CN207150377U - 一种轴向永磁辅助磁阻电机 - Google Patents
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Abstract
一种轴向永磁辅助磁阻电机，属于直流电机技术领域；该电机包括：两组定子、两组转子、固定于转轴中央的永磁体、永磁体两侧包绕于转轴的楔形槽，两组转子固定在楔形槽上，两组定子分别设置于两组转子外部，两组定子外部固定机壳，每组定子上有9个凸极，每组转子上有6个凸极，两组定子分为A、B、C三相；本实用新型采用凸极式定转子结构以及新的导通方式减小了转矩脉动；两组定转子之间加入永磁体，增加电机稳定性，提高电机性能；定转子均使用硅钢片叠压而成，并且转轴上有用导磁材料做成的楔形槽，增强了电机的导磁性能，转动惯量减小。
Description
技术领域
本实用新型属于直流电机技术领域，具体涉及一种轴向永磁辅助磁阻电机。
背景技术
开关磁阻电机是最常见的磁阻型电机，由于其结构坚固、简单、成本低、起动转矩大、调速性能良好、容错能力强以及控制方式灵活等特点，在工业领域中得到了日益广泛的应用。随着材料、电力电子技术、数字控制技术、控制理论及传感器技术的发展与应用，在开关磁阻电机的基础上，双凸极电机成为近几年发展起来的一种新型特种电机，其控制技术已日趋成熟，目前，已在轨道交通、车床、航空航天、汽车、家用电器以及工业过程控制等领域得到了广泛的应用。然而，开关磁阻电机有其不足之处：从能量转换的角度，开关磁阻电机仅获得一半的利用率，功率密度小，瞬时转矩脉动较大并且存在一定程度的漏磁导致其运行效率低。
实用新型内容
针对上述现有技术存在的不足，本实用新型提供一种轴向永磁辅助磁阻电机，加入永磁体，提高单位体积功率，扩展了电机的使用范围。
本实用新型的技术方案：
一种轴向永磁辅助磁阻电机，包括两组定子、两组转子、转轴、楔形槽、永磁体和机壳；所述永磁体为圆饼形，与转轴同轴且固定于转轴中央，永磁体两侧设置有包绕于转轴表面的楔形槽，所述楔形槽采用导磁材料制成并与转轴固定；所述定子和转子均由硅钢片叠压而成，所述两组转子分别固定在永磁体两侧楔形槽上，所述两组定子分别设置于两组转子外部，且定子和转子之间隔有气隙，形成一对定转子组，永磁体两侧定转子组对称，并与永磁体之间有一定空间，所述机壳设置于两组定子外部，且与两组定子固定。
所述每组定子上有9个凸极即定子齿，所述每组转子上有6个凸极即转子齿，每个定子齿上缠绕有绕组；定子极弧为20°，转子极弧为15°；两组定子分为与永磁体对称的A、B、C三相，其中，永磁体两侧对称的A相绕组串联成一相，永磁体两侧对称的B相绕组串联成一相，永磁体两侧对称的C相绕组串联成一相。
有益效果：本实用新型的一种轴向永磁辅助磁阻电机与现有技术相比，具有如下优势：
(1)采用凸极式定转子结构以及新的导通方式减小了转矩脉动；
(2)两组定转子之间加入永磁体，增加电机稳定性，提高电机性能；
(3)定转子均使用硅钢片叠压而成，并且转轴上有用导磁材料做成的楔形槽，增强了电机的导磁性能，减小了转动惯量。
附图说明
图1为本实用新型一种实施方式的轴向永磁辅助磁阻电机左视图；
图2为本实用新型一种实施方式的轴向永磁辅助磁阻电机三维结构示意图；
图3为本实用新型一种实施方式的轴向永磁辅助磁阻电机主视图；
图4为本实用新型一种实施方式的轴向永磁辅助磁阻电机局部示意图；
图5为本实用新型一种实施方式的轴向永磁辅助磁阻电机起动位置图；
其中，1-定子，2-转子，3-转轴，4-楔形槽，5-永磁体，6-机壳，7-定子齿，7A-A相定子齿，7B-B相定子齿，8、8a、8b-转子齿，9-绕组；
图6为本实用新型一种实施方式的轴向永磁辅助磁阻电机控制方法流程图；
图7为本实用新型一种实施方式的轴向永磁辅助磁阻电机启动时刻位置图；
图8为本实用新型一种实施方式的轴向永磁辅助磁阻电机换相时刻位置图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的一种实施方式作详细说明。
如图1-3所示，本实施方式的一种轴向永磁辅助磁阻电机，包括两组定子1、两组转子2、转轴3、楔形槽4、永磁体5和机壳6；所述永磁体5为圆饼形，与转轴3同轴且固定于转轴3中央，永磁体5两侧设置有包绕于转轴外部的楔形槽4，所述楔形槽4采用导磁材料制成且与转轴固定；本实施方式中，如图4所示，楔形槽4在靠近永磁体处呈圆台状，向外延伸呈圆柱状。
所述定子1和转子2均由硅钢片叠压而成，所述两组转子2固定在永磁体5两侧转轴的楔形槽圆柱状部分上，所述两组定子1分别设置于两组转子2外部，且定子1和转子2之间隔有气隙，形成一对定转子组，永磁体两侧定转子组对称，定转子组与永磁体5之间为楔形槽4圆台状部分，所述机壳6设置于两组定子外部，且与两组定子1固定。
所述每组定子上有9个凸极即定子齿7，所述每组转子上有6个凸极即转子齿8，每个定子齿上缠绕有绕组9；定子极弧为20°，转子极弧为15°；如图5所示，两组定子分为与永磁体对称的A、B、C三相，定子组相邻的三个定子齿依次为A相、B相、C相，其中，永磁体两侧对称的A相励磁绕组串联成一相，永磁体两侧对称的B相励磁绕组串联成一相，永磁体两侧对称的C相励磁绕组串联成一相。
永磁体建立恒定的轴向磁场，电机两端形成N极和S极，通过控制绕组导通顺序，使电机旋转。两端绕组通电形成与永磁体同样的轴向磁通经转轴传导，从永磁体一侧转子穿过定子，由电机机壳传到永磁体另一侧定子，通过转子回到转轴形成闭合磁路。永磁体磁场和绕组通电形成的磁场叠加，增大功率密度，增大电机转矩、扩大电机的调速范围。
如图6所示，所述轴向永磁辅助磁阻电机的控制方法，包括如下步骤：
步骤1：电机的定子极弧为20°，转子极弧为15°，电机起动时，为了获得较大起动转矩和较快的启动速度，如图7所示，以A相定子齿7A中心线和转子齿8a中心线相差22.5°的位置为起动时的位置；
步骤2：A相绕组通电，产生切向拉力带动转子旋转；
步骤3：当转子转过20°时，如图8所示，转子齿8a与A相定子齿7A重叠15°，并且转子齿8a中心线与B相定子齿7B中心线相差32.5°，转子齿8b中心线与B相定子齿7B中心线相差27.5°，A相绕组断电并实现续流，在电感下降区不会有电流产生，防止了负转矩的产生，B相绕组通电，产生切向拉力带动转子旋转；
步骤4：当转子转过20°时，B相绕组断电，C相绕组通电；
步骤5：当转子转过20°时，C相绕组断电，重复步骤2，电机连续运转。
电机每相的导通角度为20°，实现连续换相，减小了转矩脉动，提高了电机的稳定性。
Claims (5)
1.一种轴向永磁辅助磁阻电机，其特征在于，包括：
两组定子、两组转子、转轴、永磁体和机壳；所述永磁体固定于转轴中央，所述两组转子分别固定在永磁体两侧转轴上，所述两组定子分别设置于两组转子外部，且定子和转子之间隔有气隙，形成一对定转子组，所述机壳设置于两组定子外部，且与两组定子固定；
所述每组定子上有9个凸极即定子齿，所述每组转子上有6个凸极即转子齿，每个定子齿上缠绕有绕组；所述两组定子分为相对于永磁体对称的A、B、C三相，其中，永磁体两侧对称的A相绕组串联成一相，永磁体两侧对称的B相绕组串联成一相，永磁体两侧对称的C相绕组串联成一相。
2.根据权利要求1所述的轴向永磁辅助磁阻电机，其特征在于，所述定子和转子均由硅钢片叠压而成。
3.根据权利要求1所述的轴向永磁辅助磁阻电机，其特征在于，所述永磁体两侧定转子组相对于永磁体对称设置，且与永磁体之间有一定空间。
4.根据权利要求1所述的轴向永磁辅助磁阻电机，其特征在于，所述定子极弧为20°，转子极弧为15°。
5.根据权利要求1所述的轴向永磁辅助磁阻电机，其特征在于，所述永磁体为圆饼形，与转轴同轴固定于转轴中央，永磁体两侧设置有包绕于转轴表面的楔形槽，所述两组转子分别固定在永磁体两侧楔形槽上，所述楔形槽采用导磁材料制成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720877421.1U CN207150377U (zh) | 2017-07-19 | 2017-07-19 | 一种轴向永磁辅助磁阻电机 |
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| CN201720877421.1U CN207150377U (zh) | 2017-07-19 | 2017-07-19 | 一种轴向永磁辅助磁阻电机 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN207150377U true CN207150377U (zh) | 2018-03-27 |
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| CN201720877421.1U Active CN207150377U (zh) | 2017-07-19 | 2017-07-19 | 一种轴向永磁辅助磁阻电机 |
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|---|---|
| CN (1) | CN207150377U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107294323A (zh) * | 2017-07-19 | 2017-10-24 | 沈阳工业大学 | 一种轴向永磁辅助磁阻电机及其控制方法 |
| CN113178963A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-07-27 | 河北工业大学 | 一种径向与轴向双模块化磁通切换电机 |
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2017
- 2017-07-19 CN CN201720877421.1U patent/CN207150377U/zh active Active
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|---|---|---|---|---|
| CN107294323A (zh) * | 2017-07-19 | 2017-10-24 | 沈阳工业大学 | 一种轴向永磁辅助磁阻电机及其控制方法 |
| CN113178963A (zh) * | 2021-05-20 | 2021-07-27 | 河北工业大学 | 一种径向与轴向双模块化磁通切换电机 |
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