CN104022608A - 一种降低开关磁阻电机噪声的方法及开关磁阻电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低开关磁阻电机噪声的方法，其降低噪声的方法的特征是：在原有的开关磁阻电机的基础上增加一个内定子，且在安装时内定子相对外定子旋转360/2/m/Nr度机械角度，其中m为电机相数，Nr为转子极数；内外定子绕组同相绕组之间同向串联，以使内外磁路串联。最终使内外定子对转子产生的转矩移相叠加，总的转矩波动减小，从而降低噪声。本发明作电动机时能降低开关磁阻电机的振动和噪声，同时具有转动惯量低，响应快的特点；作发电机时可降低输出电压脉动。

Description

一种降低开关磁阻电机噪声的方法及开关磁阻电机
技术领域
本发明涉及开关磁阻电机领域，具体涉及一种降低开关磁阻电机噪声的方法。 
背景技术
开关磁阻电机具有结构简单，性能优越，可靠性高等优点，这使得开关磁阻电机存在许多潜在的应用领域，在各种需要调速和高效率的场合均能得到广泛使用，如电动汽车、家用电器、纺织机械、电力传动系统等各个领域。随着生活水平的提高，人们对环境噪声的要求越来越高，但是普通的开关磁阻电机存在的最大的一个问题就是转矩脉动大，振动噪声大，这严重制约了开关磁阻电机的发展应用。 
双定子电机具有两个定子，既可以作电动机运行，也可作发电机运行。此类电机具有转矩波动小、精度高、响应快、机械集成度高、电机材料利用率高和驱动控制系统灵活多样等优点，在有限的作业空间条件下，可以大大减小机械系统的体积和重量，提高空间的利用率，提高系统的精度和动态性能，因而在数控机床、电动汽车、机器人、风力发电等领域具有广泛的应用前景。 
双定子电机的优点正好可以解决开关磁阻电机转矩波动大，噪声大的缺点，因此将二者结合在一起便产生了一种低噪声同心式双定子开关磁阻电机，不仅可以解决开关磁阻电机转矩波动大的缺点，同时还使电机具有转动惯量小，响应快的特点。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是：如何设计一种开关磁阻电机的结构，以克服现有开关磁阻电机振动噪声大的缺点。 
本发明要解决的另一个问题是：如何提供一种通过开关磁阻电机的结构设计来实现降低电机噪声的方法。 
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是： 
提供了一种低噪声同心式双定子开关磁阻电机，包括外定子、内定子、双凸极杯型转子和机座，其特征在于：所述内定子和外定子均由定子铁心和绕组组成；所述内定子和外定子的同相绕组同向串联；所述外定子和转子之间与内定子和转子之间所形成的磁路串联；所述内定子和外定子之间相差360/2/m/Nr度机械角度，其中m为电机相数，Nr为转子极数。
所述双凸极杯型转子的内外凸极相差0度。 
本发明还提供了一种降低上述开关磁阻电机噪声的方法，其特征在于：内定子在安装时相对外定子旋转360/2/m/Nr度机械角度，其中m为电机相数，Nr为转子极数；且内定子和外定子的同相绕组之间同向串联，以使内外磁路串联；且双凸极杯型转子的内外凸极相差0度。 
综上所述，本发明有如下优点：1、降低电机转矩脉动以减小电机的振动和噪声；2、电机转动惯量小，响应速度快；3、作为发电机时，可降低输出电压的脉动；4、可直接使用原有的驱动控制设备，不用作特殊的改造。 
附图说明
图1是本发明所提供的低噪声同心式双定子开关磁阻电机的截面图。 
图2是本发明所提供的低噪声同心式双定子开关磁阻电机的装配图。 
其中，1.外定子铁心，2.外定子绕组，3.外气隙，4.内气隙，5.内定子绕组，6.转子，7.内定子铁心，8.转子外凸极，9.转子内凸极，10.机座，11.转子支架，12、13、14. 轴承，15.转轴，16.内定子支架，17.底脚，为内外定子之间所差的机械角度。 
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 
请参阅图1和图2所示：本发明所提供的低噪声同心式双定子开关磁阻电机的主要结构包括：外定子铁心1，外定子绕组2，外气隙3，内气隙4，内定子绕组5，转子6，内定子铁心7，转子外凸极8，转子内凸极9，机座10，转子支架11，轴承12、13、14，转轴15，内定子支架16，底脚17。 
其中，转子6位于外定子铁心1与内定子铁心7之间，外定子绕组2与内定子绕组5同相同向串联。外定子铁心1与转子6之间为外气隙3，内定子铁心7与转子6之间为内气隙4。转子6包括转子外凸极8和转子内凸极9。 
如图1所示，本方法所述的双定子开关磁阻电机的实施例为4相8/6极电机，其外定子铁心1和内定子铁心7之间相差7.5度机械角度，即度，而转子内外凸极相差0度。 
如图2所示，内定子铁心7通过轴承13，14与转轴15相连，转子6通过转子支架11固定在转轴上，内定子铁心7通过内定子支架16固定在机座10上，而外定子铁心1直接嵌在机座10的内圆中。 
本发明的设计原理为：在原有的开关磁阻电机的基础上增加一个内定子，且在安装时内定子相对外定子旋转360/2/m/Nr度机械角度（即若电机为3相6/4极时，相差15度机械角度；若电机为4相8/6极时，相差7.5度机械角度），其中m为电机相数，Nr为转子极数。 
内外定子绕组同相绕组之间同向串联，以使内外磁路串联。最终使内外定子对转子产生的转矩移相叠加，使得总的转矩波动减小，以达到减小振动和噪声的目的。 
综上所述，本发明有如下优点：1、降低电机转矩脉动以减小电机的振动和噪声；2、电机转动惯量小，响应速度快；3、作为发电机时，可降低输出电压的脉动；4、可直接使用原有的驱动控制设备，不用作特殊的改造。 
本发明以上通过由附图所示实施例的具体实施方式对本发明的内容做出了进一步详细说明，但不应理解为本发明的保护范围仅限于所描述的实例，事实上，本方法也适用于其他相数和极数的开关磁阻电机。 

Claims (3)

1.一种低噪声同心式双定子开关磁阻电机，包括外定子、内定子、双凸极杯型转子和机座，其特征在于：所述内定子和外定子均由定子铁心和绕组组成；所述内定子和外定子的同相绕组同向串联；所述外定子和转子之间与内定子和转子之间所形成的磁路串联；所述内定子和外定子之间相差360/2/m/Nr度机械角度，其中m为电机相数，Nr为转子极数。
2.根据权利要求1所述的低噪声同心式双定子开关磁阻电机，其特征在于：所述双凸极杯型转子的内外凸极相差0度。
3.一种降低权利要求1所述的开关磁阻电机噪声的方法，其特征在于：
内定子在安装时相对外定子旋转360/2/m/Nr度机械角度，其中m为电机相数，Nr为转子极数；且
内定子和外定子的同相绕组之间同向串联，以使内外磁路串联；且
双凸极杯型转子的内外凸极相差0度。
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