CN111786477A - 一种磁链型电枢反应磁阻电机 - Google Patents
一种磁链型电枢反应磁阻电机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111786477A CN111786477A CN202010763584.3A CN202010763584A CN111786477A CN 111786477 A CN111786477 A CN 111786477A CN 202010763584 A CN202010763584 A CN 202010763584A CN 111786477 A CN111786477 A CN 111786477A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- stator
- pole
- rotor
- magnetic
- permanent magnet
- 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.)
- Pending
Links
- 230000004907 flux Effects 0.000 title claims abstract description 61
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 96
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 241000180579 Arca Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
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
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/14—Stator cores with salient poles
- H02K1/146—Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
-
- 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
- H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
- H02K1/17—Stator cores with permanent magnets
-
- 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
- H02K1/246—Variable reluctance rotors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
- H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
- H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K3/00—Details of windings
- H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
- H02K3/28—Layout of windings or of connections between windings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
本发明涉及一种磁链型电枢反应磁阻电机,其包括电机外壳、定子和转子,定子和转子均设置于电机外壳内,转子套设于定子内。定子包括定子磁轭和定子磁极,定子磁极设置于定子磁轭的内圆周上,定子磁极上绕制有磁极绕组。定子磁极的极弧上设置有成对设置的第一永磁体和第二永磁体,第一永磁体与第二永磁体之间设置有隔磁槽。转子包括转子磁轭和转子磁极,转子磁极设置于转子磁轭的外圆周上。与磁极绕组的磁场方向相同的永磁体被助磁,与磁极绕组的磁场方向相反的永磁体被去磁,极下气隙磁密分布不均,倍增式地使气隙磁密波形畸变,磁力线严重扭曲变形,磁阻转矩效应强烈,有效地提高了磁链型电枢反应磁阻电机的电磁转矩,从而提高了运行效率。
Description
技术领域
本发明涉及磁阻电机技术领域,尤其涉及一种磁链型电枢反应磁阻电机。
背景技术
开关磁阻电机作为一种新型调速驱动系统,开关磁阻电机以其结构简单、低成本、高效率、优良的调速性能和灵活的可控性,愈来愈得到人们的认可和应用。已成功应用于在电动车用驱动系统、家用电器、工业应用、伺服系统、高速驱动、航空航天等众多领域中,成为交流电机调速系统、直流电机调速系统和无刷直流电机调速系统的强有力竞争者。常规的开关磁阻电机一般定子、转子均采用凸极结构。通过对定子励磁绕组依次通电,定子磁极与转子磁极相互作用产生转矩。但是开关磁阻电机由于其转子上没有设置永磁体或者绕组,导致开关磁阻电机的磁阻转矩效应低迷,开关磁阻电机力能指标差,电磁转矩小且效率低。将永磁体安装在定子轭的铁芯中,使得电机定子铁芯与机壳套装失去了整体性,其永磁体的漏磁较极弧上安装永磁体要严重且磁能转换率低,电机的功率密度受到限制。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足,本发明提供一种磁链型电枢反应磁阻电机,其解决了开关磁阻电机电磁转矩小且效率低的技术问题。
(二)技术方案
为了达到上述目的,本发明提供了一种磁链型电枢反应磁阻电机,其包括电机外壳、定子和转子,所述定子和所述转子均设置于所述电机外壳内,所述转子套设于所述定子内;
所述定子包括定子磁轭和多个定子磁极,所述定子磁极设置于所述定子磁轭的内圆周上,所述定子磁极上绕制有磁极绕组;
所述定子磁极的极弧上设置有成对设置的第一永磁体和第二永磁体,所述第一永磁体与所述第二永磁体之间设置有隔磁槽,所述第一永磁体和所述第二永磁体沿所述定子的径向充磁;
所述转子包括转子磁轭和多个转子磁极,所述转子磁极设置于所述转子磁轭的外圆周上。
可选地,所述第一永磁体与所述第二永磁体朝向所述转子的一面的极性相反,每个所述定子磁极上的所述第一永磁体朝向所述转子的面的极性相同,每个所述定子磁极上的所述第二永磁体朝向所述转子的面的极性相同。
可选地,所述第一永磁体和所述第二永磁体以对称面对称,所述对称面为所述转子的中轴线与所述定子磁极的径向中心线所在的平面。
可选地,所述定子磁极的极弧的宽度是所述转子磁极的极弧的宽度的1.5倍,所述转子磁极的极数是所述定子磁极的极数的1.5倍。
可选地,所述定子磁极的极数为偶数。
可选地,任意两个所述定子磁极上的所述磁极绕组的线径、匝数以及绕制方向均相同,同一相的所述磁极绕组反向串联连接形成相绕组。
可选地,所述相绕组连接成单相绕组或者三相绕组,所述单相绕组采用单相H桥作为功率电路进行供电,所述三相绕组采用三相H桥作为功率电路进行供电。
可选地,多个所述相绕组串联成所述单相绕组,或者,多个所述相绕组并联后等效为所述单相绕组。
可选地,当所述定子磁极的极数为6的倍数时,所述相绕组能够接成三相星形电路。
可选地,所述磁链型电枢反应磁阻电机还设置有两个位置传感器,两个所述位置传感器能够检测所述转子磁极是否与所述定子磁极对齐。
(三)有益效果
本发明的有益效果是:本发明的磁链型电枢反应磁阻电机,由于采用在定子磁极上设置有成对设置的永磁体和磁极绕组,与磁极绕组的磁场方向相同的永磁体被助磁,与磁极绕组的磁场方向相反的永磁体被去磁,极下气隙磁密分布不均,倍增式地使气隙磁密波形畸变,磁力线严重扭曲变形,磁阻转矩效应强烈,有效地提高了磁链型电枢反应磁阻电机的电磁转矩,从而提高了运行效率。
附图说明
图1为本发明的磁链型电枢反应电机的截面图;
图2为本发明的磁链型电枢反应电机的A相绕组连接图;
图3为本发明的磁链型电枢反应电机的B相绕组连接图;
图4为本发明的磁链型电枢反应电机的C相绕组连接图;
图5为本发明的磁链型电枢反应电机的三相绕组串联的单相H桥功率电路图;
图6为本发明的磁链型电枢反应电机的三相绕组并联的单相H桥功率电路图;
图7为本发明的磁链型电枢反应电机的三相绕组星形连接的三相H桥功率电路图;
图8为本发明的磁链型电枢反应电机的起动前初始状态图;
图9为本发明的磁链型电枢反应电机的第一节拍的状态图;
图10为本发明的磁链型电枢反应电机的第二节拍的状态图;
图11为本发明的磁链型电枢反应电机的经过第一和第二节拍后的状态图。
【附图标记说明】
02:定子磁轭;03:定子磁极;04:磁极绕组;06:转子磁极;07:转子磁轭;08:隔磁槽;09:转轴;10:永磁体磁力线;11:第一永磁体;12:第二永磁体;T1:第一功率管;T2:第二功率管;T3:第三功率管;T4:第四功率管;T5:第五功率管;T6:第六功率管。
具体实施方式
为了更好的解释本发明,以便于理解,下面结合附图,通过具体实施方式,对本发明作详细描述。其中,本文所提及的“上”、“下”方位名词以图1的定向为参照。
本发明实施例提出的一种磁链型电枢反应磁阻电机,磁链型电枢反应磁阻电机包括电机外壳、定子和转子,定子和转子均设置于电机外壳内,转子套设于定子内,其解决了开关磁阻电机电磁转矩小且效率低的技术问题。定子包括定子磁轭02和定子磁极03,定子磁极03设置于定子磁轭02的内圆周上,定子磁极03上绕制有磁极绕组04;定子磁极03的极弧上设置有成对设置的第一永磁体11和第二永磁体12,第一永磁体11与第二永磁体12之间设置有隔磁槽08,第一永磁体11和第二永磁体12均沿定子的径向充磁。转子包括转子磁轭07和转子磁极06,转子磁极06设置于转子磁轭07的外圆周上。成对设置的永磁体安装在定子磁极03的极弧上,永磁磁路最短,磁极绕组04励磁后电枢反应强烈。极弧磁场路径从第一永磁体11发出,进入第一永磁体11的极弧下的气隙后进入转子磁极06,再由同一转子磁极06发出,进入第二永磁体12的极弧下的气隙,最后到达同一定子磁极03的第二永磁体12中,通过第一永磁体11和第二永磁体12形成闭合路径。极弧磁场磁力线的方向对同向电枢磁场起助磁作用,对反向电枢磁场起去磁作用。极下气隙磁密分布不均,倍增式地使气隙磁密波形畸变,磁力线严重扭曲变形,对于双凸定转子磁极结构的开关磁阻电机来说,其磁阻转矩效应更强烈,比同类开关磁阻电机力能指标更好,电磁转矩大、效率高。
为了更好的理解上述技术方案,下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
具体实施例中,以定子磁极03的极数为6个而转子磁极06的极数为9个的实施方式为例。如图1所示,定子磁极03的极弧上设置有成对设置的第一永磁体11和第二永磁体12,第一永磁体11和第二永磁体12均为瓦片状的弧形永磁体,第一永磁体11与第二永磁体12之间设置有隔磁槽08,或者在第一永磁体11和第二永磁体12之间嵌入具有隔磁性能的隔磁体。转子包括转子磁轭07和转子磁极06,转子磁极06设置于转子磁轭07的外圆周上,定子由硅钢片叠压而成。并且本发明的电机转子磁极06的极数多,定子磁极03的极数少,供绕组可用空间大,便于设计低铜耗绕组,进一步提高了电机的效率和功率密度。
进一步地,第一永磁体11与第二永磁体12朝向转子的一面的极性相反。每个定子磁极03上的第一永磁体11朝向转子的面的极性相同,每个定子磁极03上的第二永磁体12朝向转子的面的极性相同,从而保证每个定子磁极03上的永磁体呈现N、S或者S、N的极性分布。磁极绕组04通电后,极性与磁极绕组04相同的永磁体被增磁,而极性与磁极绕组04相反的永磁体被去磁。
参阅图1,第一永磁体11和第二永磁体12以对称面对称,对称面为转子的转轴09的中轴线与定子磁极03的径向中心线所在的平面。第一永磁体11和第二永磁体12均采用瓦片状的弧形永磁体,在电机的截面图中,第一永磁体11的弧形端面与第二永磁体12的弧面端位于同于圆周上,且圆周的圆心位于转轴09的中心点。隔磁槽08或者隔磁体也基于对称面对称。
进一步地,定子磁极03的极数为偶数,转子磁极06数可以为奇数也可以为偶数,定子磁极03的极弧宽度是转子磁极06的极弧宽度的1.5倍,转子磁极06的极数是定子磁极03的极数的1.5倍。
如图2、图3以及图4所示,磁极绕组04为同线径、同匝数且同绕制方向的绕组,并且同一相的磁极绕组04反向串联连接形成相绕组,即同一相的磁极绕组04依次首首-末末相连接形成相绕组。
如图5、图6和图7所示,相绕组连接成单相绕组或者三相绕组,单相绕组采用单相H桥作为功率电路进行供电,三相绕组采用三相H桥作为功率电路进行供电。多个相绕组串联成单相绕组,或者,多个相绕组并联后等效为单相绕组。用IGBT或者MOSFET单相H桥作为功率电路,实现能量转换。电机绕组接成单相电机绕组时,磁极绕组可设计成低铜耗绕组,减少铜耗,提高效率;应用单相对称H桥功率电路,有效地降低了控制成本,具有正反方向自起动能力。在A、B、C三相绕组的串联或并联等效单相绕组应用中,总有其中两相应用极性相同,另一相绕组则是反相极性使用。如图7所示,当定子磁极03的极数为6的倍数时,电机的相绕组可接成三相星形电路。
具体地,三相绕组串联或并联成等效单相绕组。单相H桥包括第一功率管T1、第二功率管T2、第三功率管T3以及第四功率管T4。在三相绕组串联应用中,A相的A端接第一功率管T1、第三功率管T3连接点U端,X端接B相的Y端,B端接C相的C端,Z端与第二功率管T2、第四功率管T4连接点V端相连;在三相绕组并联应用中,A相的A端与B相的Y端、C相的C端并联后与第一功率管T1、第三功率管T3的连接点U端相连;A相的X端与B相的B端、C相的Z端并联后与第二功率管T2、第四功率管T4的连接点V端相连。三相绕组串联应用中,A相的AX和C相的CZ是正向串联,B相的BY是反向串联;三相绕组并联应用中,A相的AX和C相的CZ是正向并联,B相的BY是反相并联。采用三相对称H桥作为功率电路,三相对称H桥包括第一功率管T1、第二功率管T2、第三功率管T3、第四功率管T4、第五功率管T5、第六功率管T6功率管。其中,第一功率管T1、第四功率管T4与A相的A端连接,第三功率管T3、第六功率管T6与B相的B端连接,第二功率管T2、第五功率管T5与C相的C端连接,各相绕组的X、Y、Z三端连接在一起。
如图1所示,磁链型电枢反应磁阻电机还包括两个位置传感器,两个位置传感器设置于任意两个相邻的定子磁极03的径向中心线上,用于检测当前状态下转子磁极06是否与定子磁极03对齐。A1号定子磁极03和B1号定子磁极03的中心线上均安装有位置传感器,当转子磁极06中心线与定子磁极03的中心线对齐时,位置传感器输出“1”电平作为绕组电流换相信息,非对齐时输出“0”电平。
本发明电机的工作原理和工作过程的分析,以图5串联应用为例,依据图4到图11作详细描述如下:
定子磁极03上设置有绕组,磁极绕组04采用同线径、同匝数、同绕制方向制作,各极绕组的同名端用“*”表示,并分别标注首端符号a1,a2...an,b1,b2...bn,c1,c2...cn;末端分别用x1,x2...xn,y1,y2...yn,z1,z2...zn表示。按照图3所示连接图,分别连接成AX、BY、CZ三相绕组,电机绕组供电励磁后,定子磁极03的磁极性呈N、S、N、S...或者S、N、S、N...交替分布。图5中串联的磁极绕组04的+I是指单相H桥中,第一功率管T1和第四功率管T4导通(第二功率管T2和第三功率管T3截止)时磁极绕组04中的电流,否则为-I;图6中并联的磁极绕组04的+I是指单相H桥中,第一功率管T1和第四功率管T4导通(第二功率管T2和第三功率管T3截止)时磁极绕组04中的输入总电流,否则为-I;图7中,星形连接三相H桥供电时,+IA、+IB、+IC是指各相电流由首端流入,末端流出的电流,否则为-IA、-IB、-IC;ΦA1、ΦA2、ΦB1、ΦB2、ΦC1、ΦC2是定子磁极03A1、A2、B1、B2、C1、C2各极电枢磁力线;N极永磁体是N极朝气隙面的永磁体,S极永磁体是S极朝气隙面的永磁体。
由于起动前,转子磁极06可能处于任意位置,带来起始位置的不确定性,因此电机起动运行前,使图5中第一功率管T1管和第四功率管T4管短时导通(第二功率管T2、第三功率管T3关断)或者第二功率管T2管和第三功率管T3管短时导通(第一功率管T1、第四功率管T4关断)进行转子定位,根据当前转子磁极06与定子磁极03对齐状态后,关闭图5中导通的功率管,起动前的准备就绪,进入第一节拍。
第一节拍:设实施例电机起动前初始状态如图8所示,电机逆时针方向旋转。此时1、4、7号转子磁极06分别与A1、C1、B2号定子磁极03对齐,图5中第一功率管T1管和第四功率管T4管导通(第二功率管T2、第三功率管T3关断),串联单相绕组中流过+I,根据右手螺旋定则判断出各磁极绕组04产生的电枢磁场方向以及各极弧上永磁体的磁力线方向如图9所示。
定子磁极03和转子磁极06对齐时磁极间的电枢反应:在图9中,1、4、7号转子磁极06分别与定子A1、C1、B2极对齐:①A1号定子磁极03上的ΦA1与A1号定子磁极03上的N极永磁体的永磁体磁力线10同方向而助磁,与A1号定子磁极03上的S极永磁体磁力线10反方向而去磁,A1号定子磁极03的极弧下合成气隙磁场N极下磁通密度大,S极下磁通密度小,A1号定子磁极03的极弧下磁通密度分布不均,导致磁通密度波形畸变,磁力线扭曲变形,极弧合成气隙磁场对1号转子磁极06产生逆时针方向的磁阻转矩。②C1号定子磁极03的ΦC1与C1号定子磁极03上的N极永磁体磁力线10同方向而助磁,与C1号定子磁极03上的S极永磁体磁力线10反方向而去磁,C1号定子磁极03的极弧下合成气隙磁场N极下磁通密度大,S极下磁通密度小,C1号定子磁极03的极弧下磁通密度分布不均,导致磁通密度波形畸变,磁力线扭曲变形,极弧合成气隙磁场对4号转子磁极06产生逆时针方向的磁阻转矩。③B2号定子磁极03的ΦB2与B2号定子磁极03上的N极永磁体磁力线10同方向而助磁;与B2号定子磁极03上的S极永磁体磁力线10反方向而去磁,B2号定子磁极03的极弧下合成气隙磁场N极下磁通密度大,S极下磁通密度小,B2号定子磁极03的极弧下磁通密度分布不均,导致磁通密度波形畸变,磁力线扭曲变形,极弧合成气隙磁场对7号转子磁极06产生逆时针方向的磁阻转矩。
与此同时,定子磁极03和转子磁极06不对齐时磁极间的电枢反应:在图9中,B1、A2、C2号定子磁极03与转子磁极06不对齐:①B1号定子磁极03的ΦB1与B1号定子磁极03上的S极永磁体磁力线10同方向而助磁,与B1号定子磁极03上的N极永磁体磁力线10反方向而去磁(有利于2号和3号转子磁极06逆时针方向运行),B1号定子磁极03的极弧下合成气隙磁场S极下磁通密度大,N极下磁通密度小,B1号定子磁极03的极弧下磁通密度分布不均,导致磁通密度波形畸变,磁力线扭曲变形,极弧合成气隙磁场对2号和3号转子磁极06产生逆时针方向的磁阻转矩。②A2号定子磁极03的ΦA2与A2号定子磁极03上的S极永磁体磁力线10同方向而助磁,与A2号定子磁极03上的N极永磁体磁力线10反方向而去磁(有利于5号和6号转子磁极06逆时针方向运行),A2号定子磁极03弧下合成气隙磁场S极下磁通密度大,N极下磁通密度小,A2号定子磁极03弧下磁通密度分布不均,导致磁通密度波形畸变,磁力线扭曲变形,极弧合成气隙磁场对5号和6号转子磁极06产生逆时针方向的磁阻转矩。③同理,C2号定子磁极03下合成气隙磁场对8号和9号转子磁极06产生逆时针方向的磁阻转矩。
由上述第一节拍6个定子磁极03下气隙磁场的电枢反应分析可知:在本实施例电机中,由于电励磁的电枢磁场对极弧上的永磁磁场的电枢反应,导致极下合成气隙磁场的磁通密度分布不均,气隙磁密波形畸变,极下气隙磁力线发生扭曲变形,从而在双凸极结构的磁阻电机中产生逆时针方向的磁阻转矩。在磁阻转矩的拖动下,电机转子逆时针方向旋转一个机械角,直到3号转子磁极06与B1号定子磁极03的中心线对齐为止,如图10所示,此时关断图7中的第一功率管T1和第四功率管T4功率管,进入第二节拍。
第二节拍,如图10所示,3、6、9号转子磁极06分别与定子B1、A2、C2号定子磁极03对齐,在图7中第一功率管T1和第四功率管T4已关断的条件下,输出第二功率管T2和第三功率管T3功率管的驱动脉冲。图7中,第二功率管T2管和第三功率管T3管导通(第一功率管T1、第四功率管T4关断),串联单相绕组中流过-I,此时A、C相为负电流,B相为正电流。根据各极绕组中的电流流向,由右手螺旋定则判断出各极绕组产生的电枢磁场方向以及各极弧上永磁体的磁力线方向在图10标出。
定子磁极03和转子磁极06对齐时磁极间的电枢反应:在图10中,3、6、9号转子磁极06分别与B1、A2、C2号定子磁极03对齐:①B1号定子磁极03的ΦB1与B1号定子磁极03上的N极永磁体磁力线10同方向而助磁;与B1号定子磁极03上的S极永磁体磁力线10反方向而去磁,B1号定子磁极03的极弧下合成气隙磁场N极下磁通密度大,S极下磁通密度小,B1号定子磁极03的极弧下磁通密度分布不均,导致磁通密度波形畸变,磁力线扭曲变形,极弧合成气隙磁场对3号转子磁极06产生逆时针方向的磁阻转矩。②同理,定子A2号定子磁极03弧下合成气隙磁场对6号转子磁极06产生逆时针方向的磁阻转矩。③C2号定子磁极03弧下合成气隙磁场对9号转子磁极06产生逆时针方向的磁阻转矩。
与此同时,定子磁极03和转子磁极06不对齐时磁极间的电枢反应:在图10中,A1、C1、B2号定子磁极03与转子磁极06不对齐:①A1号定子磁极03的ΦA1与A1号定子磁极03上的S极永磁体磁力线10同方向而助磁;与A1号定子磁极03上的N极永磁体磁力线10反方向而去磁,A1号定子磁极03的极弧下合成气隙磁场S极下磁通密度大,N极下磁通密度小,A1号定子磁极03的极弧下磁通密度分布不均,导致磁通密度波形畸变,磁力线扭曲变形,极弧合成气隙磁场对1号和2号转子磁极06产生逆时针方向的磁阻转矩。②同理,C1号定子磁极03的极弧下合成气隙磁场对4号和5号转子磁极06产生逆时针方向的磁阻转矩。③B2号定子磁极03的极弧下合成气隙磁场对7号和8号转子磁极06产生逆时针方向的磁阻转矩。
通过上述第二节拍6个定子磁极03下气隙磁场的电枢反应分析可知:由于电励磁的电枢磁场对极弧上永磁磁场的影响(电枢反应)—助磁和去磁作用,使得极下合成气隙磁场的磁通密度分布不均,气隙磁密波形畸变,极下气隙磁力线发生扭曲变形,从而在双凸极结构的磁阻电机中产生逆时针方向的磁阻转矩。在磁阻转矩的拖动下,电机转子再一次逆时针方向旋转一个机械角,直到2号转子磁极06与A1号定子磁极03的中心线对齐为止,如图11所示,同时关断图7中第二功率管T2和第三功率管T3功率管,进入下一个节拍。
以第一节拍和第二节拍为换相周期,电机连续运行过程中,其换相规律是依次重复第一和第二节拍,周而复始,电机将电能转换为机械能,带动生产负载,达到高效节能的运行机制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连;可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”,可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”,可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”,可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述,是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种磁链型电枢反应磁阻电机,其特征在于,所述磁链型电枢反应磁阻电机包括电机外壳、定子和转子,所述定子和所述转子均设置于所述电机外壳内,所述转子套设于所述定子内;
所述定子包括定子磁轭和多个定子磁极,所述定子磁极设置于所述定子磁轭的内圆周上,所述定子磁极上绕制有磁极绕组;
所述定子磁极的极弧上设置有成对设置的第一永磁体和第二永磁体,所述第一永磁体与所述第二永磁体之间设置有隔磁槽,所述第一永磁体和所述第二永磁体沿所述定子的径向充磁;
所述转子包括转子磁轭和多个转子磁极,所述转子磁极设置于所述转子磁轭的外圆周上。
2.如权利要求1所述的磁链型电枢反应磁阻电机,其特征在于,所述第一永磁体与所述第二永磁体朝向所述转子的一面的极性相反,每个所述定子磁极上的所述第一永磁体朝向所述转子的面的极性相同,每个所述定子磁极上的所述第二永磁体朝向所述转子的面的极性相同。
3.如权利要求1所述的磁链型电枢反应磁阻电机,其特征在于,所述第一永磁体和所述第二永磁体以对称面对称,所述对称面为所述转子的中轴线与所述定子磁极的径向中心线所在的平面。
4.如权利要求1所述的磁链型电枢反应磁阻电机,其特征在于,所述定子磁极的极弧的宽度是所述转子磁极的极弧的宽度的1.5倍,所述转子磁极的极数是所述定子磁极的极数的1.5倍。
5.如权利要求4所述的磁链型电枢反应磁阻电机,其特征在于,所述定子磁极的极数为偶数。
6.如权利要求1所述的磁链型电枢反应磁阻电机,其特征在于,任意两个所述定子磁极上的所述磁极绕组的线径、匝数以及绕制方向均相同,同一相的所述磁极绕组反向串联连接形成相绕组。
7.如权利要求6所述的磁链型电枢反应磁阻电机,其特征在于,所述相绕组连接成单相绕组或者三相绕组,所述单相绕组采用单相H桥作为功率电路进行供电,所述三相绕组采用三相H桥作为功率电路进行供电。
8.如权利要求7所述的磁链型电枢反应磁阻电机,其特征在于,多个所述相绕组串联成所述单相绕组,或者,多个所述相绕组并联后等效为所述单相绕组。
9.如权利要求7所述的磁链型电枢反应磁阻电机,其特征在于,当所述定子磁极的极数为6的倍数时,所述相绕组能够接成三相星形电路。
10.如权利要求1-9中任一项所述的磁链型电枢反应磁阻电机,其特征在于,所述磁链型电枢反应磁阻电机还设置有两个位置传感器,两个所述位置传感器能够检测所述转子磁极是否与所述定子磁极对齐。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010763584.3A CN111786477A (zh) | 2020-07-31 | 2020-07-31 | 一种磁链型电枢反应磁阻电机 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010763584.3A CN111786477A (zh) | 2020-07-31 | 2020-07-31 | 一种磁链型电枢反应磁阻电机 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111786477A true CN111786477A (zh) | 2020-10-16 |
Family
ID=72765623
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010763584.3A Pending CN111786477A (zh) | 2020-07-31 | 2020-07-31 | 一种磁链型电枢反应磁阻电机 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111786477A (zh) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201563010U (zh) * | 2009-09-15 | 2010-08-25 | 东南大学 | 一种适合恒功率宽调速运行的定子永磁电机 |
CN102118072A (zh) * | 2011-01-26 | 2011-07-06 | 东南大学 | 一种自增速永磁直驱电机 |
CN110829770A (zh) * | 2019-10-24 | 2020-02-21 | 东南大学 | 一种具有不对称定子极的混合励磁型磁通反向电机 |
CN111293849A (zh) * | 2020-03-10 | 2020-06-16 | 东南大学 | 一种组合式转子调制器磁通反向永磁电机 |
-
2020
- 2020-07-31 CN CN202010763584.3A patent/CN111786477A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201563010U (zh) * | 2009-09-15 | 2010-08-25 | 东南大学 | 一种适合恒功率宽调速运行的定子永磁电机 |
CN102118072A (zh) * | 2011-01-26 | 2011-07-06 | 东南大学 | 一种自增速永磁直驱电机 |
CN110829770A (zh) * | 2019-10-24 | 2020-02-21 | 东南大学 | 一种具有不对称定子极的混合励磁型磁通反向电机 |
CN111293849A (zh) * | 2020-03-10 | 2020-06-16 | 东南大学 | 一种组合式转子调制器磁通反向永磁电机 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111509941A (zh) | 一种磁场调制混合励磁电机及其多工作波设计方法 | |
US20120228980A1 (en) | Two-phase brushless dc motor | |
CN101355286B (zh) | 混合励磁型永磁开关磁链电机 | |
CN111953167B (zh) | 一种开关磁通混合励磁容错电机 | |
CN104038002B (zh) | 一种永磁偏置式混合磁轴承开关磁阻电机 | |
CN107181382B (zh) | 一种转子错角定子隔磁式轴向永磁辅助双凸极电机 | |
CN201038839Y (zh) | 绕组互补型磁通切换双凸极永磁电机 | |
WO2009150714A1 (ja) | 回生型スイッチドリラクタンスモータ駆動システム | |
WO2020199502A1 (zh) | 一种定子同极型混合永磁记忆电机 | |
CN106972722B (zh) | 轴向分段定子交替极永磁同步电机 | |
CN108631531B (zh) | 一种电动汽车用混合励磁开关磁阻轮毂电机 | |
US20220393532A1 (en) | Driving motor with hybrid excitation of electromagnetism and invisible magnetic pole | |
CN107171520B (zh) | 轴向永磁辅助磁阻型复合转子高速电机及其控制方法 | |
CN106787562A (zh) | 交替极混合励磁直驱游标电机 | |
CN103248189A (zh) | 一种双极性定子表面贴装式永磁电机 | |
CN110518766B (zh) | 不对称双定子混合励磁型轴向磁场磁通切换电机 | |
CN107070156A (zh) | 一种电动车无刷直流电机 | |
CN103312061A (zh) | 一种隐含凸极的开关磁链电机 | |
CN111786477A (zh) | 一种磁链型电枢反应磁阻电机 | |
CN109038871A (zh) | 一种分段转子开关磁阻电机 | |
CN112910130B (zh) | 一种转子磁极调制型可变磁通记忆电机 | |
CN112311180B (zh) | 一种双定子混合励磁型轴向磁场磁通切换电机 | |
CN109787385B (zh) | 三相永磁开关磁阻电机 | |
CN212784913U (zh) | 一种阻尼式开关磁阻电机 | |
CN209267301U (zh) | 三相永磁开关磁阻电机 |
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 | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201016 |