CN105356630B - 开关磁阻电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种开关磁阻电机。该开关磁阻电机包括凸极定子部、凸极转子部以及电机调速电路。其中，凸极转子部包括两个转子端板、转轴、转子键以及转子铁芯；转轴穿过转子铁芯的通孔，转子铁芯通过转子键和转轴联接；第一转子端板和转轴联接并倾斜地设置于转子铁芯的一侧，第二转子端板和转轴联接并且与第一转子端板相对倾斜地设置于转子铁芯的另一侧。该开关磁阻电机能够利用电机产生的风力带走凸极转子部表面的热量，从而降低电机工作温度，并且凸极定子部中每个硅钢片的表面均涂布绝缘层，增加了硅钢片之间的绝缘强度，减小凸极定子部的涡流，降低凸极定子部的铁芯温升，从而提高电机的转速，使电机达到高速运转。

Description

开关磁阻电机
技术领域
本发明涉及一种电机，尤其涉及一种开关磁阻电机。
背景技术
现有开关磁阻电机在工作过程中，电机中定子表面会发生静电荷积聚现象。由于开关磁阻电机的定子不转动而转子转动，当静电荷在定子表面积聚到一定程度上时，定子上静电荷会影响转子的转动，从而拖慢电机的转速。
电机设计多采用较高的电磁负荷，导致电机运行时的温升明显增大，电机温升直接影响绕组绝缘寿命，从而关系到电机的运行寿命和可靠性。
现有电机的通风散热通道基本都是通过专门安装在电机内部的风扇驱动空气循环，专门的风扇结构占用较大空间，且需专门设计，也较为复杂。
现有的高速开关磁阻电机，因为转子采用凸极结构设计，当高速旋转工作时，开关磁阻电机产生巨大的风力。由于现有的开关磁阻电机转子端板、转子、定子以及转轴之间设计的不合理，导致产生的风力不能得以好好的利用。比如说，利用该风力顺路带走电机工作时产生的热量，以便降低电机工作的温升，使电机得以高效工作。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，目的旨在提供一种开关磁阻电机，该开关磁阻电机能够利用开关磁阻电机产生的风力带走凸极转子部表面的热量，从而降低开关磁阻电机工作的温度，并且凸极定子部中每个硅钢片的表面均涂布绝缘层，增加了硅钢片之间的绝缘强度，减小凸极定子部的涡流，降低凸极定子部的铁芯温升，从而提高电机的转速，使电机达到高速运转。
为了解决上述的技术问题，本发明提出的基本技术方案为：
具体的，本发明提供一种开关磁阻电机，包括设置于电机壳体内部的凸极定子部、凸极转子部以及电机调速电路，所述凸极转子部设置于凸极定子部的中心，所述电机调速电路分别控制凸极定子部和凸极转子部使该开关磁阻电机高速运转；
其中，所述凸极转子部包括两个转子端板、转轴、转子键以及转子铁芯；所述转轴穿过所述转子铁芯的通孔，转子铁芯通过转子键和转轴联接；所述第一转子端板和转轴联接并倾斜地设置于转子铁芯的一侧，所述第二转子端板和转轴联接并且与所述第一转子端板相对倾斜地设置于转子铁芯的另一侧；所述凸极定子部由若干个硅钢片叠压而成，每个所述硅钢片的表面均涂布绝缘层，所述凸极转子部表面也均涂布有绝缘层。
进一步，所述绝缘层的厚度为0.02mm-0.6mm。
进一步，所述绝缘层的厚度为0.05mm-0.3mm。
进一步，所述电机调速电路包括：
整流滤波电路；所述整流滤波电路对输入的三相电进行整流和滤波处理；
智能功率模块；所述智能功率模块产生驱动电流驱动所述开关磁阻电机高速运转；
电流采集电路；所述电流采集电路采集所述智能功率模块加载于所述开关磁阻电机的电流；
位置传感器；所述位置传感器采集所述凸极转子部的位置；
以及DSP控制电路；所述DSP控制电路处理所述电流采集电路和位置传感器的采集信号，并控制智能功率模块驱动所述开关磁阻电机高速运转；
所述整流滤波电路和智能功率模块的输入端电连接，智能功率模块的输出端分别与开关磁阻电机和电流采集电路的输入端电连接，位置传感器的输入端和凸极转子部电连接，DSP控制电路的信号输入端分别与电流采集电路的输出端和位置传感器的输出端电连接，DSP控制电路的信号输出端和智能功率模块电连接。
进一步，以所述第一转子端板所在的平面为第一平面，以所述第二转子端板所在的平面为第二平面，所述第一平面和第二平面相交的角度为60度。
进一步，所述转轴的两端分别设置第一定位台和第二定位台，所述第一转子端板卡合在第一定位台，所述第二转子端板卡合在第二定位台。
进一步，所述凸极定子部开设若干个轴向通风道。
本发明的有益效果是：
1、开关磁阻电机工作时产生巨大的风力从倾斜地设置于转子铁芯的一侧的第一转子端板进来，顺沿着转子铁芯到达与第一转子端板相对倾斜地设置于转子铁芯的另一侧的第二转子端板，从而带走转子铁芯表面的热量，并从第二转子端板带出去，从而将原来的径向风变成轴向流动的轴向风，从而降低开关磁阻电机工作的温度，使开关磁阻电机得以高效运转。
2、凸极定子部由若干个硅钢片叠压而成，并且每个硅钢片的表面均涂布绝缘层，增加了硅钢片之间的绝缘强度，减小凸极定子部的涡流，降低凸极定子部的铁芯温升，从而提高电机的转速，使电机达到高速运转。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明实施例提供一种开关磁阻电机中凸极转子部的结构示意图。
图2为图1的左视图。
图3为图2从A-A’’方向的转子端板和转子冲片之间的结构示意图。
图4为本发明实施例提供一种开关磁阻电机中电机调速电路的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图1至4对本发明做进一步的说明，但不应以此来限制本发明的保护范围。为了方便说明并且理解本发明的技术方案，以下说明所使用的方位词均以附图所展示的方位为准。
开关磁阻电机的工况环境恶劣，转速受到多种因素影响。比如线圈绕组的高温和铁芯高温均拖慢开关磁阻电机的转速。电机运转时积累的静电一方面影响转子或者定子，另一方面影响电机调速系统的正常工作，从而拖慢电机转速。
本实施例提供的开关磁阻电机包括设置于电机壳体内部的凸极定子部、凸极转子部以及电机调速电路，凸极转子部设置于凸极定子部的中心，电机调速电路分别控制凸极定子部和凸极转子部使该开关磁阻电机高速运转。
请参考图1，图1为本发明实施例提供一种开关磁阻电机中凸极转子部的结构示意图。如图1所示，该凸极转子部包括两个转子端板、转轴200、转子键300以及转子铁芯400。本实施例的转子铁芯400由若干个转子冲片401牢固地叠压成型并成为一体，转子铁芯为铸铝成型，不仅制作简单，而且保证了电机运行的可靠性。转子铁芯400具有可容纳转轴200穿过的轴孔，转轴200穿设于转子铁芯400，转子铁芯400通过转子键300和转轴200联接。其中，转子键300的第一表面开设若干个定位槽，每个转子冲片401均卡合在对应的定位槽中。相应的，转轴200相对于转子键300的位置也开设可容纳转子键300的键槽。转子铁芯400和转轴200通过键连接，极大方便转子铁芯400和转轴200的更换。转子键300第一表面上的定位槽能够防止转子铁芯400高速转动时，各个转子冲片左右晃动，影响磁感线的切割和增大漏磁的情况。
请一并参考图1至图3，图2为图1的左视图，图3为图2从A-A’’方向的转子端板和转子冲片之间的结构示意图。本实施例的第一转子端板101和转轴200联接，第一转子端板101倾斜地设置于转子铁芯400的一侧。第二转子端板102和转轴200联接，并且第二转子端板102与第一转子端板101相对倾斜地设置于转子铁芯400的另一侧。具体的，转轴200的两端分别设置第一定位台和第二定位台，第一转子端板101卡合在第一定位台，第二转子端板102卡合在第二定位台。定位台对各个转子端板进行初步限位。进一步的，第一转子端板101再焊接在第一定位台，第二转子端板102再焊接在第二定位台。因此进一步将各个转子端板固定在转轴200上。
第一转子端板101和第二转子端板102的相向设置于转轴200的同一侧，可以为转轴200的左侧，也可以为转轴200的右侧。开关磁阻电机工作时产生巨大的风力从倾斜地设置于转子铁芯400的一侧的第一转子端板101进来，顺沿着转子铁芯400到达与第一转子端板101相对倾斜地设置于转子铁芯400的另一侧的第二转子端板102，从而带走转子铁芯400表面的热量，并从第二转子端板102带出去，从而将原来的径向风变成轴向流动的轴向风。因此，采用实施例的通风结构设计，能够降低开关磁阻电机工作的温度，使电机得以高效工作。
优选的，以第一转子端板101所在的平面为第一平面，以第二转子端板102所在的平面为第二平面，第一平面和第二平面相交的角度为60度，即第一转子端板101延伸的平面和第二转子端板102延伸的平面之间的相交角度为60度。相交60度，可以保证第一转子端板101和第二转子端板102的受力均匀，减缓各个转子端板对转轴200的受力负载，从而提高转轴200的使用寿命。
安装风结构中转子部分时，先将第一转子端板101安装在转轴200的第一定位台上，再将转子冲片401安装在转子键300第一表面上的定位槽，并依次套入转轴200上。紧接着，再将第二转子端板102安装在转轴200的第二定位台上，安装好的两端的转子端板均要旋转一个角度，以保证转子铁芯两端形成相同方向的轴向风。最后，在油压机上压紧转子冲片401后，将各个转子端板和转轴的定位台进行焊牢。
本实施例的凸极定子部由若干个硅钢片叠压而成，每个硅钢片的表面均涂布绝缘层，所述凸极转子部表面也均涂布有绝缘层。本实施例的硅钢片可以采用市面上各个型号的，比如30w中的200、270、300以及350，或者35w、50w、200w中各个型号以及50w470。本实施例所提供的只是一个优选方式，并不局限于此。优选的，绝缘层的厚度可以采用0.02mm-0.6mm或0.05mm-0.3mm。本实施例增加了硅钢片之间的绝缘强度，减小凸极定子部的涡流，降低凸极定子部的铁芯温升，从而提高电机的转速，使电机达到高速运转。
进一步的，凸极定子部开设若干个轴向通风道。在兼顾成本和散热最优化条件下，优选的，本实施例的定子开设12个空气通道。电机的轴向风经定子的空气通道在电机内形成循环，从而冷却电机的定子绕组、定子铁芯和转子铁芯。
本实施例电机调速电路外部包覆一绝缘外壳，其中，该绝缘外壳可以避免静电影响电机调速电路的正常工作，从而使电机能够高速运转。请参考图4，图4为本发明实施例提供一种开关磁阻电机中电机调速电路的结构示意图。如图4所示，该电机调速电路包括整流滤波电路50、智能功率模块51、电流采集电路52、位置传感器53以及DSP控制电路54，整流滤波电路50和智能功率模块51的输入端电连接，智能功率模块51的输出端分别与开关磁阻电机55和电流采集电路52的输入端电连接，位置传感器53的输入端和凸极转子部电连接，DSP控制电路54的信号输入端分别与电流采集电路52的输出端和位置传感器53的输出端电连接，DSP控制电路54的信号输出端和智能功率模块51电连接。整流滤波电路50对输入的三相电60进行整流和滤波处理，智能功率模块51产生驱动电流驱动开关磁阻电机55高速运转，电流采集电路52采集智能功率模块51加载于开关磁阻电机55的电流，位置传感器53采集凸极转子部的位置，DSP控制电路处理电流采集电路52和位置传感器53的采集信号，并控制智能功率模块51驱动开关磁阻电机55高速运转。由于电机调速电路避免了静电干扰，电机调速电路能够为该开关磁阻电机55提供稳定、可靠的控制信号，使开关磁阻电机55能够高速运转。
电机壳体的外表面涂布导电层以导出电机高速运转时产生的静电。作为进一步地消除静电对电机转速的影响，本实施例安装电机时，电机机壳务必接地。导电层能够更好地将凸极定子部、凸极转子部的高压静电均导出电机。由于电机转子铁芯400和转轴200为导体接触，凸极定子部和电机机座为导体接触，转轴200通过防静电结构将定子、转子、电机机座以及地构成一个通路，因此，电机转子铁芯400和定子上的静电都可以直接通过接地导体释放掉，从而避免了电机定转子之间的高压静电放电现象，因此提高了电机的运转速度和提高了电机工作寿命。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (6)

1.一种开关磁阻电机，包括设置于电机壳体内部的凸极定子部、凸极转子部以及电机调速电路，所述凸极转子部设置于凸极定子部的中心，所述电机调速电路分别控制凸极定子部和凸极转子部使该开关磁阻电机高速运转；
其特征在于，所述凸极转子部包括第一转子端板、第二转子端板、转轴、转子键以及转子铁芯，所述第一转子端板和所述第二转子端板相向设置；
所述转轴穿过所述转子铁芯的通孔，转子铁芯通过转子键和转轴联接；
所述第一转子端板和转轴联接并倾斜地设置于转子铁芯的一侧，所述第二转子端板和转轴联接并且与所述第一转子端板相对倾斜地设置于转子铁芯的另一侧，其中，以所述第一转子端板所在的平面为第一平面，以所述第二转子端板所在的平面为第二平面，所述第一平面和第二平面相交的角度为60度；
所述凸极定子部由若干个硅钢片叠压而成，每个所述硅钢片的表面均涂布绝缘层，所述凸极转子部表面也均涂布有绝缘层。
2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机，其特征在于，所述绝缘层的厚度为0.02mm-0.6mm。
3.根据权利要求1所述的开关磁阻电机，其特征在于，所述绝缘层的厚度为0.05mm-0.3mm。
4.根据权利要求1所述的开关磁阻电机，其特征在于，所述电机调速电路包括：
整流滤波电路；所述整流滤波电路对输入的三相电进行整流和滤波处理；
智能功率模块；所述智能功率模块产生驱动电流驱动所述开关磁阻电机高速运转；
电流采集电路；所述电流采集电路采集所述智能功率模块加载于所述开关磁阻电机的电流；
位置传感器；所述位置传感器采集所述凸极转子部的位置；
以及DSP控制电路；所述DSP控制电路处理所述电流采集电路和位置传感器的采集信号，并控制智能功率模块驱动所述开关磁阻电机高速运转；
所述整流滤波电路和智能功率模块的输入端电连接，智能功率模块的输出端分别与开关磁阻电机和电流采集电路的输入端电连接，DSP控制电路的信号输入端分别与电流采集电路的输出端和位置传感器的输出端电连接，DSP控制电路的信号输出端和智能功率模块电连接。
5.根据权利要求1所述的开关磁阻电机，其特征在于，所述转轴的两端分别设置第一定位台和第二定位台，所述第一转子端板卡合在第一定位台，所述第二转子端板卡合在第二定位台。
6.根据权利要求1所述的开关磁阻电机，其特征在于，所述凸极定子部开设若干个轴向通风道。
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