CN111769662B - 转子组件和开关磁阻电机 - Google Patents
转子组件和开关磁阻电机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111769662B CN111769662B CN202010489709.8A CN202010489709A CN111769662B CN 111769662 B CN111769662 B CN 111769662B CN 202010489709 A CN202010489709 A CN 202010489709A CN 111769662 B CN111769662 B CN 111769662B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rotor
- groove
- teeth
- side wall
- switched reluctance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/24—Rotor cores with salient poles ; Variable reluctance rotors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
- H02P25/08—Reluctance motors
- H02P25/098—Arrangements for reducing torque ripple
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
- H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information
Abstract
本申请提供一种转子组件和开关磁阻电机。该转子组件包括转子本体,周壁上设有若干个转子齿;至少一个所述转子齿的侧壁上设有凹槽。在转子齿的侧壁上设置凹槽,来改变转子表面气隙磁密的方向,能减小气隙中的径向磁密,同时能增大切向磁密,达到抑制电磁振动的目的。
Description
技术领域
本申请属于开关磁阻电机技术领域,具体涉及一种转子组件和开关磁阻电机。
背景技术
开关磁阻电机具有结构简单、可频繁正反转、起动电流小、起动转矩大和在宽广的调速范围内效率高等优点。由于转子上没有永磁体或绕组,开关磁阻电机在很多恶劣的环境或场合中可靠性更高,近年来特别在混合动力汽车、航天和机械制造等领域得到了广泛应用。然而由于采用双凸极结构,开关磁阻电机的噪声和振动比永磁电机和异步电机都要高,振动和噪声成为限制开关磁阻电机推广应用的最大问题,如何降低噪声和振动也是近年来开关磁阻电机领域研究的热点。
发明内容
因此,本申请要解决的技术问题在于提供一种转子组件和开关磁阻电机,能够减少振动和噪声。
为了解决上述问题,本申请提供一种转子组件,包括:
转子本体,周壁上设有若干个转子齿;
至少一个所述转子齿的侧壁上设有凹槽。
优选地,所述凹槽设在所述转子齿的周向侧壁上,所述周向侧壁为垂直于所述转子齿旋转面的侧壁。
优选地,所述周向侧壁上设置至少一个所述凹槽。
优选地,所述转子齿沿所述转子本体的径向延伸设置,两个所述周向侧壁上各设一个所述凹槽,两个所述凹槽沿所述径向延伸线对称设置。
优选地,所述凹槽的横截面形状设为U型,所述凹槽的宽度为m,所述转子齿沿所述径向延伸线方向上的长度为H0,m和H0关系为:m/H0=0.1~0.15。
优选地,所述凹槽与所述转子齿的顶端之间距离为h,h和H0关系为:h/H0=0.19~0.21。
优选地,所述凹槽的深度为d;所述转子齿沿旋转周向上的宽度为D0;d和D0关系为:d/D0=0.16~0.18。
根据本申请的另一方面,提供了一种开关磁阻电机,包括如上所述的转子组件。
本申请提供的一种转子组件,包括:转子本体,周壁上设有若干个转子齿;至少一个所述转子齿的侧壁上设有凹槽。在转子齿的侧壁上设置凹槽,来改变转子表面气隙磁密的方向,能减小气隙中的径向磁密,同时能增大切向磁密,达到抑制电磁振动的目的。
附图说明
图1为本申请实施例的开关磁阻电机的横截面结构示意图;
图2为本申请实施例的转子组件中不同m/HO时的平均转矩T和径向力波Pn的仿真结果示意图;
图3-1为本申请实施例的转子组件中不同h/H0下转矩脉动的仿真结果示意图;
图3-2为本申请实施例的转子组件中不同h/H0下平均输出力矩的仿真结果示意图;
图3-3为本申请实施例的转子组件中不同h/H0下径向力波的仿真结果示意图;
图4-1为本申请实施例的转子组件中不同d/D0下转矩脉动的仿真结果示意图;
图4-2为本申请实施例的转子组件中不同d/D0下平均输出力矩的仿真结果示意图;
图4-3为本申请实施例的转子组件中不同d/D0下径向力波的仿真结果示意图;
图5-1为传统开关磁阻电机的噪音频谱图;
图5-2为本申请实施例的开关磁阻电机的噪音频谱图。
附图标记表示为:
1、转子;11、转子齿;111、凹槽;2、定子;21、定子齿。
具体实施方式
结合参见图1至图5-2所示,根据本申请的实施例,一种转子1组件,包括:
转子1本体,周壁上设有若干个转子齿11;
至少一个所述转子齿11的侧壁上设有凹槽111。
本申请通过在转子齿11的侧壁上设置凹槽111,改变了转子齿11的形状,从而实现转子1表面气隙磁密的方向,达到减少气隙中的径向磁密和增大切向磁密,抑制电磁振动的目的,因此能起到减少电机振动和噪声的效果。
在一些实施例中,凹槽111设在所述转子齿11的周向侧壁上,所述周向侧壁为垂直于所述转子齿11旋转面的侧壁。
转子齿11的侧壁包括有转子1的轴向两端的侧壁,以及转动周向上的两侧侧壁,本申请具体将凹槽111设在转动周向上的侧壁上,即周向侧壁上,能更好地减少定子齿21与转子齿11之间的气隙径向磁密,增大切向磁密,达到抑制电磁振动的目的。
可选地,周向侧壁上设置至少一个所述凹槽111。
凹槽111在周向侧壁上设置多个,能更好地起到上述的改善磁密的技术效果。
在一些实施例中,转子齿11沿所述转子1本体的径向延伸设置,两个所述周向侧壁上各设一个所述凹槽111,两个所述凹槽111沿所述径向延伸线对称设置。
转子齿11的延伸方向与转子1的径向延伸方向相同,且两个周向侧壁上的凹槽111沿径向延伸线对称设置,这样能避免磁密改变不对称而形成振动和噪声。
在一些实施例中,凹槽111的横截面形状设为U型,所述凹槽111的宽度为m,所述转子齿11沿所述径向延伸线方向上的长度为H0,m和H0关系为:m/H0=0.1~0.15。
凹槽111设在周向侧壁上,其宽度是指凹槽111沿转子1径向延伸方向的两个槽壁的间距,该宽度增大,使得m/H0发生变化,如由零增加,电机的平均输出力矩增加而径向力波随之降低,当m/H0比值超过0.1时,电机的平均输出力矩以及径向力波趋于平缓,再结合电机转子1强度,该比值在0.1~0.15达到最优效果。
在一些实施例中,凹槽111与所述转子齿11的顶端之间距离为h,h和H0关系为:h/H0=0.19~0.21。
凹槽111与转子齿11顶端的间距h,为离转子齿11顶端最近的凹槽111侧壁与转子齿11顶端的距离,该距离的增加,使得h/H0发生变化,如由零开始增大,1)平均输出转矩增大,当该比值超过0.2时,平均输出转矩的变化趋于稳定;2)径向力波先减小后增大,该比值在0.1附近时径向力波最小,但由于转子齿11顶受到的电磁力较大,比值过小会降低转子1的机械强度,故不能过小,当比值超过0.21时,径向力波峰值反而比不开槽时大;3)转矩脉动先减小后增大,在比值为0.2附近时,存在最小值。由以上仿真分析可知:该比值在0.19~0.21时,既可以获得最低的转矩脉动率和较高的平均转矩,又可以降低径向力波。
在一些实施例中,凹槽111的深度为d;所述转子齿11沿旋转周向上的宽度为D0;d和D0关系为:d/D0=0.16~0.18。
凹槽111的深度d与转子齿11的宽度D0,两者的大致方向相同,随着凹槽111深度的增大,使得d/D0发生变化,如由零开始增大,1)平均转矩先增大后减小,由磁路欧姆定律F=RmΦ,当d/D0过大时,会使得转子1磁阻增大而磁链减小,会导致磁场储能的减小从而影响电机的转矩,且振动的抑制效果不会更好;2)径向力波的最大值减小,最后趋于稳定;3)转矩脉动先减小后增大。由Ansoft扫描仿真分析可知:当d/D0=0.16~0.18时,转矩脉动率最小,平均输出转矩较高,径向力波也得到了较大的削弱。
根据本申请的另一实施例,提供了一种开关磁阻电机,包括如上所述的转子1组件。
如图1所示,该开关磁阻电机包括有定子2和转子1,定子2套设在转子1外周上,定子齿21和转子齿11构成双凸极结构;在转子齿11两侧开槽的方法,通过改变转子齿11的形状来改变转子1表面气隙磁密的方向,可以减小气隙中的径向磁密,同时增大切向磁密,达到抑制电磁振动的目的。
转子齿11的侧壁上凹槽111具体结构为,凹槽111的宽度为m,深度为d;凹槽111与转子齿11顶端的间距h;转子齿11沿转子1的径向延伸线方向上的长度为H0,转子齿11沿旋转周向上的宽度为D0,其中:m/H0=0.1~0.15、h/H0=0.19~0.21、d/D0=0.16~0.18,对该结构的开关磁阻电机进行检测,如图2至图4-3所示,分析结果如下:
1.平均转矩101-102Nm,相比增加1%-2%;径向力波1.3,相比不开槽降低35%;转矩脉动率11%,相比降低39%;
2.平均输出力矩达到最大值102Nm,相比不开槽增加2%;径向力波达到最小1.78,相比降低11%;
3.平均转矩达到103-104Nm并趋于稳定,相比增加3%-4%;径向力波先减小后增大,h/H0为0.1附近时径向力波最小:1.6,但由于转子齿11顶受到的电磁力较大,齿顶高度过小会降低转子1的机械强度,故不能过小,当h/H0超过0.21时,径向力波峰值反而比不开槽时大;转矩脉动先减小后增大,在h/H0为0.2附近时存在最小值12%,相比不开槽转矩脉动率下降38%。故既可以获得最低的转矩脉动率和较高的平均转矩,又可以降低径向力波。
综上所述,机转矩脉动由50%降低到12%、径向力波降低35%,同时电机平均输出转矩增加2%,降低电机振动和电磁噪音,如图5-1和5-2所示,在低频250HZ处,电机噪音分贝值降低11%。
本领域的技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各实施方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。以上所述仅是本申请的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。
Claims (5)
1.一种转子组件,其特征在于,包括:
转子(1)本体,周壁上设有若干个转子齿(11);
至少一个所述转子齿(11)的侧壁上设有凹槽(111);
所述凹槽(111)的横截面形状设为U型,所述凹槽(111)的宽度为m,所述转子齿(11)沿所述转子本体径向延伸的方向上的长度为H0,m和H0关系为:m/H0=0.1~0.15;
所述凹槽(111)与所述转子齿(11)的顶端之间距离为h,h和H0关系为:
h/H0=0.19~0.21;
所述凹槽(111)的深度为d;所述转子齿(11)沿旋转周向上的宽度为D0;d和D0关系为:d/D0=0.16~0.18。
2.根据权利要求1所述的转子组件,其特征在于,所述凹槽(111)设在所述转子齿(11)的周向侧壁上,所述周向侧壁为垂直于所述转子齿(11)旋转面的侧壁。
3.根据权利要求2所述的转子组件,其特征在于,所述周向侧壁上设置至少一个所述凹槽(111)。
4.根据权利要求3所述的转子组件,其特征在于,所述转子齿(11)沿所述转子(1)本体的径向延伸设置,两个所述周向侧壁上各设一个所述凹槽(111),两个所述凹槽(111)沿所述转子本体径向延伸方向对称设置。
5.一种开关磁阻电机,其特征在于,包括如权利要求1-4任一所述的转子组件。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010489709.8A CN111769662B (zh) | 2020-06-02 | 2020-06-02 | 转子组件和开关磁阻电机 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010489709.8A CN111769662B (zh) | 2020-06-02 | 2020-06-02 | 转子组件和开关磁阻电机 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111769662A CN111769662A (zh) | 2020-10-13 |
CN111769662B true CN111769662B (zh) | 2022-10-25 |
Family
ID=72719888
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010489709.8A Active CN111769662B (zh) | 2020-06-02 | 2020-06-02 | 转子组件和开关磁阻电机 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111769662B (zh) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002029957A2 (en) * | 2000-10-03 | 2002-04-11 | Emerson Electric Co. | Reduced noise dynamoelectric machine |
JP2004236369A (ja) * | 2003-01-28 | 2004-08-19 | Mitsuba Corp | スイッチトリラクタンスモータ |
CN105207434A (zh) * | 2014-06-23 | 2015-12-30 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于开关磁阻电动机的转子叠片和开关磁阻电动机 |
CN207098899U (zh) * | 2017-06-01 | 2018-03-13 | 三峡大学 | 一种改进型开关磁阻电机 |
-
2020
- 2020-06-02 CN CN202010489709.8A patent/CN111769662B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002029957A2 (en) * | 2000-10-03 | 2002-04-11 | Emerson Electric Co. | Reduced noise dynamoelectric machine |
JP2004236369A (ja) * | 2003-01-28 | 2004-08-19 | Mitsuba Corp | スイッチトリラクタンスモータ |
CN105207434A (zh) * | 2014-06-23 | 2015-12-30 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于开关磁阻电动机的转子叠片和开关磁阻电动机 |
CN207098899U (zh) * | 2017-06-01 | 2018-03-13 | 三峡大学 | 一种改进型开关磁阻电机 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
开关磁阻电机的振动和转矩脉动抑制研究;张鑫;《中国博士学位论文全文数据库 (工程科技Ⅱ辑)》;20161230(第10期);第C042-4页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111769662A (zh) | 2020-10-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4490047B2 (ja) | 電動機 | |
WO2015097767A1 (ja) | 永久磁石式回転電機 | |
EP3767797B1 (en) | Rotor structure, permanent magnet auxiliary synchronous reluctance motor and electric vehicle | |
JP5278003B2 (ja) | 電動機 | |
CN216819521U (zh) | 一种开关磁阻电机 | |
KR20200106553A (ko) | 회전자 구조, 영구자석 보조 동기 자기 저항 모터 및 전기 자동차 | |
CN106602762B (zh) | 磁钢转子及永磁同步电机 | |
CN111769662B (zh) | 转子组件和开关磁阻电机 | |
CN214626541U (zh) | 一种电机定子及电机 | |
CN113381542A (zh) | 转子冲片、电机转子和永磁同步电机 | |
CN115051489A (zh) | 一种电机定子及减轻电机扭矩波动的方法 | |
CN210629214U (zh) | 一种转子结构及永磁同步电机 | |
CN211296356U (zh) | 电机转子、磁阻电机和电动汽车 | |
US20050023917A1 (en) | Electric motor and method for producing the motor | |
CN211127338U (zh) | 一种磁阻电机及用于磁阻电机的转子铁芯 | |
CN209088648U (zh) | 转子、永磁同步电机及压缩机 | |
CN210629215U (zh) | 一种转子结构及永磁同步电机 | |
TWI487247B (zh) | Brushless permanent magnet motor | |
CN110460181A (zh) | 鼠笼转子、电机及电器产品 | |
CN110971038A (zh) | 电机转子、磁阻电机和电动汽车 | |
CN216649343U (zh) | 一种132中心高电机的高效4极定子冲片及转子冲片 | |
CN215378596U (zh) | 转子冲片、电机转子和永磁同步电机 | |
CN111614178B (zh) | 转子铁芯、电机转子、电机和具有该电机的系统 | |
CN220628970U (zh) | 一种定子冲片及电机 | |
CN212909124U (zh) | 一种旋转电机 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |