CN204349747U - 磁阻电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种磁阻电机(10)，具有：在磁阻机械(10)的周向(13)上具有定子轮廓(15)的定子(11)；和在磁阻电机(10)的周向(13)上具有转子轮廓(14)的转子(12)。在此，在定子(11)和转子(12)之间布置有间隙(16)，其由定子轮廓(15)和转子轮廓(14)限定。在此提出，间隙(16)在磁阻电机(10)的周向(13)上在其宽度(18)方面改变，并且具有至少一个最小宽度(19)和至少一个最大宽度(20)。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机械领域，特别地，本实用新型涉及一种磁阻电机。在此，该磁阻电机具有在磁阻电机的周向上有定子轮廓的定子和在磁阻电机的周向上有转子轮廓的转子。此外，在定子和转子之间布置有间隙，其由定子轮廓和转子轮廓限定。
背景技术
在迄今已知的磁阻电机中存在有转矩波动。在此，转矩波动取决于磁阻电机的极对的数量，并且极对的数量越小，转矩波动越高。在被供给三相电的磁阻电机中，从极对的数量的六倍中得出转矩波动。这意味着，例如具有对称绕组的交流磁阻电动机具有6乘以p、即六倍极数的摆动转矩。这机械地作用在转子旋转上，其变得不稳定，因为发动机每转以一个6乘以p的频率加速和制动。六倍(6*p)摆动转矩的原因是系统决定的。被供给三相电的对称绕组系统产生在定子和转子之间的作用间隙中的旋转场和在定子片中的饱和波动，两者都导致了6乘p的摆动转矩。
实用新型内容
系统决定的转矩波动看起来到目前为止已经被接受了。用于改善磁阻电机的工作特性、如斜面或者分阶段的已知的措施对转矩波动没有影响。本实用新型的目的在于减小磁阻电机中的转矩波动。
该目的由开头提及类型的磁阻电机来实现，这由此实现，即定子和转子之间的间隙在磁阻电机的周向上在其宽度方面改变，并且间隙具有至少一个最小宽度和至少一个最大宽度。
相应地提供一种磁阻电机，其具有在定子和转子之间的非恒定的环形间隙。也被称为作用间隙的间隙优选地设计为气隙。间隙的轮廓具有使作用力均匀的功能，从而减小转矩波动，即在转动时的脉冲式的转矩。
磁阻电机的概念理解为磁阻发动机以及磁阻发电机。在此，转子中的转矩仅仅通过磁阻力来生成，即基于磁阻的力。由定子和转子组成的系统追求最小的磁阻，从而产生磁阻电机的转子的旋转运动。
磁阻电机能够实现为同步磁阻电机。此外，磁阻电机能够实现为异步磁阻电机。
能够有利地提出，多个最小宽度和多个最大宽度在磁阻电机的周向上均匀地分布。这改善了磁阻电机的转矩的均匀化。
此外能够优选地提出，磁阻电机具有极对，并且多个最小宽度和多个最大宽度分别是极对的数量的六倍。这种实施方式适用于利用三相电运行的磁阻电机。
能够有利地提出，间隙的最大宽度布置在第一电相的第一凹槽和第二电相的第二凹槽之间，其中，第一凹槽和第二凹槽在周向上相互邻近地布置。因此，最大间隙宽度布置在从第一相到第二相的凹槽的过渡区域上。被供给三相电的磁阻电机具有至少十二个这种过渡区域或者过渡位置。这些过渡位置分别位于在输出导线和输入导线上的相U，V和W、即U+，U-，V+，V-，W+，W-的凹槽之间。凹槽能够例如布置在定子中，向其供给三相电系统的电流。
能够优选地提出，最小宽度布置在槽组的中心区域中，其中，槽组由磁阻电机的电相供给。间隙的最小宽度居中地布置在槽组内部，即在槽组的周向上的区域中，这些槽组属于磁阻电机的电相。间隙的宽度越小，磁阻力越大。这意味着，在所界定的位置增大并随后减小磁阻力，用于在周向上反作用于转矩波动。中心区域在周向上可以是槽组的中心，该槽组具有电相的多个凹槽。如果凹槽的数量刚好在槽组之内，那么中心区域就落在了相邻凹槽的中间区域中。
在根据本实用新型的磁阻电机的一个实施例中能够提出，间隙的最大宽度为0.7mm。
此外，在根据本实用新型的磁阻电机的一个实施例中能够提出，间隙的最小宽度为0.5mm。
能够优选地提出，磁阻电机具有的极数为四。磁阻电机的转数取决于交流电压的频率和极对数。这种四极设计的磁阻电机能够有利地用作同步磁阻发动机。在此，转子与所供给的交流电压的旋转场同步地转动。此外能够提出，磁阻电机具有的凹槽极对数为四。
能够优选地提出，磁阻电机是同步磁阻电机，其具有四个极和48个凹槽。在这个特殊的实施方式中，特别清楚地出现了转矩波动的均匀化的效果。
在根据本实用新型的磁阻电机的另一个实施例中能够提出，定子具有数量为N1个的凹槽，其中，N1＝2*p*12，p是凹槽极数。优选地采用N1＝48和2p＝4。这个实施方式同样有利于转矩波动的均匀化。
附图说明
下面根据实施例详细地描述本实用新型。在此，附图是示意性示出的并且不是按照比例的。
在此：
图1示出磁阻电机的一个实施例，其构造为同步磁阻电机；并且
图2示出图1的磁阻电机的局部放大图。
具体实施方式
图1示出了磁阻电机10，其构造为同步磁阻电机。图1示出了该磁阻电机10的横切面图，从而能看到定子11和转子12。在周向13上，转子12具有转子轮廓14，其中，该周向13以箭头示出，并且同时相应于转子12的转动方向。此外，定子11在周向13上具有定子轮廓15。转子轮廓14作为二维轮廓相应于一个圆圈，而定子轮廓15作为二位轮廓与圆圈不同。
图2示出了图1的磁阻电机10的局部图，其具有转子轮廓14和定子轮廓15的放大图。
在图1和图2的磁阻电机10中，在定子12和转子14之间布置有间隙16、更确切的是气隙，其由定子轮廓15和转子轮廓14限定。在径向17上，间隙16具有宽度18，其在图2中示例性地示出。间隙16在周向13上在其宽度18方面改变，从而相对于间隙16，存在多个最小宽度19和多个最大宽度20。
因此，在定子11处提供非圆的轮廓作为定子作用表面，其中转子12具有转子圆周。在此，定子11的定子作用表面产生了在定子11的定子片和转子12的转子圆周之间的间隙16。
图1中的磁阻电机构造为三相的，从而给三相电系统的相U，V，W输送每相正弦形式的交流电压和相应的磁阻电机10的电流。磁阻电机在定子中总共具有48个凹槽，其中一个绕组具有p＝2的极对数。极数2p为4，这相应于q＝4的孔数，其中，凹槽21均匀地布置在定子11的周向13上。在此，也被称为定子凹槽的四个凹槽21分别在圆周上彼此相邻地位于相和方向的具有绕组的圆周上，这些凹槽分别形成了定子11中的槽组22-33。磁阻电机10总共具有十二个槽组22-33。在此，相对地放置槽组22和28。同样相对地放置槽组25和31。此外，相对地放置槽组23和29。图1示出了电流U，V和W，其分别具有作为时间函数f(t)＝i*sin(omega*t)的正弦形式的变化曲线。这些相对应于凹槽，其中+和-是空间上的声明，并且说明了线圈方向。
将间隙16的宽度设计为，间隙16以六倍极数的数量变得更宽并且再次变得狭长。这意味着，图1的具有数值为2的极对数的磁阻电机10总共具有十二个最大宽度20和十二个最小宽度19。在此，在两个最大宽度之间存在有一个最小宽度。因此，在周向13上交替地布置间隙间隔的最大值和最小值的布置。
在具有最大间隙20和最小间隙19的磁阻电机的圆周上的地点具有与定子11的凹槽21相关的定义位置，这些凹槽被分配给三相电系统的三个相U，V，W。
在相邻放置的、属于相的凹槽21的组、即槽组的中心，定子轮廓15和转子12的圆周之间的间隙16最小，并且因此具有其最小宽度19。在相其中变换的这些凹槽16之间、即在从一个槽组到相邻的另一个槽组的过渡区域中，间隙16最大，并且因此具有其最大宽度20。因此，间隙16的最大宽度20位于第一电相的第一凹槽34(这在图2中是相U的输出导线)和第二电相的第二凹槽35(这在图2中是相V的输入导线)之间，。在此，第一凹槽34和第二凹槽35在磁阻电机10的周向13上彼此相邻地布置。
最小间隙宽度19和最大间隙20的差别取决于最小间隙的绝对大小和磁阻电机10的结构大小。在当前的实施例中，最小间隙为0.5mm，并且最大间隙为0.7mm。
利用根据本实用新型的磁阻电机10，实现了明显地降低转矩波动，从而有可能的是，在迄今为止由于转矩波动过高而没有使用磁阻电机的地方使用磁阻电机。因此，其开启了磁阻电机的更大应用范围。例如，能够在电动车辆中、特别是在混合动力电动车辆中应用根据本实用新型的磁阻电机作为发动机和发电机。除了驱动电动车辆和电动混合动力车辆的领域之外，还能够考虑其他的应用，例如针对电梯驱动、针对过程技术中的发动机和针对机床的应用。
Claims (15)
1.一种磁阻电机(10)，具有：
在所述磁阻电机(10)的周向(13)上具有定子轮廓(15)的定子(11)；
在所述磁阻电机(10)的所述周向(13)上具有转子轮廓(14)的转子(12)；
其中，在所述定子(11)和所述转子(12)之间布置有间隙(16)，所述间隙由所述定子轮廓(15)和所述转子轮廓(14)限定，
其特征在于，所述定子轮廓(15)设计使得所述间隙(16)在所述磁阻电机(10)的所述周向(13)上在所述间隙的宽度(18)方面改变，并且所述间隙具有至少一个最小宽度(19)和至少一个最大宽度(20)，其中，所述间隙(16)的所述最大宽度(20)布置在由所述磁阻电机(10)的第一电相(U)供给的第一槽组(22)的第一凹槽(34)和由所述磁阻电机(10)的第二电相(V)供给的第二槽组(23)的第二凹槽(35)之间，其中，所述第一凹槽(34)和所述第二凹槽(35)在所述周向(13)上相互邻近地布置，并且其中，所述间隙(16)的所述最小宽度(19)布置在每个槽组(22，23)中的一个的中间区域中。
2.根据权利要求1所述的磁阻电机(10)，其特征在于，多个最小宽度(19)和多个最大宽度(20)在所述磁阻电机(10)的所述周向(13)上均匀分布。
3.根据权利要求1或2所述的磁阻电机(10)，其特征在于，所述磁阻电机(10)具有极对，并且多个所述最小宽度(19)和多个所述最大宽度(20)分别是所述磁阻电机(10)的极对的数量的六倍。
4.根据权利要求1或2所述的磁阻电机(10)，其特征在于，所述间隙(16)的所述最大宽度(20)为0.7mm。
5.根据权利要求3所述的磁阻电机(10)，其特征在于，所述间隙(16)的所述最大宽度(20)为0.7mm。
6.根据权利要求1或2所述的磁阻电机(10)，其特征在于，所述间隙(16)的所述最小宽度(19)为0.5mm。
7.根据权利要求5所述的磁阻电机(10)，其特征在于，所述间隙(16)的所述最小宽度(19)为0.5mm。
8.根据权利要求1或2所述的磁阻电机(10)，其特征在于，所述磁阻电机(10)具有的极数为四。
9.根据权利要求7所述的磁阻电机(10)，其特征在于，所述磁阻电机(10)具有的极数为四。
10.根据权利要求1或2所述的磁阻电机(10)，其特征在于，所述磁阻电机(10)是同步磁阻电机，所述同步磁阻电机具有四个极和48个凹槽(21)。
11.根据权利要求9所述的磁阻电机(10)，其特征在于，所述磁阻电机(10)是同步磁阻电机，所述同步磁阻电机具有四个极和48个凹槽(21)。
12.根据权利要求1或2所述的磁阻电机(10)，其特征在于，所述定子(11)具有数量为N1的凹槽，其中，N1＝2*p*12，p是凹槽极数。
13.根据权利要求12所述的磁阻电机(10)，其特征在于，所述定子(11)具有数量为N1的凹槽，其中，N1＝2*p*12，p是凹槽极数，并且N1＝48和2p＝4。
14.根据权利要求11所述的磁阻电机(10)，其特征在于，所述定子(11)具有数量为N1的凹槽，其中，N1＝2*p*12，p是凹槽极数。
15.根据权利要求14所述的磁阻电机(10)，其特征在于，所述定子(11)具有数量为N1的凹槽，其中，N1＝2*p*12，p是凹槽极数，并且N1＝48和2p＝4。
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