CN209267286U - 两相永磁开关磁阻电机 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种两相永磁开关磁阻电机，该两相永磁开关磁阻电机包括：定子和转子；定子包括定子铁芯，定子轭，定子磁极，定子磁极绕组，A相双极性位置传感器，B相双极性位置传感器；转子包括转子铁芯，转子磁极，转子轭，永磁体，转子轴，前压板，后压板；定子磁极数是转子磁极数的两倍；定子磁极均匀分布在定子内圆周上。本申请的定子包括定子铁芯，定子轭，定子磁极，定子磁极绕组，A相和B相双极性位置传感器；转子包括转子铁芯，转子磁极，转子轭，永磁体，转子轴，前压板，后压板；定子磁极数是转子磁极数的两倍；定子磁极均匀分布在定子内圆周上，克服了普通开关磁阻电机单边励磁工作带来的诸多不足，提高了电机效率和功率密度。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关磁阻电机技术领域，尤其涉及一种两相永磁开关磁阻电机。
背景技术
开关磁阻电机利用磁路磁阻最小原理产生磁阻转矩，将输入电能转换为输出轴上的机械能。
普通的两相磁阻电机无自起动能力，且存在转矩死区，效率和功率密度低于永磁开关磁阻的效率和功率密度。
发明内容
为解决上述问题，本申请实施例提出了一种两相永磁开关磁阻电机。
一种两相永磁开关磁阻电机，所述两相永磁开关磁阻电机包括：定子和转子；
所述定子包括定子铁芯，定子铁芯中的定子轭，定子磁极，定子磁极绕组，A相双极性位置传感器，B相双极性位置传感器；
所述转子包括转子铁芯，转子铁芯中的转子磁极，转子轭，永磁体，转子轴，前压板，后压板；
所述定子磁极数是所述转子磁极数的两倍；
所述定子磁极均匀分布在定子内圆周上。
可选地，所述转子轴为非导磁的金属材料加工而成；
所述前压板、所述后压板由钢制作而成。
可选地，所述转子还包括：隔磁衬套；
所述隔磁衬套、所述前压板、所述后压板均由非导磁的金属材料加工而成。
可选地，所述定子铁芯、所述转子铁芯均由硅钢片制作而成；
所述定子铁芯为凸极定子铁芯；
所述转子铁芯为凸极转子铁芯；
所述非导磁的金属材料为非导磁的不锈钢；
所述永磁体由稀土永磁材料经厚度方向充磁后，按相邻永磁体极性N对N，S对S的规则嵌入所述转子轭中；
磁化后的转子磁极呈现N.S.N.S交叉对称分布。
可选地，所述定子磁极上绕制定子磁极绕组，且同相相邻的定子磁极上的定子磁极绕组绕制方向相反；
所属同一相的定子磁极绕组组成相绕组，最终形成两相绕组；
所述定子磁极按A.B.A.B均匀交叉分配给两相相绕组的A相和B相，其中，A，B均为相标识；
两相相绕组分别采用IGBT或者MOSFET单相H桥独立且同时供电。
可选地，A相包括定子磁极A1，A2，A3，A4；
B相包括定子磁极B1，B2，B3，B4；
A1和A3的定子磁极绕组正向绕制，A2和A4的定子磁极绕组反向绕制；
B1和B3的定子磁极绕组正向绕制，B2和B4的定子磁极绕组反向绕制；
A相对应的H桥包括T1功率管，T2功率管，T3功率管，T4功率管；
B相对应的H桥包括T5功率管，T6功率管，T7功率管，T8功率管；
转子磁极包括N1，S1，N2，S2；
两相相绕组分别采用IGBT或者MOSFET单相H桥独立且同时供电前A1与N1对齐；
两相相绕组分别采用IGBT或者MOSFET单相H桥独立且同时供电时，若转子顺时针方向旋转，则定子磁极和转子磁极的位置关系按如下4个节拍重复顺序出现：
第一节拍中A1与N1对齐，A相流过正电流，B相流过负电流，A相的T1，T4导通，A相的T2，T3关断，B相的T6，T7导通，B相的T5，T8关断；
第二节拍中B1与N1对齐，A相流过正电流，B相流过正电流，A相的T1，T4导通，A相的T2，T3关断，B相的T5，T8导通，B相的T6，T7关断；
第三节拍中A1与S2对齐，A相流过负电流，B相流过正电流，A相的T2，T3导通，A相的T1，T4关断，B相的T5，T8导通，B相的T6，T7关断；
第四节拍中B1与S2对齐，A相流过负电流，B相流过负电流，A相的T2，T3导通，A相的T1，T4关断，B相的T6，T7导通，B相的T5，T8关断。
可选地，所述定子还包括定子槽口；
所述定子磁极的极弧角等于所述定子槽口的极弧角；
所述定子磁极的极弧角等于定子的极距角的一半。
可选地，所述转子磁极由圆弧段和锯齿斜坡段组成；
所述圆弧段的圆心角φ1等于所述锯齿斜坡段的圆心角φ2；
φ1+φ2＝τ；
所述τ为定子的极距角。
可选地，所述锯齿斜坡段BC由三级锯齿构成；
三级锯齿间的齿距为
C点为所述转子磁极的最低点；
B点为与C点满足预设关系的点；
所述预设关系为B点与C点的齿高落差为0.2毫米。
可选地，所述前压板包括定位销，所述后压板包括定位销，所述转子铁芯包括定位孔；
所述隔磁衬套紧固套装在所述转子轴上；
所述前压板的定位销和所述后压板的定位销与转子铁芯的定位孔对齐；
所述转子铁芯和所述永磁体均位于所述隔磁衬套上；
所述前压板和所述后压板通过紧固螺帽进行旋进拧紧，以便将所述转子铁芯、所述永磁体、所述转子轴及所述隔磁衬套装配成整体转子。
有益效果如下：
本申请提供的两相永磁开关磁阻电机的定子包括定子铁芯，定子铁芯中的定子轭，定子磁极，定子磁极绕组，A相双极性位置传感器，B相双极性位置传感器；转子包括转子铁芯，转子铁芯中的转子磁极，转子轭，永磁体，转子轴，前压板，后压板；定子的极数是转子的极数的两倍；定子磁极均匀分布在定子内圆周上，克服了普通开关磁阻电机单边励磁工作带来的诸多不足，提高了电机效率和功率密度。
附图说明
下面将参照附图描述本申请的具体实施例，其中：
图1示出了本申请一实施例提供的一种两相永磁开关磁阻电机的截面示意图；
图2示出了本申请一实施例提供的一种两相永磁开关磁阻电机的极轭向磁化转子截面示意图；
图3示出了本申请一实施例提供的一种转子磁极的圆弧段和锯齿斜坡段结构示意图；
图4示出了本申请一实施例提供的一种转子的结构示意图；
图5示出了本申请一实施例提供的一种定子铁芯前后压板的结构示意图；
图6示出了本申请一实施例提供的一种A相绕组展开示意图；
图7示出了本申请一实施例提供的一种B相绕组展开示意图；
图8示出了本申请一实施例提供的一种两相绕组连接图的结构示意图；
图9示出了本申请一实施例提供的一种两相永磁开关磁阻电机的功率电路图；
图10示出了本申请一实施例提供的一种两相永磁开关磁阻电机A1N1对齐时定转子磁极状态示意图；
图11示出了本申请一实施例提供的一种两相永磁开关磁阻电机B1N1对齐时定转子磁极状态示意图；
图12示出了本申请一实施例提供的一种两相永磁开关磁阻电机A1S2对齐时定转子磁极状态示意图；
图13示出了本申请一实施例提供的一种两相永磁开关磁阻电机B1S2对齐时定转子磁极状态示意图。
附图标号说明：
11-定子轭，12-定子磁极，13-定子磁极绕组，14-转子磁极，15-转子轭，16-转子磁极圆弧段，17-转子磁极锯齿斜坡段，18-永磁体，19-转子轴，20-隔磁衬套，10-铆钉，21-转轴台阶，22-前压板，23-后压板，24-紧固螺帽，25-转子铁芯，30-A相双极性位置传感器，31-B相双极性位置传感器。
具体实施方式
普通的两相磁阻电机无自起动能力，且存在转矩死区，效率和功率密度低于永磁开关磁阻的效率和功率密度。
鉴于此，本申请提供了一种两相永磁开关磁阻电机，该电机的定子包括定子铁芯，定子铁芯中的定子轭，定子磁极，定子磁极绕组，A相双极性位置传感器，B相双极性位置传感器；转子包括转子铁芯，转子铁芯中的转子磁极，转子轭，永磁体，转子轴，前压板，后压板；定子磁极数是转子磁极数的两倍；定子磁极均匀分布在定子内圆周上，克服了普通开关磁阻电机单边励磁工作带来的诸多不足，提高了电机效率和功率密度。
本实施例提供的两相永磁开关磁阻电机，参见图1，该两相永磁开关磁阻电机包括：定子和转子。
1、定子
定子包括定子铁芯，定子铁芯中的定子轭，定子磁极，定子磁极绕组，A相双极性位置传感器，B相双极性位置传感器。
其中，
1)定子磁极均匀分布在定子内圆周上。
2)定子铁芯由硅钢片制作而成。
3)定子磁极上绕制定子磁极绕组，且同相相邻的定子磁极上的定子磁极绕组绕制方向相反。
4)所属同一相的定子磁极绕组组成相绕组，两相永磁开关磁阻电机有两相，A相和B相，所属A相的定子磁极绕组组成A相绕组AX，所属B相的定子磁极绕组组成B相绕组BY，因此最终形成两相绕组(AX，BY)。
其中，A，B分别为相标识。AX是A相绕组，对应的正电流从A端流入，X端流出。BY是B相绕组，对应的正电流从B端流入，Y端流出。
定子磁极按A.B.A.B均匀交叉分配给A相和B相。
两相相绕组分别采用单相IGBT或者MOSFET单相H桥独立且同时供电。
A相包括定子磁极A1，A2，A3，A4；
B相包括定子磁极B1，B2，B3，B4；
A1和A3的定子磁极绕组正向绕制，A2和A4的定子磁极绕组反向绕制。
B1和B3的定子磁极绕组正向绕制，B2和B4的定子磁极绕组反向绕制。
A相对应的H桥包括T1功率管，T2功率管，T3功率管，T4功率管。
B相对应的H桥包括T5功率管，T6功率管，T7功率管，T8功率管。
转子磁极包括N1，S1，N2，S2。
按照表1所示的电流换相表中换相规律，A，B两相绕组分别采用单相H桥独立且同时供电，使两相永磁开关磁阻电机的电磁机构得到最大化的利用，全部电磁机构共同做功，高效地将电能转换为机械能。可实现在任一工作节拍内，A.B两相绕组同时供电，两相永磁开关磁阻电机所有定转子磁极间产生的电磁转矩为拖动转矩。
即：
两相相绕组分别采用IGBT或者MOSFET单相H桥独立且同时供电前A1与N1对齐。
两相相绕组分别采用IGBT或者MOSFET单相H桥独立且同时供电时，若转子顺时针方向旋转，则定子磁极和转子磁极的位置关系按如下4个节拍重复顺序出现：
第一节拍中A1与N1对齐，A相流过正电流，B相流过负电流，A相的T1，T4导通，A相的T2，T3关断，B相的T6，T7导通，B相的T5，T8关断；
第二节拍中B1与N1对齐，A相流过正电流，B相流过正电流，A相的T1，T4导通，A相的T2，T3关断，B相的T5，T8导通，B相的T6，T7关断；
第三节拍中A1与S2对齐，A相流过负电流，B相流过正电流，A相的T2，T3导通，A相的T1，T4关断，B相的T5，T8导通，B相的T6，T7关断；
第四节拍中B1与S2对齐，A相流过负电流，B相流过负电流，A相的T2，T3导通，A相的T1，T4关断，B相的T6，T7导通，B相的T5，T8关断。
表1
如图6至图8所示，A相的A1和A3的定子磁极绕组正向绕制，A2和A4的定子磁极绕组反向绕制；同理，B相的B1和B3的定子磁极绕组正向绕制，B2和B4的定子磁极绕组反向绕制。A相定子磁极绕组首端用a1，a2，a3，a4表示，末端用x1，x2，x3，x4符号表示，B相定子磁极绕组首端用b1，b2，b3，b4表示，末端用y1，y2，y3，y4符号表示。定子磁极绕组的同名端用“*”表示。AX是A相绕组，从A端流入，X端流出的电流为正电流(+IA),反之为负电流(-IA)。BY是B相绕组，从B端流入，Y端流出的电流为正电流(+IB)，反之为负电流(-IB)。N1、S1、N2、S2既是转子磁极编号也代表了磁极极性。同相各定子磁极绕组按照前一级定子磁极绕组末端连接后一级定子磁极绕组的首端，构成相绕组(AX，BY)。如图8所示，AX相绕组和BX相绕组分别由单相IGBT(或MOSFETH)桥独立供电，根据A、B两相双极性转子位置的信息和表1所示的电流换相表中的换相电流规律，实现两相绕组同时供电，且能保证电机在任一工作节拍内所有定转子磁极间产生的电磁力矩为同转速方向的拖动转矩。电机运行效率高，功率密度大。
5)定子铁芯为凸极定子铁芯。
6)采用A相双极性位置传感器，B相双极性位置传感器检测转子磁极位置。
7)定子还包括定子槽口。
定子磁极的极弧角等于定子槽口的极弧角。
定子磁极的极弧角等于定子的极距角的一半。
2、转子
转子包括转子铁芯，转子铁芯中的转子磁极，转子轭，永磁体，转子轴，前压板，后压板。
转子的具体结构有如下两种：
第一种：转子包括转子铁芯，转子铁芯中的转子磁极，转子轭，永磁体，转子轴，前压板，后压板。
转子轴为非导磁的金属材料加工而成。
例如，非导磁的金属材料为非导磁的不锈钢。
前压板、后压板由钢制作而成。
第二种：转子包括转子铁芯，转子铁芯中的转子磁极，转子轭，永磁体，转子轴，前压板，后压板，隔磁衬套。
隔磁衬套、前压板、后压板均由非导磁的金属材料加工而成。
例如，非导磁的金属材料为非导磁的不锈钢。
即如果转子轴用不导磁的不锈钢制作，此时可以取消隔磁衬套，前压板和后压板均用普通钢制作而成。否则，转子包括隔磁衬套，隔磁衬套、前压板、后压板均由非导磁的金属材料加工而成。
无论第一种结构还是第二种结构，均具有：
1)转子铁芯为凸极转子铁芯。
2)定子的极数是转子的极数的两倍。
3)转子铁芯由硅钢片制作而成。
4)永磁体由高磁通密度，高磁能积的稀土永磁材料经厚度方向充磁后，按相邻永磁体极性N对N，S对S的规则嵌入转子轭中。
5)磁化后的转子磁极呈现N.S.N.S……交叉对称分布。
6)转子磁极由圆弧段和锯齿斜坡段组成。
圆弧段的圆心角φ1(机械角)等于锯齿斜坡段的圆心角φ2，即φ1＝φ2。
转子磁极总的弧度角(φ1+φ2)是定子磁极的极弧角两倍，并且等于定子的极距角τ，即φ1+φ2＝τ。
其中，τ为定子的极距角。
锯齿斜坡段BC由三级锯齿构成。
三级锯齿间的齿距为
C点为转子磁极的最低点。
B点为与C点满足预设关系的点。
预设关系为B点与C点的齿高落差为0.2毫米。
即转子磁极锯齿斜坡段B点至C点径向落差为0.6mm，BC段以齿高落差0.2mm，齿距的角度构成，各齿尖形成直线斜坡如图3所示。即转子磁极总的圆弧度宽是定子磁极弧宽的两倍。
RH是转子轭圆弧半径，RC是转子锯齿斜坡段C点圆弧半径。
7)前压板包括定位销，后压板包括定位销，转子铁芯包括定位孔。
隔磁衬套紧固套装在转子轴上。
前压板的定位销和后压板的定位销与转子铁芯的定位孔对齐。
转子铁芯和永磁体均位于隔磁衬套上。
前压板和后压板通过紧固螺帽进行旋进拧紧，以便将转子铁芯、永磁体、转子轴及隔磁衬套装配成整体转子。
例如，转子铁芯用硅钢片冲压成型后，先用铆钉紧固的方法装配成单个磁极铁芯体，然后再按图4所示进行转子装配，隔磁衬套紧固套装在转子轴上，前压板和后压板均用不导磁的不锈钢制作，如图5所示，装配过程中前后压板的定位销(图5中未示出)与转子磁极铁芯体的定位孔(图5中未示出)对齐，转子磁极铁芯和永磁体均位于隔磁衬套上，利用前后压板和紧固螺帽旋进拧紧作用，将转子磁极铁芯、永磁体、转子轴及隔磁衬套装配成整体转子。
参见图10至图13所示的工作节拍，结合表1所示的电流换相表中的换相规律，本实施例提供的两相永磁开关磁阻电机机理和工作过程如下：
设本实施例提供的两相永磁开关磁阻电机在停止状态下，其结构如图10所示，此时，定子磁极A1与转子磁极N1，即A1N1定转子磁极对齐，根据转子磁极中锯齿斜坡段所处位置，本实施例提供的两相永磁开关磁阻电机只能顺时针方向旋转。
根据表1所示的电流换相表并结合功率电路图9给本实施例提供的两相永磁开关磁阻电机供电：
第一节拍：参见图10，图10中A1N1已对齐，两相永磁开关磁阻电机顺时针方向旋转，在图9功率电路图中，触发T1，T4两功率管导通，A相绕组流过正电流(+IA)，与此同时，触发T6，T7两功率管导通，B相绕组流过负电流(-IB)，在图10中已标出各相绕组中的电流方向(⊕表示电流流进，⊙表示电流流出)，根据右手螺旋定则和电磁力定律可知：
(1)B相定子磁极B1和B3为S极性，且分别对转子磁极N1和N2产生顺时针方向的电磁吸引力；定子磁极B2和B4为N极性，且分别对转子磁极S1和S2产生顺时针方向的电磁吸引力。
(2)与此同时，A相定子磁极A1和A3为N极性，且分别与转子磁极N1和N2同极性对齐，定子磁极A2和A4为S极性，且分别与转子磁极S1和S2同极性对齐，在受力不平衡的转子旋转体中，A相四个磁极A1对N1，A2对S1，A3对N2，A4对S2分别产生顺时针方向同极性排斥的电磁力，两相永磁开关磁阻电机全部定转子磁极间产生同方向的电磁力，共同形成拖动电磁转矩，电机转子顺时针方向旋转，直到B相定子磁极B1与N1对齐为止(此时转子已转过定子的极距角τ，τ单位为度)，如图11所示，当B1N1对齐后，B相双极性位置传感器发出电流换相信息，关断T1，T4和T6，T7功率管，进入第二节拍。
第二节拍：定子磁极、转子磁极在图11所示位置上，此时定子磁极B1与转子磁极N1对齐，即B1N1对齐。结合图9功率电路图，触发T1，T4两功率管导通，A相绕组供正电流(+IA)，与此同时，触发T5和T8两管导通，B相绕组供正电流(+IB)，在图11中已标出各相绕组中的电流方向，根据右手螺旋定则和电磁力定律可知：
(1)A相定子磁极A1和A3为N极性，且分别对转子磁极S2和S1产生顺时针方向的电磁吸引力；定子磁极A2和A4为S磁极性，且分别对转子磁极N1和N2产生顺时针方向的电磁吸引力。
(2)与此同时，B相定子磁极B1和B3为N极性，且分别与转子磁极N1和N2同极性地对齐，定子磁极B2和B4为S极性，且分别与转子磁极S1和S2同极性地对齐，在受力不平衡的转子旋转体中，B相四个定子磁极B1对N1，B2对S1，B3对N2，B4对S2分别产生顺时针方向同极性排斥的电磁力，两相永磁开关磁阻电机全部定转子磁极间产生同方向的电磁力，共同形成拖动电磁转矩，两相永磁开关磁阻电机转子顺时针方向旋转，直到A相定子磁极A1与转子磁极S2对齐为止(此时转子再一次转过一个定子的极距角τ)，如图12所示，当A1S2对齐后，A相双极性位置传感器发出电流换相信息，关断T1，T4和T5，T8功率管，进入第三节拍。
第三节拍：定子磁极、转子磁极在图12所示位置上，此时定子磁极A1与转子磁极S2对齐。在图9功率电路图中，触发T2和T3两功率管导通，A相绕组供负电流(-IA)，与此同时，触发T5和T8两管导通，B相绕组供正电流(+IB)，在图12中已标出各相绕组中的电流方向，根据右手螺旋定则和电磁力定律可知：
(1)B相定子磁极B1和B3为N磁极性，且分别对转子磁极S2和S1产生顺时针方向的电磁吸引力；定子磁极B2和B4为S磁极性，且分别对转子磁极N1和N2产生顺时针方向的电磁吸引力。
(2)与此同时，A相定子磁极A1和A3为S极性，且分别与转子磁极S2和S1同磁极性地对齐，定子磁极A2和A4为N极性，且分别与转子磁极N1和N2同极性地对齐，在受力不平衡的转子旋转体中，A相四个定子磁极A1对S2，A2对N1，A3对S1，A4对N2分别产生顺时针方向同极性排斥电磁力，在此节拍内，全部定转子磁极间产生同方向的电磁力，共同形成拖动电磁转矩，两相永磁开关磁阻电机转子顺时针方向旋转，直到B相定子磁极B1与转子磁极S2对齐为止(此时转子又一次转过定子的极距角τ)，如图13所示，当B1S2对齐后，B相双极性位置传感器发出电流换相信号，关断T2，T3和T5，T8四个功率管，进入第四节拍。
第四节拍：定子磁极、转子磁极在图13所示位置上，此时定子磁极B1与转子磁极S2对齐，即B1S2对齐。在图9功率电路图中，触发T2和T3两功率管导通，A相绕组供负电流(-IA)，与此同时，触发T6和T7两管导通，B相绕组供负电流(-IB)，在图13中已标出各相绕组中的电流方向，根据右手螺旋定则和电磁力定律可知：
(1)A相定子磁极A1和A3为S磁极性，且分别对转子磁极N2和N1产生顺时针方向的电磁吸引力；定子磁极A2和A4为N磁极性，且分别与转子磁极S1和S2产生顺时针方向的电磁吸引力。
(2)与此同时，B相定子磁极B1和B3为S极性，且分别与转子磁极S2和S1同磁极性地对齐，B2和B4为N极性，且分别与转子磁极N1和N2同磁极性地对齐，在受力不平衡的转子旋转体中，B相四个定子磁极，B1对S2，B2对N1，B3对S1，B4对N2分别产生顺时针方向同极性的排斥电磁力，两相永磁开关磁阻电机全部定转子磁极间产生同方向的电磁力，共同形成拖动电磁转矩，两相永磁开关磁阻电机转子顺时针方向旋转，直到A相定子磁极A1与转子磁极N2对齐为止(此时转子又一次转过定子的极距角τ)，当A1N2对齐后，A相位置传感器发出换相信号，关断功率电路中的导通管管(T2，T3，T6，T7)，进入下一节拍。
当两相永磁开关磁阻电机完成第四节拍后，定子磁极、转子磁极所处位置回到了图10所示的状态，唯一不同的是定子磁极A1与对齐的转子磁极的极序号发生了变化，其磁极性没有变化，所以后续电流换相规律是依次从第一节拍至第四节拍的重复循环过程，周而复始，两相永磁开关磁阻电机将电能转换为机械能，带动生产负载而做功。
本实施例提供的两相永磁开关磁阻电机的转子铁芯磁轭中嵌入厚度方向充磁的高磁能积永磁体，磁化后的转子磁极呈N、S、N、S……均匀交叉分布于转子铁芯上，磁能量大，利用率高。
另外，本实施例提供的两相永磁开关磁阻电机包括一个由圆弧段和锯齿斜坡段构成的转子磁极，转子磁极总弧度角φ1+φ2等于定子的极距角τ，使得两相开关磁阻电机具有起动能力和起动后的加速能力。
另外，本实施例提供的两相永磁开关磁阻电机的定子磁极数是转子磁极数的两倍，两相绕组独立供电励磁后，定子磁极极性按N、N、S、S、N、N、S、S……分布。使各个转子磁极的锯齿斜坡段与定子磁极产生电磁吸引力，圆弧段与定子磁极产生同方向排斥力。
另外，依据表1所示的电流换相表的规律进行电流换相，能保证在任一工作节拍内任一瞬时，由本实施例提供的两相永磁开关磁阻电机所有定转子磁极间的电磁作用而形成的电磁转矩是拖动转矩，电机的电磁机构得到充分利用，实现高效，高功率密度，将电能转换为机械能。
另外，本实施例提供的两相永磁开关磁阻电机是单方向旋转电机。转子磁极的锯齿斜坡段所处位置确定了电机的转速方向。适用于所有定子磁极数是偶数转子磁极的两倍的两相永磁开关磁阻电机。
本实施例提供的两相永磁开关磁阻电机为采用由圆弧段和锯齿斜坡段两段式转子磁极的两相开关磁阻电机，能有效地解决自起动能力的问题和减少甚至消除转矩死区，提高电机的性能。在转子磁轭中合理地嵌入高磁能积的永磁体，两相永磁开关磁阻电机在工作中，由定子励磁磁场和转子永磁磁场共同产生电磁转矩，克服了普通开关磁阻电机单边励磁工作带来的诸多不足，较大幅度地提高了电机效率和功率密度，与此同时，在很多工业应用场合，其负载只允许单方向运行，典型应用负载如风机、水泵类负载，本实用新型的永磁两相开关磁阻电机，专用于此类负载，其效率和功率密度比可逆旋转同类电机更高、性能更好。
本实施例提供的两相永磁开关磁阻电机为适用于风机水泵负载下转子轭向磁化两相永磁开关磁阻电机。
本实施例提供的两相永磁开关磁阻电机的定子包括定子铁芯，定子铁芯中的定子轭，定子磁极，定子磁极绕组，A相双极性位置传感器，B相双极性位置传感器；转子包括转子铁芯，转子铁芯中的转子磁极，转子轭，永磁体，转子轴，前压板，后压板；定子磁极数是转子磁极数的两倍；定子磁极均匀分布在定子内圆周上，克服了普通开关磁阻电机单边励磁工作带来的诸多不足，提高了电机效率和功率密度。
需要明确的是，本实用新型并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知结构的详细描述。但是，本实用新型的结构并不限于所描述和示出的结构，本领域的技术人员可以在领会本实用新型的精神后，作出各种改变、修改和添加。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种两相永磁开关磁阻电机，其特征在于，所述两相永磁开关磁阻电机包括：定子和转子；
所述定子包括定子铁芯，定子铁芯中的定子轭，定子磁极，定子磁极绕组，A相双极性位置传感器，B相双极性位置传感器；
所述转子包括转子铁芯，转子铁芯中的转子磁极，转子轭，永磁体，转子轴，前压板，后压板；
所述定子磁极数是所述转子磁极数的两倍；
所述定子磁极均匀分布在定子内圆周上。
2.根据权利要求1所述的两相永磁开关磁阻电机，其特征在于，所述转子轴为非导磁的金属材料加工而成；
所述前压板、所述后压板由钢制作而成。
3.根据权利要求1所述的两相永磁开关磁阻电机，其特征在于，所述转子还包括：隔磁衬套；
所述隔磁衬套、所述前压板、所述后压板均由非导磁的金属材料加工而成。
4.根据权利要求2或3所述的两相永磁开关磁阻电机，其特征在于，所述定子铁芯、所述转子铁芯均由硅钢片制作而成；
所述定子铁芯为凸极定子铁芯；
所述转子铁芯为凸极转子铁芯；
所述非导磁的金属材料为非导磁的不锈钢；
所述永磁体由稀土永磁材料经厚度方向充磁后，按相邻永磁体极性N对N，S对S的规则嵌入所述转子轭中；
磁化后的转子磁极呈现N.S.N.S交叉对称分布。
5.根据权利要求4所述的两相永磁开关磁阻电机，其特征在于，所述定子磁极上绕制定子磁极绕组，且同相相邻的定子磁极上的定子磁极绕组绕制方向相反；
所属同一相的定子磁极绕组组成相绕组，最终形成两相绕组；
所述定子磁极按A.B.A.B均匀交叉分配给两相相绕组的A相和B相，其中，A，B均为相标识；
两相相绕组分别采用IGBT或者MOSFET单相H桥独立且同时供电。
6.根据权利要求5所述的两相永磁开关磁阻电机，其特征在于，
A相包括定子磁极A1，A2，A3，A4；
B相包括定子磁极B1，B2，B3，B4；
A1和A3的定子磁极绕组正向绕制，A2和A4的定子磁极绕组反向绕制；
B1和B3的定子磁极绕组正向绕制，B2和B4的定子磁极绕组反向绕制；
A相对应的H桥包括T1功率管，T2功率管，T3功率管，T4功率管；
B相对应的H桥包括T5功率管，T6功率管，T7功率管，T8功率管；
转子磁极包括N1，S1，N2，S2；
两相相绕组分别采用IGBT或者MOSFET单相H桥独立且同时供电前A1与N1对齐；
两相相绕组分别采用IGBT或者MOSFET单相H桥独立且同时供电时，若转子顺时针方向旋转，则定子磁极和转子磁极的位置关系按如下4个节拍重复顺序出现：
第一节拍中A1与N1对齐，A相流过正电流，B相流过负电流，A相的T1，T4导通，A相的T2，T3关断，B相的T6，T7导通，B相的T5，T8关断；
第二节拍中B1与N1对齐，A相流过正电流，B相流过正电流，A相的T1，T4导通，A相的T2，T3关断，B相的T5，T8导通，B相的T6，T7关断；
第三节拍中A1与S2对齐，A相流过负电流，B相流过正电流，A相的T2，T3导通，A相的T1，T4关断，B相的T5，T8导通，B相的T6，T7关断；
第四节拍中B1与S2对齐，A相流过负电流，B相流过负电流，A相的T2，T3导通，A相的T1，T4关断，B相的T6，T7导通，B相的T5，T8关断。
7.根据权利要求1所述的两相永磁开关磁阻电机，其特征在于，所述定子还包括定子槽口；
所述定子磁极的极弧角等于所述定子槽口的极弧角；
所述定子磁极的极弧角等于定子的极距角的一半。
8.根据权利要求1所述的两相永磁开关磁阻电机，其特征在于，所述转子磁极由圆弧段和锯齿斜坡段组成；
所述圆弧段的圆心角φ1等于所述锯齿斜坡段的圆心角φ2；
φ1+φ2＝τ；
所述τ为定子的极距角。
9.根据权利要求8所述的两相永磁开关磁阻电机，其特征在于，所述锯齿斜坡段BC由三级锯齿构成；
三级锯齿间的齿距为
C点为所述转子磁极的最低点；
B点为与C点满足预设关系的点；
所述预设关系为B点与C点的齿高落差为0.2毫米。
10.根据权利要求4所述的两相永磁开关磁阻电机，其特征在于，所述前压板包括定位销，所述后压板包括定位销，所述转子铁芯包括定位孔；
所述隔磁衬套紧固套装在所述转子轴上；
所述前压板的定位销和所述后压板的定位销与转子铁芯的定位孔对齐；
所述转子铁芯和所述永磁体均位于所述隔磁衬套上；
所述前压板和所述后压板通过紧固螺帽进行旋进拧紧，以便将所述转子铁芯、所述永磁体、所述转子轴及所述隔磁衬套装配成整体转子。
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| CN201920246725.7U CN209267286U (zh) | 2019-02-27 | 2019-02-27 | 两相永磁开关磁阻电机 |
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| CN201920246725.7U CN209267286U (zh) | 2019-02-27 | 2019-02-27 | 两相永磁开关磁阻电机 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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2019
- 2019-02-27 CN CN201920246725.7U patent/CN209267286U/zh active Active
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| GR01 | Patent grant | ||
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Denomination of utility model: Two-phase permanent magnet switched reluctance motor Effective date of registration: 20220803 Granted publication date: 20190816 Pledgee: Bank of Changsha Limited by Share Ltd. science and Technology Branch Pledgor: CHANGSHA SONNEPOWER TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2022430000067 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
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Date of cancellation: 20231030 Granted publication date: 20190816 Pledgee: Bank of Changsha Limited by Share Ltd. science and Technology Branch Pledgor: CHANGSHA SONNEPOWER TECHNOLOGY CO.,LTD. Registration number: Y2022430000067 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |