CN204013151U - 一种磁阻电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了电机领域内的一种磁阻电机，其壳体内同轴设置有定子和转子，定子设置在转子的外周；转子外周设有径向向外凸起的若干转子凸极，转子凸极沿转子周向等间距分布；定子内侧设有径向向内凸起的定子凸极；所述定子包括呈中心对称分布的两段定子单元，每段定子单元上等间距分布有三个定子凸极，每个定子凸极上分别绕装有一相绕组，每段定子单元上的相绕组构成三相绕组，每段定子单元对应的三相绕组经独立的调压电路供电；转子在任何位置时，每段定子单元均与至少一个转子凸极相对应，每段定子单元的三个定子凸极不同时与转子凸极正对。本装置结构简单，控制方便，降低转子轴端的轴承的磨损，减小热损耗，延长电机寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电机，特别涉及一种磁阻电机。
背景技术
现有技术中，开关磁阻电机（Switched Reluctance Drive ：SRD）因其结构简单、调速范围宽、控制灵活、运行效率高、适于超高速低功耗运行等诸多优良特性而被广泛应用，然而其在高速领域的应用却受到机械轴承磨损问题的制约，机械摩擦不仅降低轴承寿命、产生机械振动和噪音，且会造成部件发热，使润滑剂性能变差、电机温升增大导致电机的动态特性变差，从而降低电机的效率、缩短电机及装备的使用寿命。
开关磁阻电动机调速系统是SRD中实现机电能量转换的部件，也是SRD有别于其他电动机驱动系统的主要标志。其定、转子的凸极均由普通硅钢片叠压而成。转子既无绕组也无永磁体，定子极上绕有集中绕组，集中绕组包括驱动绕组和悬浮绕组两套，该开关磁阻电机相数多、步距角小，有利于减少转矩脉动，但结构复杂，且主开关器件多，成本高。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种磁阻电机，使其结构简单，控制方便，可延长电机寿命。
本实用新型的目的是这样实现的：一种磁阻电机，包括壳体，壳体内同轴设置有定子和转子，定子设置在转子的外周；所述转子和定子由具有良好导磁性能的硅铁材料制成，转子外周设有径向向外凸起的若干转子凸极，转子凸极沿转子周向等间距分布；所述定子内侧设有径向向内凸起的定子凸极；所述定子包括呈中心对称分布的两段定子单元，每段定子单元上等间距分布有三个定子凸极，每个定子凸极上分别绕装有一相绕组，每段定子单元上的相绕组构成三相绕组，每段定子单元对应的三相绕组经独立的调压电路供电；转子在任何位置时，每段定子单元均与至少一个转子凸极相对应，每段定子单元的三个定子凸极不同时与转子凸极正对。
该装置工作时，两段定子单元上的相绕组按时序供电，可形成旋转的磁场，通过转子凸极拉动转子转动，同时，由于每段定子单元对应的三相绕组经独立的调压电路供电，在转子受到某一方向上的径向力时，通过改变两段定子中相对应的一相绕组的电压，形成的磁性张力作用在转子上，使转子产生对抗径向力的力，实现转子在某一方向上的平衡，与现有技术相比，本装置结构简单，控制方便，可消除转子上产生的部分或全部径向力，降低转子轴端的轴承的磨损，减小热损耗，延长电机寿命。
作为本实用新型的进一步改进，所述转子和定子的轴线水平设置，两段定子单元分别位于转子的下侧和上侧。当磁阻电机水平放置时，其定子单元设置在转子的下侧和上侧，有利于消除转子的自重的影响。
作为本实用新型的进一步改进，每段定子单元在圆周方向上占据的圆周角为60°~120°。电机在使用时，往往在一个径向方向上所受的力较大，只需要从该最大受力的方向上消除部分或全部径向力，即可达到延长电机使用寿命的目的。每段定子单元在圆周方向上占据的圆周角为60°~120°时，已经能够达到上述目的。
为进一步保证转子转动平稳，所述转子凸极的数目不少于6个。每段定子单元在任何时刻均能有一个转子凸极与其对应，可保证转子转动平稳。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
其中，1定子单元，2定子凸极，3相绕组，4转子凸极，5转子。
具体实施方式
如图1所示，为一种磁阻电机，包括壳体，壳体内同轴设置有定子和转子5，定子设置在转子5的外周；转子5和定子由具有良好导磁性能的硅铁材料制成，转子4外周设有径向向外凸起的六个转子凸极4，转子凸极4沿转子5周向等间距分布；定子内侧设有径向向内凸起的定子凸极2；定子包括呈中心对称分布的两段定子单元1，每段定子单元1上等间距分布有三个定子凸极2，定子凸极2上分别绕装有一相绕组3，每段定子单元1上的相绕组2构成三相绕组，每段定子单元1对应的三相绕组经独立的调压电路供电。转子5在任何位置时，每段定子单元1均与至少一个转子凸极4相对应，每段定子单元1的三个定子凸极2不同时与转子凸极4正对。
转子5和定子的轴线水平设置，两段定子单元1分别位于转子的下侧和上侧。每段定子单元1在圆周方向上占据的圆周角为60°~120°，可选择60°、90°120°等角度，本实施例中为90°；转子凸极4的数目为8个。
本技术方案中，相绕组3通过围绕所述定子凸极缠绕线圈而形成，线圈围绕定子凸极缠绕的方向可以彼此反复交叉，相绕组3是单层的，不同于传统的双层绕组。
其径向力的消除原理如下：每段定子单元1上均有三个定子凸极2，三相绕组中的各相绕组对应的电流分别为ia、ib、ic，初始时刻，当对两套绕组独立通电时，上下两套三相绕组分别接入电流ia、ib、ic，产生对凸极转子凸极的磁张应力，且磁张应力大小相等。当上侧的接入电流ia、ib、ic分别增加一个△i，下侧的相绕组接入电流相应的减少一个△i，打破了电机原旋转磁场的平衡，使得电机气隙中一区域中的磁场增强，而其对称区域磁场减弱，其产生的磁张应力（即麦克斯韦力）将指向磁场增强的一方，则上侧产生对凸极的磁拉力增大，下侧产生的磁拉力减小，方向相反，使得转子达到平衡状态。通过转子径向位移的负反馈控制，可以控制转子上径向力的大小和方向，平衡全部或部分转子受力，甚至实现转子的悬浮。
其旋转驱动原理如下：两段定子单元上的相绕组按时序供电，可形成旋转的磁场，通过转子凸极拉动转子转动，图中初始时刻当对各套绕组的A相通电时，产生对转子凸极的洛仑磁力，拉动对应的转子凸极对齐定子的A相绕组，在此基础上对各套绕组的B相通电，在确保B相通上电以后，断开A相电，基于最小磁阻原理，定子上B相绕组对应的定子凸极产生对转子凸极的磁拉力，使转子5再次转动，同理C相通断电，可再次拉动转子5转动，A1、B1、C1相通断电原理同A、B、C相；通过时序变化，可驱动转子正向转动、也可逆向转动。
本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。
Claims (4)
1.一种磁阻电机，包括壳体，壳体内同轴设置有定子和转子，定子设置在转子的外周；其特征在于：所述转子和定子由具有良好导磁性能的硅铁材料制成，转子外周设有径向向外凸起的若干转子凸极，转子凸极沿转子周向等间距分布；所述定子内侧设有径向向内凸起的定子凸极；所述定子包括呈中心对称分布的两段定子单元，每段定子单元上等间距分布有三个定子凸极，每个定子凸极上分别绕装有一相绕组，每段定子单元上的相绕组构成三相绕组，每段定子单元对应的三相绕组经独立的调压电路供电；转子在任何位置时，每段定子单元均与至少一个转子凸极相对应，每段定子单元的三个定子凸极不同时与转子凸极正对。
2.根据权利要求1所述的一种磁阻电机，其特征在于：所述转子和定子的轴线水平设置，两段定子单元分别位于转子的下侧和上侧。
3.根据权利要求1或2所述的一种磁阻电机，其特征在于：每段定子单元在圆周方向上占据的圆周角为60°~120°。
4.根据权利要求3所述的一种磁阻电机，其特征在于：所述转子凸极的数目不少于6个。
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Cited By (1)
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| CN109638988A (zh) * | 2017-10-09 | 2019-04-16 | 大众汽车有限公司 | 带有分段的定子的电机和电机系统 |
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2014
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