CN108258871B - 一种开关磁阻电机模块及电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种开关磁阻电机模块及电机，包括：凸极式定子组件和凸极式转子组件，其特征在于，转子组件包括转子本体，转子本体上沿其圆周表面均匀设置有多个转子凸极；定子组件包括多个定子凸极，定子凸极包括定子铁芯和固定安装在所述定子铁芯上的定子线圈；多个定子凸极以转子本体的中心轴为对称轴均匀分布于转子组件之外的圆周上；定子凸极的数量是转子凸极数量的两倍；每间隔一个定子凸极的定子线圈相互连接形成一个电机励磁组，一个电机模块共形成两个电机励磁组。电机包括至少两个上述的开关磁阻电机模块。本发明功率密度大，适应性强，易扩展，成本低。

Description

一种开关磁阻电机模块及电机

技术领域

本发明涉及电机领域，具体涉及一种开关磁阻电机模块及电机。

背景技术

开关磁阻电机是随着电力电子技术发展起来的一种磁阻电机，是一种机电一体化的新型电机。以其效率高，响应快，控制方式灵活多样，结构坚固等诸多优势而备受关注。传统的开关磁阻电机受其结构制约，功率密度低，输出力矩的脉动大，震动和噪声也比较大，制造成本相对较高，影响了该类型电机的普及应用。针对传统的开关磁阻电机电机技术的不足，在本技术领域又陆续推出和公开了若干改良的解决方案。概括起来有单相多级技术方案，多相多级技术方案，转子定子不等凸极数的多级电机模块组合方案和转子定子等凸极数多级电机模块组合方案等。这些技术方案都是采用多级单机串联的方法，使用至少3个或3个以上的开关磁阻电机工作级同轴串联，虽然都在不同程度上解决了传统的开关磁阻电机电机技术输出力矩的脉动大和震动噪声也比较大的缺陷，但是也使得开关磁阻电机或电机组的机械结构和控制系统更复杂，同时，虽然其中某些方案能对传统的开关磁阻电机输出功率密度略有提高但是也没有根本改善。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种开关磁阻电机模块及电机。

本发明的技术方案是：一种开关磁阻电机模块，包括：凸极式定子组件和凸极式转子组件，转子组件包括转子本体，转子本体上沿其圆周表面均匀设置有多个转子凸极；

定子组件包括多个定子凸极，定子凸极包括定子铁芯和固定安装在所述定子铁芯上的定子线圈；

多个定子凸极以转子本体的中心轴为对称轴均匀分布于转子组件之外的圆周上；定子凸极的数量是转子凸极数量的两倍；

每间隔一个定子凸极的定子线圈相互连接形成一个电机励磁组，一个电机模块共形成两个电机励磁组。

进一步地，所述开关磁阻电机模块采用轴向励磁方式、独立励磁方式或径向励磁方式中的任意一种；

当开关磁阻电机模块采用轴向励磁方式时，转子凸极为U型或C型转子铁芯；转子铁芯的个数为L个，L为大于或等于2的整数；定子凸极的定子铁芯为U型或C型定子铁芯；

当开关磁阻电机模块采用独立励磁方式时，转子凸极为磁罐式铁芯结构的转子铁芯；转子铁芯的个数为N个，N为大于或等于2的整数；定子凸极的定子铁芯为磁罐式铁芯结构的定子铁芯，定子线圈固定安装在磁罐式铁芯结构的定子铁芯的中心柱上；

当开关磁阻电机模块采用径向励磁方式时，定子组件包括两个结构相同的第一定子子组件和第二定子子组件；第一定子子组件和第二定子子组件均包括M个沿转子本体中心轴为对称轴均匀分布的定子子凸极，且第一定子子组件和第二定子子组件平行并错开π/M角度布置在转子组件之外的圆周上，第一定子子组件和第二定子子组件的全部子凸极沿转子轴线方向的投影数为2M，第一定子子组件中相邻的定子子凸极的磁极极性相反，第二定子子组件中相邻的定子子凸极的磁极极性相反；转子本体上制作或安装有转子铁芯，在转子铁芯外圆周面上以转子本体为中心轴均匀设置多个转子凸极，转子凸极沿转子轴线方向的投影数为M，转子凸极的极弧数为π/M，M为大于或等于2的偶数。

进一步地，所述开关磁阻电机模块还包括左端盖和右端盖；左端盖和右端盖内设置有放置定子组件的凹槽或定位结构；

左端盖和右端盖分别通过轴承与转子本体配合；左端盖、右端盖、定子组件和转子组件配合构成开关磁阻电机模块的主体。

进一步地，所述开关磁阻电机模块还包括：传感器组件、编码盘、电机模块控制器和功率开关控制器；电机模块控制器的输入端与传感器组件连接，电机模块控制器的输出端通过功率开关控制器连接两个电机励磁组；

传感器组件与编码盘配合，生成两个电机励磁组通电时序的励磁控制信号；电机模块控制器对传感器组件生成的励磁控制信号进行处理后，通过功率开关器控制两个电机励磁组的通电时序。

进一步地，传感器组件固定在左端盖或右端盖上，包括两个传感器，两个传感器沿所在端盖圆周的半径方向布置，两个传感器的感应点与所在端盖圆周的圆心共线；

编码盘包括编码盘本体；编码盘本体上设置有内层编码线组和外层编码线组，内层编码线组和外层编码线组形成同心圆；内层编码线组和外层编码线组均包括沿各自圆周均匀分布的H个编码线，且内层编码线组的编码线与外层编码线组的编码线错开π/H角度交错排布；其中，当开关磁阻电机模块采用轴向励磁时，H＝L；当开关磁阻电机模块采用独立励磁时，H＝N；当开关磁阻电机模块采用纵向励磁时，H＝M。

进一步地，传感器组件固定在左端盖或右端盖上，包括两个传感器，两个传感器沿所在端盖圆周的圆周方向布置，两个传感器的感应点与转子圆心形成的夹角为π/H度；

编码盘包括编码盘本体；编码盘本体上设置有一层编码线组，编码线组包括沿圆周均匀分布的H个编码线，其中，当开关磁阻电机模块采用轴向励磁时，H＝L；当开关磁阻电机模块采用独立励磁时，H＝N；当开关磁阻电机模块采用纵向励磁时，H＝M。

进一步地，转子本体沿其中心轴设置有花键轴孔；花键轴孔花键的键槽数与转子凸极数不能相互整除；

转子本体的至少一端面上设置有对正标志；

左端盖和/或右端盖的外表面上沿轴承圆周设置有均匀分布的与转子本体的对正标志配合的分度标记。

进一步地，电机模块控制器还设置有远程控制选择开关和设定转子旋转方向的方向开关。

本发明的技术方案还包括一种电机，包括至少两个上述的开关磁阻电机模块。

进一步地，所述电机还包括远程控制器；远程控制器包括：数据处理器，以及分别与所述数据处理器电连接的显示器和键盘；数据处理器还分别与各个开关磁阻电机模块的电机模块控制器电连接；远程控制器输出PWM信号以及电机工作状态控制信号至电机模块控制器。

本发明提供的开关磁阻电机模块及电机，具有有益效果：

1)当转子的凸极数量相同时，与现有的技术比较，本发明所述的电机模块的转子每旋转一周，转子的做功能力为N*2N次(N为转子凸极数)，而转子和定子等极数的开关磁阻电机模块其转子的做功能力为N*N次，而传统的4-6极开关磁阻电机的做功能力仅有3N。所以使用本发明所述的电机模块可以获得比现有技术更大的功率密度。

2)各电机模块都具备独立完整的控制系统，互相之间为并联的电气连接关系，完全没有电气互锁逻辑，所以，对于组合方式的选择非常灵活，既可以同轴串联组合，也可以异轴并联组合。对安装空间的适应性强；且当某一个电机模块发生故障不能正常运行时，不会影响机组中其他电机模块的正常工作，因此可以低成本的实现安全冗余组合，非常适用于对设备的可靠性要求高的场合。

3)在一电机中，各电机模块既可以使用相同电压等级的工作电源，也允许使用不同电压等级的工作电源，甚至能允许同时使用不同性质的工作电源，所以对工作电源的适应性非常强。

4)易维护性：当模块式开关磁阻电机机组中的某一电机模块发生故障后，只需将发生故障的电机模块拆除，更换新的电机模块即可，能够有效缩短故障停机时间，降低维护成本。

5)由于单个电机模块的功率比较小，所以在其功率开关控制器中可以使用较低规格等级的电力开关器件，然后由多个电机模块组合以满足数倍的功率需求，这样就能够以较低的生产制造成本的实现电机模块的生产和电机模块组的功率扩展。

6)电机使用多模块组合技术，仅需要有限几种规格的电机模块即可覆盖较大的功率范围，因此能够大大减少电机模块制造的种类，有利于成品的标准化设计，更有利于产品的大规模批量生产，减少库存积压风险，降低制造成本(以6电机模块数组合为例，仅需要0.4KW，1.5KW，6KW，20KW等4种规格的电机模块，即可满足组合从0.8KW至120KW范围内的功率需求。具体可以组合出0.8KW,1.2KW，1.6KW,3.0KW,4.5KW，6KW，7.5KW,9KW，12KW,18KW，24KW,30KW,36KW,40KW,60KW,80KW,100KW，120KW等18个功率等级的电机)。

附图说明

图1是本发明具体实施例一轴向励磁开关磁阻电机模块结构示意图。

图2是本发明具体实施例一传感器组件沿所在端盖圆周的半径方向布置时编码盘结构示意图。

图3是本发明具体实施例二独立励磁开关磁阻电机模块结构示意图。

图4是本发明具体实施例三径向励磁开关磁阻电机模块结构示意图。

图5是本发明具体实施例四远程控制器电路示意图。

图6是本发明具体实施例一传感器组件电路示意图。

图7是本发明具体实施例一电机模块控制器和功率开关控制器电路示意图。

图8-12是本发明实施例四转子运行过程示意图。

图中，1、右端盖；2、左端盖；3、编码盘；3-1、编码盘本体；3-2、外层编码线；3-3、内层编码线；4、传感器组件；5、转子凸极；6、轴承；7、花键轴孔；8、转子本体；9、定子组件；9-1、定子子凸极；10、数据处理器；11、显示器；12、键盘；13、电机模块控制器；14、开关电源；15、远程控制选择开关；16、方向开关；17、功率开关控制器。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明进行详细阐述，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施方式。

本发明提供的开关磁阻电机模块包括凸极式定子组和凸极式转子组件，电机模块可采用轴向励磁方式、独立励磁方式或纵向励磁方式中的任意一种励磁方式。

实施例一

本实施例中，开关磁阻电机模块采用轴向励磁方式。

转子组件包括转子本体8，转子本体8上沿其圆周表面均匀设置有多个转子凸极5。转子凸极5为U型或C型转子铁芯，转子铁芯的两个伸出端的中心连线与转子本体8的中心轴线平行，并沿着转子本体8中心轴线方向安装。

定子组件9包括多个定子凸极，定子凸极包括定子铁芯和固定安装在所述定子铁芯上的定子线圈。定子凸极的定子铁芯为倒U型或倒C型定子铁芯，定子线圈缠绕在倒U型或倒C型定子铁芯的上横段。定子铁芯的两个伸出端的中心连线与转子本体8的中心轴线平行。

多个定子凸极以转子本体8的中心轴为对称轴均匀分布于转子组件之外的圆周上；定子凸极的数量是转子凸极5数量的两倍。需要说明的是，本实施例中，转子凸极5的数量为L个，L为大于或等于2的整数。

每间隔一个定子凸极的定子线圈相互连接形成一个电机励磁组，一个电机模块共形成两个电机励磁组。定子线圈可以相互串联或并联，两个电机励磁组中的定子线圈的连接方式完全相同，所以两个电机励磁组的机械参数和电气参数都是相同的。改变各个电机励磁组中励磁线圈的串并联方式，可以在不改变电机模块硬件结构的前提下，使电机模块适应不同的工作电压等级。

因本实施例中，定子凸极是转子凸极5的两倍(本实施例附图所示的电机模块为8-16极结构，也可以是5-10极结构等)，与现有的技术比较：当所比较的2种转子的凸极数量相同且具有相同的电磁性能时，本实施例的电机模块的转子每旋转一周，转子的做功能力为L*2L次(L为转子凸极数)，而转子和定子等凸极数的开关磁阻电机模块其转子的做功能力为L*L次，而传统的4-6极开关磁阻电机的做功能力仅有3L。所以在同等功率等级同等转子凸极5条件下，本发明所述的电机模块可以获得比现有能达到的最大功率密度2倍的功率密度。

本实施例的电机模块还包括端盖，端盖分为左端盖2和右端盖1两部分，左端盖2和右端盖1内设置有放置定子组件9的凹槽结构，所有定子组件9都安装在这些凹陷结构里，这样采用本技术方案制造的开关磁阻电机就没有传统概念的定子部件，使整个电机的单级模块结构简单化。

转子本体8的两端设置有轴承6，左端盖2和右端盖1分别通过轴承6与转子本体8配合，形成电机模块的主体。

转子本体8沿其中心轴制作成花键轴孔7，花键轴孔7花键的键槽数与转子凸极5数不能相互整除。转子本体8的至少一端面上设置有对正标志，左端盖2和/或右端盖1的外表面上沿轴承6圆周设置有均匀分布的与转子本体8的对正标志配合的分度标记，用以确定在进行电机模块组合时各个电机模块的转子位置。分度标记的数量与转子本体8的花键槽数相同或是其整数倍。各个电机模块不要求严格的同轴组合，这样就能允许各个电机模块安装在工作机需要的任何位置。因此采用本发明技术方案的开关磁阻电机具有极强的安装适应性。

如图6和7所示，电气控制方面，本实施例的电机模块包括传感器组件4、编码盘3、电机模块控制器13和功率开关控制器17。传感器组件4与电机模块控制器13的输入端连接，电机模块控制器13的输出端通过功率开关控制器17连接两个电机励磁组。电机模块控制器13与功率开关控制器17之间使用光耦合器进行电气隔离(根据需要也可以使用耦合变压器进行电气隔离)。

传感器组件4与编码盘3配合，生成两个励磁组通电时序的励磁信号；电机模块控制器13对传感器组件4生成的励磁信号进行处理后，通过功率开关控制器17来控制两个励磁组的通电时序，以满足电机模块的功率输出和正反转要求。

传感器组件4固定在左端盖2或右端盖1上，包括两个传感器。两个传感器可以沿所在端盖圆周的半径方向布置，也可以沿所在端盖圆周的圆周方向布置。

两个传感器沿所在端盖圆周的半径方向布置，两个传感器的感应点与所在端盖圆周的圆心共线。如图2所示，其相应的编码盘3结构为：编码盘3包括编码盘本体3-1；编码盘本体3-1上设置有内层编码线3-3组和外层编码线3-2组，内层编码线3-3组和外层编码线3-2组形成同心圆；内层编码线3-3组和外层编码线3-2组均包括沿各自圆周均匀分布的L个编码线，且内层编码线3-3组的编码线与外层编码线3-2组的编码线错开π/L角度交错排布。L为转子凸极数。

当两个传感器沿所在端盖圆周的圆周方向布置，两个传感器的感应线的夹角为π/L度。其相应编码盘3结构为：编码盘3包括编码盘本体3-1；编码盘本体3-1上设置有一层编码线组；编码线组包括沿圆周均匀分布的L个编码线。

本实施例同时使用了有两个传感器单元的传感器组件4。将所有的定子组件9中所有互相间隔的定子线圈通过相同的连接方式组合成两个相同的电机励磁组，两个电机励磁组以转子轴为中心错开一个π/L的转子极弧角。这两个电机励磁组分别最终受控于传感器组件4的2个传感器单元。所以，本方案的一个工作级就具有了2个能够交替工作时序的励磁结构，这样就能够通过规定定子励磁组件的通电时序，使一个工作级的通电角度的总和可以大于180°。因此，仅需要最少2个工作级就能够完成开关磁阻电机整机的构建，使开关磁阻电机整机的结构简化。

电气控制方面还包括开关电源14，为整个控制电路的低压部分提供工作电源。电机模块控制器13还设置有远程控制选择开关15和设定转子旋转方向的方向开关16。远程控制选择开关15其作用是为电机模块是否连接了远程控制器提供硬件设定。当电机模块不连接远程控制器时，电机模块控制器13没有PWM功能，不能进行电机工况的参数定制，没有电磁制动功能，电机模块处于自主的自由工作工况，可作为传统的电机使用。

实施例二

如图3所示，与实施例一不同的是，本实施例的开关磁阻电机采用独立励磁方式。转子凸极5为磁罐式铁芯结构的转子铁芯，定子凸极的定子铁芯为磁罐式铁芯结构的定子铁芯，定子线圈固定在磁罐式定子铁芯的中心柱上。

需要说明的是，本实施例中，转子凸极5的数量为N个，N为大于或等于2的整数。相应的，当两个传感器沿所在端盖圆周的半径方向布置时，编码盘3的内层编码线3-3组和外层编码线3-2组均包括沿各自圆周均匀分布的N个编码线，且内层编码线3-3组的编码线与外层编码线3-2组的编码线错开π/N角度交错排布；当两个传感器沿所在端盖圆周的圆周方向布置，两个传感器的感应线的夹角为π/N度，编码盘3的编码线组包括沿圆周均匀分布的N个编码线。

实施例三

如图4所示，与实施例一不同的是，本实施例的开关磁阻电机采用径向励磁方式。定子组件9包括两个结构相同的第一定子子组件和第二定子子组件；第一定子子组件和第二定子子组件均包括M个沿转子本体8中心轴为对称轴均匀分布的定子子凸极9-1，且第一定子子组件和第二定子子组件平行并错开π/M角度布置在转子组件之外的圆周上，第一定子子组件和第二定子子组件的全部定子子凸极9-1沿转子轴线方向的投影数为2M，第一定子子组件中相邻的定子子凸极9-1的磁极极性相反，第二定子子组件中相邻的定子子凸极9-1的磁极极性相反；转子本体8上制作或安装有转子铁芯，在转子铁芯外圆周面上以转子本体8为中心轴均匀设置多个转子凸极5，转子凸极5沿转子轴线方向的投影数为M，转子凸极5的极弧数为π/M。需要说明的是，本实施例中，M取大于或等于2的偶数。

相应的，本实施例中，当两个传感器沿所在端盖圆周的半径方向布置时，编码盘3的内层编码线3-3组和外层编码线3-2组均包括沿各自圆周均匀分布的M个编码线，且内层编码线3-3组的编码线与外层编码线3-2组的编码线错开π/M角度交错排布；当两个传感器沿所在端盖圆周的圆周方向布置，两个传感器的感应线的夹角为π/M度，编码盘3的编码线组包括沿圆周均匀分布的M个编码线。

实施例四

在上述三个实施例的基础上，本实施例提供一种电机，该电机包括至少两个上述开关磁阻电机模块。如图5、6和7所示，该电机还提供远程控制，包括远程控制器，远程控制器包括：数据处理器10，以及分别与数据处理器10电连接的显示器11和键盘12。数据处理器10还分别与各个开关磁阻电机模块的电机模块控制器13电连接；远程控制器输出PWM信号以及电机工作状态控制信号至电机模块控制器13。远程控制器完成电机的工作参数设定和反馈调制，显示转速以及PWM的参数及电机工作状态等。

当使用2个或2个以上的电机模块组合成模块式开关磁阻电机机组时，相邻模块的定子励磁组件的中心重合对正并保持固定，按照电机模块机组的需要，参照转子轴孔端面的正时标志和端盖表面的分度标记将相邻电机模块的转子错开一个角度，该角度不能与两相邻定子励磁组件的凸极中心线的夹角互相整除。

本实施例以最小数量的两个电机模块为例说明，这两个电机模块为实施例一所述的轴向励磁电机模块。电机模块1和电机模块2的定子凸极的中心线对正，相对应的转子凸极5的中心线错开30度，2个电机模块的定子励磁线圈每间隔一个并联连接，共形成4个励磁组，对应间隔顺序的励磁组为同名励磁组，分别为1-La，1-Lb，2-La，2-Lb。设置转子顺时针方向为正旋转方向，设置编码线的中断区间为励磁通电区间，假定在电机通电的初始时刻电机模块1的定子励磁凸极和转子的一个励磁凸极恰好对正，电机模块控制器13的方向选择为正向选通，那么，在开关磁阻电机机组通电后：

图8：1-La断电，1-Lb断电，2-La断电，2-Lb通电，根据磁阻最小原理，2个同轴转子开始顺时针旋转。

图9：1-La通电，1-Lb断电，2-La断电，2-Lb通电，2个同轴转子继续顺时针旋转。

图10：1-La通电，1-Lb断电，2-La断电，2-Lb断电，2个同轴转子继续顺时针旋转。

图11：1-La通电，1-Lb断电，2-La通电，2-Lb断电，2个同轴转子继续顺时针旋转。

图12：1-La断电，1-Lb通电，2-La通电，2-Lb断电，2个同轴转子继续顺时针旋转。

此时，由图中可以看出，转子轴顺时针旋转了大于1个转子极弧的角度，并将以相同的旋转方向继续工作下去，电机模块组合对外做功。

对电机模块控制器13的方向选择设定反向选通，控制器对La和Lb的励磁信号对调，电机模块将以与上述过程相反的顺序工作，电机模块反向(逆时针)工作。

在本实施例中，还有一个花键轴安装在各个电机模块的花键轴孔7内并完成机械输出。该花键轴在附图中未绘出。

如图5所示，本实施例电机的电控制原理：

远程控制器为所有的电机模块公用。k端为其中一个电机模块反馈的转速信号输入端，每个远程控制器只能连接电机组中任意一个电机模块反馈的转速信号输入端；s端向所有电机模块同时输出制动信号，各个电机模块实施磁制动；z端，f端连接所有电机模块的控制器的同名端。当不使用远程控制器时，电机模块控制器13方向开关16断开，电机模块控制器13默认正向选通；当方向开关16闭合时，电机模块控制器13反向选通，键盘12用于设定PWM和电机的工作参数。不使用远程控制器时，电机模块不能进行PWM控制和转速控制，不能进行电磁制动。

远程控制器被连接并通电后，当按下正向开关时，所有的f端子为低电平，所有的z端子为高电平，传感器组件4根据编码盘3的编码时序分别从La端和Lb端向电机模块控制器13的同名端输出励磁信号，该信号由电机模块控制器13的MCU处理后，通过同名输出端输出端La(out)和Lb(out)输出，控制光耦合器，使功率开关器件按照该信号时序导通或断开。

当按下反向开关时，所有的z端子为低电平，所有的f端子为高电平，传感器组件4根据编码盘3的编码时序分别从La端和Lb端向电机模块控制器13的同名输出端输出励磁信号，该组信号由电机模块控制器13的MCU处理后，从La端的励磁信号处理后由Lb的输出端Lb(out)输出，从Lb端的励磁信号经处理后由La的输出端La(out)端输出，转子反向旋转，其工作过程与正旋转方向的工作过程相同。

当按下停止开关时，所有的z端子为低电平，所有的f端子为低电平，MCU的La输出端和Lb输出端均为低电平，电机自由停转。

当按下制动开关时，所有的s端为高电平。所有电机模块控制器13的MCU根据从传感器组件4输入的时序信号，依次对La和Lb的输出端提供电磁制动励磁脉冲信号，从而使电机产生电磁制动，与转速信号配合直至完全停机。

本实施例的电气控制包括单个电机模块的控制器总成和所有电机模块公用的远程控制器，远程控制器负责输出所有电机模块公用的PWM信号，公用的电磁制动信号和转子的旋转方向定义信号。每个单电机模块的控制器总成中所包含的方向开关16的作用是：在不使用远程控制器时，定义转子的旋转方向。所以，即使不使用远程控制器，由至少2个开关磁阻电机模块组成的开关磁阻电机组合也能够像传统的电机那样自主启动正常工作。由于各电机模块的控制器总成都是独立于远程控制器之外的且电气并联，构成同一整机的各个电机模块可以允许使用不同工作电压等级和不同性质(交流或直流)的工作电源，因此采用本发明技术方案的开关磁阻电机具有极强的电气适应性。

采用独立励磁或纵向励磁的电机模块所组成的电机，其工作原理于上述横向励磁电机模块的相似，不再赘述。另外，需要说明的是，电机模块控制器13中还包括电流斩波器。对于电流斩波器，功率开关控制器17，电机模块控制器13、远程控制器等组成的功能电路，其硬件构成，软件设计和功能表达是公知的成熟技术，为从事本技术领域的人员所必须了解的。在此不再赘述。

以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种电机，其特征在于，包括至少两个开关磁阻电机模块，相邻开关磁阻电机模块的定子励磁组件的中心重合对正并保持固定，相邻开关磁阻电机模块的转子错开一个角度，该角度不能与两相邻定子励磁组件的凸极中心线的夹角互相整除；

开关磁阻电机模块包括：凸极式定子组件和凸极式转子组件，转子组件包括转子本体，转子本体上沿其圆周表面均匀设置有多个转子凸极；

定子组件包括多个定子凸极，定子凸极包括定子铁芯和固定安装在所述定子铁芯上的定子线圈；

多个定子凸极以转子本体的中心轴为对称轴均匀分布于转子组件之外的圆周上，定子凸极的数量是转子凸极数量的两倍；

每间隔一个定子凸极的定子线圈相互连接形成一个电机励磁组，一个电机模块共形成两个电机励磁组；定子线圈可以相互串联或并联，两个电机励磁组中的定子线圈的连接方式完全相同，两个电机励磁组的机械参数和电气参数都是相同的；

所述开关磁阻电机模块还包括：传感器组件、编码盘、电机模块控制器和功率开关控制器；电机模块控制器的输入端与传感器组件连接，电机模块控制器的输出端通过功率开关控制器连接两个电机励磁组；

传感器组件与编码盘配合，生成两个电机励磁组通电时序的励磁控制信号；电机模块控制器对传感器组件生成的励磁控制信号进行处理后，通过功率开关器控制两个电机励磁组的通电时序；

传感器组件固定在左端盖或右端盖上，包括两个传感器，两个传感器沿所在端盖圆周的半径方向布置，两个传感器的感应点与所在端盖圆周的圆心共线；

编码盘包括编码盘本体；编码盘本体上设置有内层编码线组和外层编码线组，内层编码线组和外层编码线组形成同心圆；内层编码线组和外层编码线组均包括沿各自圆周均匀分布的H个编码线，且内层编码线组的编码线与外层编码线组的编码线错开π/H角度交错排布；其中，当开关磁阻电机模块采用轴向励磁时，H＝L，L为转子铁芯个数；当开关磁阻电机模块采用独立励磁时，H＝N，N为转子铁芯个数；当开关磁阻电机模块采用纵向励磁时，H＝M，M为转子凸极沿转子轴线方向的投影数；编码线的中断区间为励磁通电区间；

两个开关磁阻电机模块组成一个电机时，假定在电机通电的初始时刻第一个开关磁阻电机模块的定子励磁凸极和转子的一个凸极恰好对正，则电机励磁组的通电时序为：

1)1-La断电，1-Lb断电，2-La断电，2-Lb通电；

2)1-La通电，1-Lb断电，2-La断电，2-Lb通电；

3)1-La通电，1-Lb断电，2-La断电，2-Lb断电；

4)1-La通电，1-Lb断电，2-La通电，2-Lb断电；

5)1-La断电，1-Lb通电，2-La通电，2-Lb断电；

其中1-La和1-Lb为第一个开关磁阻电机模块的两个电机励磁组，2-La和2-Lb为第二个开关磁阻电机模块的两个电机励磁组。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述电机还包括远程控制器；远程控制器包括：数据处理器，以及分别与所述数据处理器电连接的显示器和键盘；数据处理器还分别与各个开关磁阻电机模块的电机模块控制器电连接；远程控制器输出PWM信号以及电机工作状态控制信号至电机模块控制器。

3.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述开关磁阻电机模块采用轴向励磁方式、独立励磁方式或径向励磁方式中的任意一种；

当开关磁阻电机模块采用轴向励磁方式时，转子凸极为U型或C型转子铁芯；转子铁芯的个数为L个，L为大于或等于2的整数；定子凸极的定子铁芯为U型或C型定子铁芯；

当开关磁阻电机模块采用独立励磁方式时，转子凸极为磁罐式铁芯结构的转子铁芯；转子铁芯的个数为N个，N为大于或等于2的整数；定子凸极的定子铁芯为磁罐式铁芯结构的定子铁芯，定子线圈固定安装在磁罐式铁芯结构的定子铁芯的中心柱上；

当开关磁阻电机模块采用径向励磁方式时，定子组件包括两个结构相同的第一定子子组件和第二定子子组件；第一定子子组件和第二定子子组件均包括M个沿转子本体中心轴为对称轴均匀分布的定子子凸极，且第一定子子组件和第二定子子组件平行并错开π/M角度布置在转子组件之外的圆周上，第一定子子组件和第二定子子组件的全部子凸极沿转子轴线方向的投影数为2M，第一定子子组件中相邻的定子子凸极的磁极极性相反，第二定子子组件中相邻的定子子凸极的磁极极性相反；转子本体上制作或安装有转子铁芯，在转子铁芯外圆周面上以转子本体为中心轴均匀设置多个转子凸极，转子凸极沿转子轴线方向的投影数为M，转子凸极的极弧数为π/M，M为大于或等于2的偶数。

4.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述开关磁阻电机模块还包括左端盖和右端盖；左端盖和右端盖内设置有放置定子组件的凹槽或定位结构；

左端盖和右端盖分别通过轴承与转子本体配合；左端盖、右端盖、定子组件和转子组件配合构成开关磁阻电机模块的主体。

5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，传感器组件固定在左端盖或右端盖上，包括两个传感器，两个传感器沿所在端盖圆周的圆周方向布置，两个传感器的感应点与转子圆心形成的夹角为π/H度；

编码盘包括编码盘本体；编码盘本体上设置有一层编码线组，编码线组包括沿圆周均匀分布的H个编码线，其中，当开关磁阻电机模块采用轴向励磁时，H＝L；当开关磁阻电机模块采用独立励磁时，H＝N；当开关磁阻电机模块采用纵向励磁时，H＝M。

6.根据权利要求3-5任一项所述的电机，其特征在于，转子本体沿其中心轴设置有花键轴孔；花键轴孔花键的键槽数与转子凸极数不能相互整除；

转子本体的至少一端面上设置有对正标志；

左端盖和/或右端盖的外表面上沿轴承圆周设置有均匀分布的与转子本体的对正标志配合的分度标记。

7.根据权利要求3-5任一项所述的电机，其特征在于，电机模块控制器还设置有远程控制选择开关和设定转子旋转方向的方向开关。

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