层之间的连接面相接的端部，这个端部处设有弧形凹槽，所述的加强筋设置于弧形凹槽内，可以保证高速下电机的结构强度，确保整个电机的运行安全。

在一个实施例中，同步磁阻电机为保证电机磁阻性能不变的情况下，同时保证相同空气磁障面积下对其进行改进，将原来U型磁障厚度减小，总减小的面积S1，将该部分面积转移到Q轴上，Q轴空气层设计勒宽r1保证电机直轴磁阻，Q轴空气层圆弧圆心与第一、第二空气层圆心一致，保证交轴磁路通畅，并且Q轴空气层分布，主要在保证电机具有较小的直轴电感的条件下，尽可能的减小Q轴电感的降低幅度，确保电机具有高凸极比（Lq/Ld和Lq-Ld）。通过优化电机结构，实现交轴电感大于直轴电感，提供电机磁阻特性，从而有效提高电机输出扭矩、功率因素和效率，并提升电机调速范围。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施只局限于上述这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。