CN107104568B - 一种对极设置的磁阻电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对极设置的磁阻电机,解决了现有的磁阻电机定子极数多，且定子每一极均设置线圈绕组，生产成本高的问题。本装置包括转子和环绕设置在转子外侧的定子，所述定子包括对称设置两个定子铁芯，所述定子铁芯为U型结构，U型定子铁芯的两端点朝内、弯折段朝外，U型定子铁芯的两端点在定子内壁环周上间隔90度设置，所述U型定子铁芯的两臂上呈“8”字形绕设线圈绕组，所述U型定子铁芯的两端点中间的定子内壁上嵌设有永磁体，所述转子环周上均匀设置有四个凸极。本发明简化了电机结构，降低了电机生产成本，且通过永磁体与凸极的吸力使电机具备更好的锁止性能。

Description

一种对极设置的磁阻电机
技术领域
本发明涉及一种电机，特别涉及一种对极设置的磁阻电机。
背景技术
传统的磁阻电机在定子磁极上设置线圈绕组，转子采用凸极结构。定子和转子采用四六对极或者六八对极或者其他不对称结构，定子每一极上均绕设线圈绕组，利用定子线圈依次交替通电，产生磁场变化，利用转子凸极结构造成磁路的不均匀，电机产生较大的磁阻转矩。电机运行过程中，需要定子线圈依次通电，每个定子极均设置线圈绕组，线圈绕组生产成本高，导致整个电机的生产成本提高。
中国专利局2011年7月26日公告的CN102118072A号专利文件记载的一种自增速永磁直驱电机，该电机包括电机定子和电机转子；所述电机定子包括设有线槽的定子铁心、嵌入定子铁心线槽内的电枢绕组、定子极靴以及安装于定子极靴表面的永磁体；所述电机转子包括转子铁心和转子凸极；电机定子和电机转子之间设有气隙。该装置在电机定子上设置永磁体结构，永磁体磁场配合线圈磁场，产生自增速效果，该结构定子级数多，而每一极均设置线圈绕组，生产成本高。
发明内容
本发明的目的在于解决现有的磁阻电机定子极数多，且定子每一极均设置线圈绕组，生产成本高的问题，提供一种对极设置的磁阻电机。本发明还解决了现有的磁阻电机在电机停止状态下锁止定位性能差的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种对极设置的磁阻电机，包括转子和环绕设置在转子外侧的定子，所述定子包括对称设置两个定子铁芯，所述定子铁芯为U型结构，U型定子铁芯的两端点朝内、弯折段朝外，U型定子铁芯的两端点在定子内壁环周上间隔90度设置，所述U型定子铁芯的两臂上呈“8”字形绕设线圈绕组，所述U型定子铁芯的两端点中间的定子内壁上嵌设有永磁体，所述转子环周上均匀设置有四个凸极。两个永磁体间隔180度设置，在停止状态下，永磁体对转子的吸力对转子进行定位锁止，在外部反作用力小于永磁体对转子的吸力时，能保持稳定的锁止状态。启动电机时，两个定子铁芯的“8”字形线圈绕组送入正弦交变电流，线圈绕组产生的磁场强度大于永磁体的磁场强度时，转子受磁场变化转动，转子凸极转动到正对U型定子铁芯端点的位置；当交变电流变小线圈绕组产生的磁场小于永磁体磁场强度时，转子凸极转动到与永磁体正对的角度，随着电流变换，驱动转子转动，通过电流频率控制转子转速。两个定子铁芯的结构相互对称，线圈通电交替设置，使线圈绕组通电时，两个定子铁芯的四个端点始终保持N极和S极间隔设置，并交替变换。本装置采用双定子铁芯，两个线圈绕组，简化了结构，减少线圈绕组数量，节约了生产成本。
作为优选，所述定子上的永磁体为沿电机轴向布置的条形结构，永磁体中部向一侧突出形成永磁体凸边，所述转子上的凸极沿轴线方向的中部向一侧突出形成凸极凸边，永磁体凸边的突出方向和凸极凸边的突出方向在圆周方向反向设置。凸极凸边的作用在于磁场变化时候对转子的转动方向形成导向，凸极向永磁体转动时候朝着永磁体凸边和凸极凸边接近的方向转动，凸极向定子铁芯转动时候朝着凸极凸边的突出方向转动。
作为优选，所述永磁体与凸极的轴向长度一致，所述永磁体凸边与凸极凸边的轴向长度一致，永磁体凸边轴向长度为永磁体轴向长度的1/4到1/3。
作为优选，所述永磁体凸边位置设有若干条横跨永磁体表面的导向沟，导向沟沿定子环周方向设置；所述凸极凸边位置设有若干条横跨凸极表面的导向沟，永磁体上的导向沟和凸极表面的导向沟相互对齐。导向沟可以减少高速转动时的气阻，减弱高速转动时候产生的噪音。
作为优选，所述U型定子铁芯的端点和永磁体的内表面均与定子的内壁平齐。
作为优选，所述定子上两个定子铁芯的相邻的端点在定子环周上间隔90度设置。
本发明的电机定子采用相对设置的两个U型定子铁芯，绕设8字形的线圈绕组，并在U型定子铁芯的两端点中间设置永磁体，驱动4凸极转子转动，简化了电机结构，降低了电机生产成本，且通过永磁体与凸极的吸力使电机具备更好的锁止性能。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图。
图2是本发明一种定子结构示意图。
图3是本发明一种转子结构示意图。
图4是本发明永磁体凸边和凸极凸边的对应结构示意图。
图中：1、电机壳体，2、定子，3、转子，4、定子铁芯，5、线圈绕组，6、永磁体，7、永磁体凸边，8、凸极，9、凸极凸边，10、导向沟。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本发明进一步说明。
实施例：一种对极设置的磁阻电机，如图1-3所示，电机壳体1内包括转子3和环绕设置在转子外侧的定子2。所述定子包括对称设置两个定子铁芯4，所述定子铁芯为U型结构，U型定子铁芯的两端点朝内、弯折段朝外，U型定子铁芯的两端点在定子内壁环周上间隔90度设置。所述U型定子铁芯的两臂上呈“8”字形绕设线圈绕组5，所述U型定子铁芯的两端点中间的定子内壁上嵌设有永磁体6，所述转子环周上均匀设置有四个凸极8。所述定子2上两个定子铁芯4的相邻的端点在定子环周上间隔90度设置。U型定子铁芯的端点和永磁体的内表面均与定子的内壁平齐。
如图2-4所示，定子上的永磁体为沿电机轴向布置的条形结构，永磁体6中部向一侧突出形成永磁体凸边7，所述转子上的凸极8沿轴线方向的中部向一侧突出形成凸极凸边9，永磁体凸边的突出方向和凸极凸边的突出方向在圆周方向反向设置。永磁体与凸极的轴向长度一致，所述永磁体凸边与凸极凸边的轴向长度一致，永磁体凸边轴向长度为永磁体轴向长度的1/4到1/3。永磁体凸边位置设有若干条横跨永磁体表面的导向沟10，导向沟沿定子环周方向设置；所述凸极凸边位置设有若干条横跨凸极表面的导向沟10，永磁体上的导向沟和凸极表面的导向沟相互对齐。
两个永磁体间隔180度设置，在停止状态下，永磁体对转子的吸力对转子进行定位锁止，在外部反作用力小于永磁体对转子的吸力时，能保持稳定的锁止状态。启动电机时，两个定子铁芯的“8”字形线圈绕组送入正弦交变电流，线圈绕组产生的磁场强度大于永磁体的磁场强度时，转子受磁场变化转动，转子凸极转动到正对U型定子铁芯端点的位置；当交变电流变小线圈绕组产生的磁场小于永磁体磁场强度时，转子凸极转动到与永磁体正对的角度，随着电流变换，驱动转子转动，通过电流频率控制转子转速。两个定子铁芯的结构相互对称，线圈通电交替设置，使线圈绕组通电时，两个定子铁芯的四个端点始终保持N极和S极间隔设置，并交替变换。本装置采用双定子铁芯，两个线圈绕组，简化了结构，减少线圈绕组数量，节约了生产成本。

Claims (2)

1.一种对极设置的磁阻电机，包括转子和环绕设置在转子外侧的定子，其特征在于：所述定子包括对称设置两个定子铁芯，所述定子铁芯为U型结构，U型定子铁芯的两端点朝内、弯折段朝外，U型定子铁芯的两端点在定子内壁环周上间隔90度设置，所述U型定子铁芯的两臂上呈“8”字形绕设线圈绕组，所述U型定子铁芯的两端点中间的定子内壁上嵌设有永磁体，所述转子环周上均匀设置有四个凸极；所述定子上的永磁体为沿电机轴向布置的条形结构，永磁体中部向一侧突出形成永磁体凸边，所述转子上的凸极沿轴线方向的中部向一侧突出形成凸极凸边，永磁体凸边的突出方向和凸极凸边的突出方向在圆周方向反向设置；所述永磁体与凸极的轴向长度一致，所述永磁体凸边与凸极凸边的轴向长度一致，永磁体凸边轴向长度为永磁体轴向长度的1/4到1/3；所述永磁体凸边位置设有若干条横跨永磁体表面的导向沟，导向沟沿定子环周方向设置；所述凸极凸边位置设有若干条横跨凸极表面的导向沟，永磁体上的导向沟和凸极表面的导向沟相互对齐；所述U型定子铁芯的端点和永磁体的内表面均与定子的内壁平齐。
2.根据权利要求1所述的一种对极设置的磁阻电机，其特征在于：所述定子上两个定子铁芯的相邻的端点在定子环周上间隔90度设置。
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