用于开关磁阻电动机的转子叠片和开关磁阻电动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种开关磁阻电动机，尤其是涉及用于开关磁阻电动机的转子叠片以及包括这种转子叠片的开关磁阻电动机。
【背景技术】
[0002]与常规电动机一样，开关磁阻电动机也包括定子和转子。开关磁阻电动机的定子铁芯由冲制的带有向内凸出的齿极的硅钢片叠置而成，并且在定子铁芯的每个齿极上绕有线圈，作为提供工作磁场的励磁绕组。开关磁阻电动机的转子铁芯由冲制的带有向外凸出的齿极的硅钢片叠置而成，但是在转子铁芯的每个齿极上并不绕有线圈。开关磁阻电动机主要是根据磁通总是沿磁阻最小的路径闭合的原理而运行的。
[0003]开关磁阻电动机为双凸极结构，由于转子上既无绕组也没有永磁铁，而只有定子上具有绕组，因此，开关磁阻电动机具有结构简单、坚固耐用、成本低、可靠性高等优点。但是，另一方面，由于定子齿极与转子齿极交叠前产生的边缘磁通引起电流非线性变化、以及转子上的转矩是由一系列脉动转矩叠加而成，因此，开关磁阻电动机存在固有的转矩脉动，尤其是在低速转动时转矩脉动较大。这限制了开关磁阻电动机的应用场合，尤其是限制了其在需要低速平稳运行场合的应用。
[0004]因此，需要对现有的开关磁阻电动机进行改进。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是要克服上述现有技术中的至少一种缺陷，提出一种用于开关磁阻电动机的转子叠片以及包括这种转子叠片的开关磁阻电动机，通过它们能够显著地减小开关磁阻电动机的转矩脉动。
[0006]为此，根据本发明的一方面，提供一种用于开关磁阻电动机的转子叠片，包括:
[0007]环状的本体，所述本体上形成有用于接收转子轴的中心孔；以及
[0008]从所述本体径向向外凸出的多个齿极，每个齿极具有自由端、位于所述自由端与所述本体之间沿着径向的第一侧、以及位于所述自由端与所述本体之间沿着径向且与所述第一侧相反的第二侧；
[0009]其中，所述多个齿极的所有第一侧或者所有第二侧上形成有至少一个凹口。
[0010]优选地，所述凹口具有光滑流畅的内边界。
[0011]优选地，所述凹口呈半圆形、U形、Ω形或者弓形。
[0012]优选地，每个齿极上的所述凹口到所述本体中心的距离相等。
[0013]优选地，每个齿极上的所述凹口的形状相同。
[0014]根据本发明的另一方面，提供一种开关磁阻电动机，包括:
[0015]定子，所述定子具有多个径向向内的齿极，每个齿极上缠绕着线圈绕组；以及
[0016]安装在所述定子内并且能够在其中旋转的转子，所述转子包括转轴以及设置在所述转轴上并且叠置在一起的多个转子叠片；
[0017]其中，所述多个转子叠片是如上所述的转子叠片。
[0018]优选地，所述多个转子叠片的每个齿极上的凹口都形成在相应齿极上的同一位置。
[0019]优选地，所述多个转子叠片中只是相互对齐叠置的齿极上的凹口形成在相应齿极上的同一位置。
[0020]优选地，所述开关磁阻电动机具有12个定子齿极和8个转子齿极。
[0021]优选地，所述开关磁阻电动机是朝着形成有凹口一侧的方向旋转的单向旋转开关磁阻电动机。
[0022]根据本发明，通过在所述多个齿极的所有第一侧或者所有第二侧上形成有凹口，当开关磁阻电动机朝着形成有凹口一侧的方向旋转时开关磁阻电动机的转矩脉动显著地减小，从而使开关磁阻电动机能够应用于需要低速平稳运行的场合。
【附图说明】
[0023]图1是根据本发明的用于开关磁阻电动机的转子叠片的示意图；
[0024]图2是显示开关磁阻电动机的定子和转子的横截面示意图；
[0025]图3是显示采用现有转子叠片的开关磁阻电动机的输出转矩与时间之间关系的不意图；
[0026]图4是显示采用根据本发明转子叠片的开关磁阻电动机在朝着齿极上形成有凹口一侧的方向旋转时的输出转矩与时间之间关系的示意图；以及
[0027]图5是是显示采用根据本发明转子叠片的开关磁阻电动机在朝着齿极上没有形成有凹口一侧的方向旋转时的输出转矩与时间之间关系的示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合示例详细描述本发明的优选实施例。本领域技术人员应理解的是，这些示例性实施例并不意味着对本发明形成任何限制。
[0029]图1是根据本发明的用于开关磁阻电动机的转子叠片的示意图。如图1所示，本发明的用于开关磁阻电动机的转子叠片I采用现有技术中公知的方式通常由硅钢片冲压而成，它包括大体环状的本体3、以及从环状的本体3径向向外凸出的多个齿极5。环状的本体3的中心孔7用于接收转子轴(未示出)，以便将转子叠片I设置到转子轴上。尽管在图1中显示有8个齿极，但应理解的是齿极的数目可以少于或多于8个。每个齿极5具有自由端5a、位于自由端5a与本体3之间并且沿着径向的第一侧5b、以及位于自由端5a与本体3之间并沿着径向且与第一侧5b相反的第二侧5c。
[0030]根据本发明，用于开关磁阻电动机的转子叠片I的每个齿极5的第一侧5b上形成有凹口 5d。为了加工方便，凹口 5d优选地具有光滑流畅的内边界。更优选地，凹口 5d呈半圆形、U形、Ω形或者弓形。尽管每个齿极5的第一侧5b上的凹口 5d到本体3中心的距离可以变化，但优选地每个齿极5的第一侧5b上的凹口 5d到本体3中心的距离相等。此外，尽管每个齿极5的第一侧5b上的凹口 5d的形状可以不同，但优选地每个齿极5的第一侧5b上的凹口 5d的形状相同。
[0031]图2是显示开关磁阻电动机的定子和转子的横截面示意图。如图2所示，开关磁阻电动机10包括定子11，定子11具有12个径向向内的齿极13，每个齿极13上缠绕着线圈绕组15。开关磁阻电动机10还包括安装在定子11内并且能够在定子11内旋转的转子17。转子17包括转轴19以及设置在转轴19上并且叠置在一起的多个转子叠片21。每个转子叠片21具有8个径向向外的转子齿极5。当应理解的是，开关磁阻电动机的定子齿极和转子齿极的数目可以根据需要变得更多或者更少。
[0032]为了验证根据本发明的用于开关磁阻电动机的转子叠片的效果，本申请的发明人进行了仿真实验。以图2所示的具有12个定子齿极和8个转子齿极5的开关磁阻电动机为例，其中，定子11的外径尺寸为140mm，转子17的外径尺寸为80mm，转轴19的直径为30mm，设置在转轴19上并且叠置在一起的多个转子叠片21的纵向长度为110mm，转子齿极5的宽度和长度分别约为11.1mm和9.6mm,转子17与定子11之间的气隙尺寸为0.5m