CN202475215U - 一种新型的开关磁阻电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种新型开关磁阻电机，其包括中心轴、前端盖、定子、转子、后端盖、底座、齿位编码器和外壳，定子通过螺丝和底座联接，中心轴和转子键联接，定子和外壳固定在一起，齿位编码器的转动部分与中心轴固定在一起，齿位编码器的外壳与前端盖固定联接。本开关磁阻电机具有成本低、结构简单、功能可靠、调整方便，电机运行转矩波动小、噪音低、位置检测准确可靠、运行寿命长的优点。

Description

一种新型的开关磁阻电机

技术领域

本发明涉及电机领域，特别是开关磁阻电机领域。 

背景技术

开关磁阻电机是80年代初随着电力电子、微电脑和控制技术的迅猛发展而发展起来的一种新型调速驱动系统，具有结构简单、运行可靠及效率高等突出特点，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的竞争者，引起各国学者和企业界的广泛关注，目前开关磁阻电机已广泛或开始应用于工业、航空业和家用电器等各个领域。 

开关磁阻电动机驱动系统（SRD）是较为复杂的机电一体化装置，SRD的运行需要在线实时检测的反馈量一般有转子位置、速度及电流等，然后根据控制目标综合这些信息给出控制指令，实现运行控制及保护等功能。转子位置检测环节是SRD的重要组成部分，检测到的转子位置信号是各相主开关器件正确进行逻辑切换的根据，也为速度控制环节提供了速度反馈信号。 

开关磁阻电机具有再生的能力，系统效率高。对开关磁阻电机的理论研究和实践证明，该系统具有许多显著的优点： 

（1）电机结构简单、坚固，制造工艺简单，成本低，可工作于极高转速；定子线圈嵌放容易，端部短而牢固，工作可靠，能适用于各种恶劣、高温甚至强振动环境。 

（2）损耗主要产生在定子，电机易于冷却；转子无永磁体，可允许有较高的温升。 

（3）转矩方向与电流方向无关，从而可最大限度简化功率变换器，降低系统成本。 

（4）功率变换器不会出现直通故障，可靠性高。 

（5）起动转矩大，低速性能好，无感应电动机在起动时所出现的冲击电流现象。 

（6）调速范围宽，控制灵活，易于实现各种特殊要求的转矩－速度特性。 

（7）在宽广的转速和功率范围内都具有高效率 

（8）能四象限运行，具有较强的再生制动能力。 

（9）容错能力强。开关磁阻电机的容错体现在电机某一相损坏，电机照样可以运行。 

由于开关磁阻电机固有的转矩波动，可能导致较大的噪声和振动，事实上这种情况的发生往往与电机设计和控制的不合理相关，通过优化电机设计和控制策略，转矩波动和噪声可以得到有效的抑制。 

    针对开关磁阻电机转矩波动大，运行噪音大问题提出一种新型开关磁阻电机。 

发明内容

本新型开关磁阻电机成本低、结构简单、功能可靠、调整方便，电机运行转矩波动小、噪音低、位置检测准确可靠、运行寿命长。 

具体技术方案如下：开关磁阻电机包括中心轴、前端盖、定子、转子、后端盖、底座、齿位编码器和外壳，定子通过螺丝和底座联接，中心轴和转子键联接，通过前后轴承与前端盖、后端盖连接在一起，定子和外壳固定在一起，其特征是，齿位编码器的转动部分与中心轴固定在一起，齿位编码器的外壳与前端盖固定联接。 

定子和转子的齿形宽度不等，定子极弧比转子的极弧大1-5°，配合细分齿位编码器和控制器后能有效的减少转矩波和提高电机的转速。 

本发明采用细分齿位编码器，如光电编码器，采用具有ABZUVW的编码器。 

附图说明：

图1  电机总装图；

图2  转子齿形图；

图3  定子齿形图；

图4  齿位编码器的光栅盘图。

其中：中心轴1、前端盖2、定子3、转子4、后端盖5、底座6、齿位编码器7、外壳8、转子键槽9、转子的极弧10、定子的极弧11、定子键槽12、U相码道13、V相码道14、W相码道15,、Z相码道16、B相码道17、A相码道18。 

具体实施方式：

定子3通过螺丝和底座6联接，中心轴1通过转子键槽9和转子4联接，然后通过前后轴承与前端盖2、后端盖5连接在一起，定子通过定子键槽1２和外壳8相连，齿位编码器7的转动部分通过定位螺丝与中心轴1固定在一起，齿位编码器7的外壳用螺丝与前端盖2联接。

通常定子的极弧１１和转子的极弧１０相同，而本开关磁阻电机的定子3和转子4的齿形宽度不等，定子的极弧１１比转子的极弧１０大1-5°，通过配合细分的齿位编码器7和控制器软件给电机适当的控制电流提高电机输出转矩的最小值，达到减少转矩波的效果、降低运行噪音和节能，并进一步提高电机的转速。 

上述的齿位编码器7采用细分的齿位编码器，采用具有U相码道13、V相码道14、W相码道15、Z相码道16、B相码道17、A相码道18的光电栅盘。U相码道13、V相码道14、W相码道15按照转子的齿数均分，U相码道13与转子４的齿形完全对应，U相码道13、V相码道14、W相码道15之间每相相差15度，例如转子４为６级的电机时，UVW就为６；B相码道17、A相码道18用来细分每齿的角度，所以B相码道17、A相码道18的脉冲数为U相码道13的倍数，Z相码道16为用来定位电机的基准角。 

Claims (5)

1.一种新型的开关磁阻电机，该开关磁阻电机包括中心轴（1）、前端盖（2）、定子（3）、转子（4）、后端盖（5）、底座（6）、齿位编码器（7）和外壳（8），定子（3）通过螺丝和底座（6）联接，中心轴（1）和转子（4）键联接，通过前后轴承与前端盖（2）、后端盖（5）连接在一起，定子（3）和外壳（8）固定在一起，其特征是，齿位编码器（7）的转动部分与中心轴（1）固定在一起，齿位编码器（7）的外壳与前端盖（2）固定联接。

2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机，其特征是于定子（3）和转子（4）的齿形宽度不等，定子的极弧（11）大于转子的极弧（10）。

3.根据权利要求2所述的开关磁阻电机，其特征是于，定子的极弧（11）和转子的极弧（10）相差1°至5°。

4.根据权利要求1所述的开关磁阻电机，其特征是齿位编码器（7）采用细分齿位编码器。

5.根据权利要求4所述的开关磁阻电机，其特征是细分齿位编码器（7）为具有ABZUVW相码道的光电编码器。

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