CN207339603U - 多模块横向磁通开关磁阻电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多模块横向磁通开关磁阻电机，包括一组装架、安装在组装架内的若干电机模块；电机模块包括主机、分别安装在主机两侧的控制器及电调器，相邻电机模块间的控制器连接有铜块；主机包括转子组件、定子组件、以及与定子组件连接的绕组组件；转子组件包括安装环、安装在安装环上的若干转子极靴、以及连接对应转子极靴的转子铁芯，安装环的内部连接有输出轴；相邻电机模块的输出轴通过联轴器连接固定。上述的多模块横向磁通开关磁阻电机包括组装架、安装在组装架内的若干模块电机模块；可以根据需求，组装不同数量模块的电机模块，输出扭矩大，组装简单方便，生产成本低。

Description

多模块横向磁通开关磁阻电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，特别是涉及一种多模块横向磁通开关磁阻电机。

背景技术

开关磁阻电机是磁阻电机和电力电子开关电路相结合而产生的一种机电一体化新产品，它可以实现高效率、快响应、高精度以及高输出的性能指标。

开关磁阻电机从磁通与电机运动的方向关系上，可分为径向磁通开关磁阻电机和横向磁通开关磁阻电机。径向磁通开关磁阻电机是沿径向产生磁通，定子绕组和转子极靴争用一个定子圆周空间，电机主磁路较长，磁阻偏大，定子绕组需要产生更大的磁势。横向磁通开关磁阻电机的主磁路与电机运动方向垂直，实现磁路与电路结构上的解耦，定子齿宽不相互制约，主磁路较短，转矩密度大，效率高，因此横向磁通开关磁阻电机是目前主要的研发方向。

目前，横向磁通开关磁阻电机的电机结构复杂，输出扭矩小，加工难度大，生产成本高。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种多模块横向磁通开关磁阻电机，该电机适应性强，输出扭矩大，转速高，组装方便，生产成本低。

一种多模块横向磁通开关磁阻电机，包括一组装架、安装在所述组装架内的若干电机模块；所述电机模块包括主机、分别安装在所述主机两侧的控制器及电调器，相邻所述电机模块间的控制器连接有铜块；所述主机包括转子组件、定子组件、以及与所述定子组件连接的绕组组件；所述转子组件包括安装环、安装在安装环上的若干转子极靴、以及连接对应转子极靴的转子铁芯，所述安装环的内部连接有输出轴；相邻所述电机模块的输出轴通过联轴器连接固定，相邻所述电机模块间的转子铁芯存在预设的相位差；所述定子组件包括若干定子极靴及连接对应所述定子极靴的定子铁芯，各所述电机模块间的定子铁芯一一对齐。

上述的多模块横向磁通开关磁阻电机包括组装架、安装在组装架内的若干模块电机模块；可以根据需求，组装不同数量模块的电机模块，输出扭矩大，组装简单方便，生产成本低。

在其中一个实施例中，后一所述电机模块上的转子铁芯分别与前一所述电机模块上的转子铁芯在同一方向上存在相同的相位差。

在其中一个实施例中，所述电机模块的定子铁芯与所述转子铁芯数量相等，且每一个定子铁芯与对应的一个转子铁芯形成一对极，各对极之间形成一间隙。

在其中一个实施例中，后一所述电机模块上的转子铁芯分别与前一所述电机模块上的转子铁芯在同一方向上的相位差Ψ＝2π/(电机模块数×单个电机模块的对极数)。

在其中一个实施例中，所述转子极靴沿所述安装环的外表面周向均匀设置，且每两个转子极靴通过台阶螺丝互相固定在所述安装环的外表面上；所述转子铁芯为U型结构设置，所述转子铁芯上设有一U型槽；定子组件沿所述转子组件的外周向设置，所述定子铁芯为I型结构设置，所述定子极靴上还安装有固定块。

在其中一个实施例中，所述绕组组件包括若干绝缘板、安装在二相邻绝缘板之间的绕组线圈块、以及连接所述绕组线圈块的转接铜块。

在其中一个实施例中，所述绝缘板及所述绕组线圈块呈环形结构设置，匹配环绕容置在各所述U型槽中；所述绝缘板及所述绕组线圈块的外周侧分别设置有若干间隔设置的连接块和若干间隔设置的凸块；所述连接块和对应的所述凸块匹配设置，位于二相邻定子铁芯之间；其中一绕组线圈块上的凸块沿绕组线圈块周向延伸与对应的所述固定块匹配连接。

在其中一个实施例中，所述主机还包括一壳体，所述壳体包括一圆筒状本体，所述圆筒状本体围设成一内腔，所述转子组件及所述定子组件安装在所述内腔中；所述定子极靴沿所述圆筒状本体的内壁周向均匀间隔设置；所述圆筒状本体的圆周侧设有相对设置的矩形孔及连接孔。

在其中一个实施例中，所述转接铜块位于与所述矩形孔对应的二所述定子铁芯之间，所述转接铜块上连接有接触器端，所述接触器端穿过所述矩形孔与所述控制器相连；所述连接孔对应的所述凸块和所述连接块上连接有电调端，所述电调端穿过所述连接孔与所述电调器相连。

在其中一个实施例中，所述组装架还包括安装在所述架体相对两侧的二盖体；所述架体包括一盖板及与所述盖板平行设置的若干安装板；所述盖板与相邻的所述安装板相对间隔设置构成第一支架，其余的所述安装板中，每二相对间隔设置的所述安装板构成一第二支架；所述盖板上设有第一腰型孔及若干第一螺栓孔；所述安装板上设有第二腰型孔、若干第二螺栓孔及凹槽及穿孔；所述第一支架的安装板与相邻所述第二支架一安装板匹配紧贴；各相邻的二所述第二支架相邻的安装板匹配紧贴；螺栓依次穿过所述第一螺栓孔及所述第二螺栓孔将第一支架及各第二支架固定连接；所述铜块穿过所述穿孔将每相邻所述电机模块间的控制器电性连接。

附图说明

图1为本实用新型的一较佳实施方式的多模块横向磁通开关磁阻电机的组装图；

图2为图1的多模块横向磁通开关磁阻电机的省略壳体的组装示意图；

图3为图2的多模块横向磁通开关磁阻电机的架体示意图；

图4为图3的多模块横向磁通开关磁阻电机的架体部分放大示意图；

图5为图2的多模块横向磁通开关磁阻电机的主机示意图；

图6为图5的多模块横向磁通开关磁阻电机的主机的内部结构示意图；

图7为图6的多模块横向磁通开关磁阻电机的主机的A处放大示意图；

图8为图6的多模块横向磁通开关磁阻电机的主机的俯视图；

图9为图8的多模块横向磁通开关磁阻电机的主机的B-B轴向剖视图；

附图中各标号的含义为：

组装架-10，电机模块-20，架体-30，盖板-31，安装板-32，第一腰型孔-33，第一螺栓孔-34，第二腰型孔-35，第二螺栓孔-36，凹槽-37，穿孔-38，连接条-39，盖体-40，主机-50，控制器-51，电调器-52，铜块-53，壳体-60，圆筒状本体-61，上盖-62，下盖-63，内腔-64，矩形孔-65，连接孔-66，转子组件-70，安装环-71，转子极靴-72，转子铁芯-73，轴承-74，输出轴-75，U型槽-76，定子组件-80，定子极靴-81，定子铁芯-82，固定块-83，间隙-84，绕组组件-90，绝缘板-91，绕组线圈块-92，转接铜块-93，连接块-94，凸块-95，接触器端-96，电调端-97。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将对本实用新型进行更全面的描述。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

请参考图1至图9，为本实用新型一较佳实施方式的多模块横向磁通开关磁阻电机，包括一组装架10、安装在组装架10内的若干电机模块20。

组装架10包括架体30及安装在架体30相对两侧的二盖体40。架体30及二盖体40由绝缘材质制成。架体30包括一盖板31及与盖板31平行设置的若干安装板32；盖板31与相邻的安装板32相对间隔设置构成第一支架，其余的安装板中，每二相对间隔设置的安装板32构成一第二支架，第一支架及第二支架均用于安装电机模块20。

盖板31及安装板32为矩形设置。盖板31上设有第一腰型孔33及若干第一螺栓孔34，第一腰型孔33供主机50与外界设备连接；盖板31上安装有连接条39，连接条39呈L型设置，连接条39将架体10与外界设备固定。安装板32上设有第二腰型孔35、若干第二螺栓孔36、凹槽37及穿孔38；第二腰型孔35与第一腰型孔33匹配，第二腰型孔35供电机模块20与外界设备或相邻的电机模块20连接；第二螺栓孔36与第一螺栓孔34匹配，螺栓穿过第二螺栓孔36和第一螺栓孔34将若干安装板32和盖板31固定连接；凹槽37位于安装板32对应第二腰型孔35的周侧，凹槽37用于引出相应电机模块20的检测线；穿孔38位于安装板32的一侧端，穿孔38间穿设有铜块53，铜块53既能将相邻二电机模块20间的控制器电性连接又能起到进一步稳固作用。

该架体30组装时，第一支架的安装板32与相邻第二支架一安装板32匹配紧贴；各相邻的二第二支架相邻的安装板32匹配紧贴；螺栓依次穿过第一螺栓孔34及第二螺栓孔36将第一支架及各第二支架固定连接；铜块53穿过穿孔38将安装在架体30上的每相邻电机模块20间的控制器电性连接。

二盖体40由绝缘材质制成，分别从架体30的两侧套入架体30，可以防止外界的灰尘及杂质进入架体30中。

单模块的电机模块20包括主机50、分别安装在主机50两侧的控制器51及电调器52。控制器51安装在安装板32设有穿孔38的一端。

主机50包括一壳体60、安装在壳体60内的转子组件70、安装在壳体60内的定子组件80、以及与定子组件80连接的绕组组件90。

壳体60包括一圆筒状本体61、安装在圆筒状本体61上端的上盖62及安装在下端的下盖63。圆筒状本体61围设成一内腔64，供容置转子组件70、定子组件80及绕组组件90；圆筒状本体61的圆周侧设有相对设置的矩形孔65及连接孔66。

转子组件70包括安装环71、安装在安装环71上的若干转子极靴72、以及连接对应转子极靴72的转子铁芯73。安装环71为圆环型设置，容置在内腔64的中心；安装环71的内部安装有轴承74，轴承74连接有输出轴75，通过输出轴75连接及驱动外界设备。转子极靴72沿安装环71的外表面周向均匀设置，且每两个转子极靴72通过台阶螺丝互相固定在安装环71的外表面上。转子铁芯73为U型结构设置，转子铁芯73的材质为硅钢；转子铁芯73数量与转子极靴数72量相等，且一一对应，呈凸型结构设置；各转子铁芯73通过硅钢销钉与对应的转子极靴72连接；各转子铁芯73上设有一U型槽76，U型槽76用于容置绕组组件90。

定子组件80沿转子组件70的外周向设置。定子组件80包括若干定子极靴81及连接对应定子极靴81上的定子铁芯82。各定子极靴81通过螺合方式固定在圆筒状本体61的内壁上，各定子极靴81的上下端分别通过螺合方式连接上盖62及下盖63，定子极靴81沿圆筒状本体61的内壁周向均匀间隔设置。各定子极靴81上还安装有固定块83，用于连接绕组组件90；该固定块83的一端固定在定子极靴81的一侧，另一端延伸至对应的定子铁芯82的一侧与绕组组件90连接。定子铁芯82为I型结构设置，定子铁芯82的材质为硅钢；定子铁芯82数量与定子极靴81数量相等，且一一对应，呈凸型结构设置；各定子铁芯82通过硅钢销钉与对应的定子极靴81连接。定子铁芯82与转子铁芯73数量相等，且每一个定子铁芯82与对应的一个转子铁芯73形成一对极，各对极之间形成一间隙84，便于转子铁芯73自由转动。

绕组组件90包括若干绝缘板91、安装在二相邻绝缘板91之间的绕组线圈块92、以及连接绕组线圈块92的转接铜块93。绝缘板91呈环形结构设置，用于将相邻绕组线圈块92隔开；各绝缘板91的外周侧设置有若干间隔设置的连接块94，连接块94分别位于二相邻定子铁芯82之间。绕组线圈块92呈环形结构设置；绕组线圈块92与绝缘板91匹配设置环绕容置在各U型槽76中；绕组线圈块92的外周侧分别设置有若干凸块95，凸块95分别位于二相邻定子铁芯82之间；凸块95和对应的连接块94匹配，然后通过螺栓固定；其中一绕组线圈块92上的凸块95沿绕组线圈块周向设置有延伸部，该延伸部与对应的固定块83相对定子极靴81的一端匹配，然后通过螺栓固定，即将绕组组件90固定安装在定子组件80上。转接铜块93用于连接每相邻的二绕组线圈块92，转接铜块93位于与矩形孔65对应的二定子铁芯82之间，转接铜块93上连接有接触器端96，接触器端96穿过矩形孔65与控制器51相连。连接孔66对应的凸块95和连接块94上连接有电调端97，电调端97穿过连接孔66与电调器52相连。该横向磁通开关磁阻电机可以通过改变绕组线圈块92的圈数提高输出转速。

单个电机模块20的工作原理与现有的开关磁阻电机一样，按照磁阻最小原理运行，不再赘述。

该多模块横向磁通开关磁阻电机使用时，将多个电机模块20依次安装在架体30的第一支架和各第二支架上，螺栓依次穿过第一螺栓孔34及各第二螺栓孔36将架体30固定连接；相邻电机模块20的输出轴75通过联轴器连接固定；相邻电机模块20的控制器51通过铜块53连接；各电机模块20的定子铁芯82一一对齐，处在同一平面；相邻电机模块间的的转子铁芯73之间存在预设的相位差，具体地，后一电机模块20上的转子铁芯73分别与前一电机模块20上的转子铁芯73在同一方向上的存在相同的相位差，该相位差Ψ＝2π/(电机模块数×单个电机模块的对极数)；各电机模块20通电后，该多模块横向磁通开关磁阻电机连续旋转，从而产生连续的输出扭矩。

本实用新型的多模块横向磁通开关磁阻电机包括组装架10、安装在组装架10内的若干模块电机模块20；可以根据需求，组装不同数量模块的电机模块20，输出扭矩大，组装简单方便，生产成本低；通过改变各模块横向磁通开关磁阻电机上的绕组线圈块92圈数来改变绕组组件90通入电流的大小，从而提高该多模块横向磁通开关磁阻电机的输出转速。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种多模块横向磁通开关磁阻电机，其特征在于，包括一组装架、安装在所述组装架内的若干电机模块；所述电机模块包括主机、分别安装在所述主机两侧的控制器及电调器，相邻所述电机模块间的控制器连接有铜块；所述主机包括转子组件、定子组件、以及与所述定子组件连接的绕组组件；所述转子组件包括安装环、安装在安装环上的若干转子极靴、以及连接对应转子极靴的转子铁芯，所述安装环的内部连接有输出轴；相邻所述电机模块的输出轴通过联轴器连接固定，相邻所述电机模块间的转子铁芯存在预设的相位差；所述定子组件包括若干定子极靴及连接对应所述定子极靴的定子铁芯，各所述电机模块间的定子铁芯一一对齐。

2.根据权利要求1所述的多模块横向磁通开关磁阻电机，其特征在于：后一所述电机模块上的转子铁芯分别与前一所述电机模块上的转子铁芯在同一方向上存在相同的相位差。

3.根据权利要求1所述的多模块横向磁通开关磁阻电机，其特征在于：所述电机模块的定子铁芯与所述转子铁芯数量相等，且每一个定子铁芯与对应的一个转子铁芯形成一对极，各对极之间形成一间隙。

4.根据权利要求3所述的多模块横向磁通开关磁阻电机，其特征在于：后一所述电机模块上的转子铁芯分别与前一所述电机模块上的转子铁芯在同一方向上的相位差Ψ＝2π/(电机模块数×单个电机模块的对极数)。

5.根据权利要求1所述的多模块横向磁通开关磁阻电机，其特征在于：所述转子极靴沿所述安装环的外表面周向均匀设置，且每两个转子极靴通过台阶螺丝互相固定在所述安装环的外表面上；所述转子铁芯为U型结构设置，所述转子铁芯上设有一U型槽；定子组件沿所述转子组件的外周向设置，所述定子铁芯为I型结构设置，所述定子极靴上还安装有固定块。

6.根据权利要求1所述的多模块横向磁通开关磁阻电机，其特征在于：所述绕组组件包括若干绝缘板、安装在二相邻绝缘板之间的绕组线圈块、以及连接所述绕组线圈块的转接铜块。

7.根据权利要求6所述的多模块横向磁通开关磁阻电机，其特征在于：所述绝缘板及所述绕组线圈块呈环形结构设置，匹配环绕容置在各所述U型槽中；所述绝缘板及所述绕组线圈块的外周侧分别设置有若干间隔设置的连接块和若干间隔设置的凸块；所述连接块和对应的所述凸块匹配设置，位于二相邻定子铁芯之间；其中一绕组线圈块上的凸块沿绕组线圈块周向延伸与对应的所述固定块匹配连接。

8.根据权利要求6所述的多模块横向磁通开关磁阻电机，其特征在于：所述主机还包括一壳体，所述壳体包括一圆筒状本体，所述圆筒状本体围设成一内腔，所述转子组件及所述定子组件安装在所述内腔中；所述定子极靴沿所述圆筒状本体的内壁周向均匀间隔设置；所述圆筒状本体的圆周侧设有相对设置的矩形孔及连接孔。

9.根据权利要求8所述的多模块横向磁通开关磁阻电机，其特征在于：所述转接铜块位于与所述矩形孔对应的二所述定子铁芯之间，所述转接铜块上连接有接触器端，所述接触器端穿过所述矩形孔与所述控制器相连；所述连接孔对应的所述凸块和所述连接块上连接有电调端，所述电调端穿过所述连接孔与所述电调器相连。

10.根据权利要求1所述的多模块横向磁通开关磁阻电机，其特征在于：所述组装架还包括安装在所述架体相对两侧的二盖体；所述架体包括一盖板及与所述盖板平行设置的若干安装板；所述盖板与相邻的所述安装板相对间隔设置构成第一支架，其余的所述安装板中，每二相对间隔设置的所述安装板构成一第二支架；所述盖板上设有第一腰型孔及若干第一螺栓孔；所述安装板上设有第二腰型孔、若干第二螺栓孔及凹槽及穿孔；所述第一支架的安装板与相邻所述第二支架一安装板匹配紧贴；各相邻的二所述第二支架相邻的安装板匹配紧贴；螺栓依次穿过所述第一螺栓孔及所述第二螺栓孔将第一支架及各第二支架固定连接；所述铜块穿过所述穿孔将每相邻所述电机模块间的控制器电性连接。