CN213693250U - 一种复合式开关磁阻电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机技术领域，具体的说是一种复合式开关磁阻电机，包括电机外壳，所述电机外壳内壁设置有定子铁芯凸极，所述定子铁芯凸极上均安装有线圈，所述电机外壳两端中心处分别通过轴承转动安装有转轴，所述转轴上固定有转子，所述转子的外壁上设置有转子铁芯凸极，所述转子铁芯凸极数量为偶数，所述定子铁芯凸极数量为转子铁芯凸极数量的两倍，所述转子铁芯凸极和定子铁芯凸极都设置有两组，两组转子铁芯凸极同轴同角度安装，并且间隔安装，两组定子铁芯凸极之间同轴径向交错安装；本实用新型采用新的结构，极大地提高了电机功率密度，降低了震动和噪音。

Description

一种复合式开关磁阻电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种复合式开关磁阻电机。

背景技术

开关磁阻电机是根据磁阻最小路径闭合原理，利用定转子磁极之间的环向电磁拉力牵引转子旋转。目前，现有技术中定子铁芯凸极和转子铁芯凸极仅设置有1组，并且定子铁芯凸极数量与转子铁芯凸极数量一般设置数量差值，这样就导致转子铁芯凸极做功数受局限，不能全部同时做功，现有磁阻电机普遍存在两个问题，一是功率密度较低，二是噪音较大，其中噪音较大的原因学术界一般认为是由于转子在转动的过程中向心拉力导致定子铁芯径向形变产生，经过申请人多次试验证明，该原因存在缺陷，最主要的原因为逆向拉力导致输出扭矩波动大产生，因此需要有针对性地对磁阻电机的结构进行一定的创新改进以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种复合式开关磁阻电机，可以有效提高磁阻电机的功率密度，并且减少噪音。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种复合式开关磁阻电机，包括电机外壳，所述电机外壳内壁设置有定子铁芯凸极，所述定子铁芯凸极上均安装有线圈，所述电机外壳两端中心处分别通过轴承转动安装有转轴，所述转轴上固定有转子，所述转子的外壁上设置有转子铁芯凸极，所述转子铁芯凸极数量为偶数，所述定子铁芯凸极数量为转子铁芯凸极数量的两倍。

作为优选，所述转子铁芯凸极设置有两组，同轴同角度安装，并且间隔安装，所述定子铁芯凸极设置为两组，两组所述定子铁芯凸极之间同轴径向交错安装，交错角度为对应铁芯凸极间隔1/2位置，两组定子铁芯凸极之间间隔安装。

作为优选，所述电机外壳的中部还等间隔安装有四个霍尔传感器，所述线圈和四个霍尔传感器均通过导线连接于开关控制盒，所述开关控制盒安装在电机外壳外部。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型通过对转子铁芯凸极和定子铁芯凸极数量的配置以及安装方式的设置，两组转子铁芯凸极和两组定子铁芯凸极，联合协同做功，极大的提高了磁阻电机的功率密度，降低了磁阻电机运行过程中的噪音。

附图说明

图1为本实用新型一种复合式开关磁阻电机的整体结构示意图；

图2为本实用新型一种复合式开关磁阻电机的电机外壳结构示意图；

图3为本实用新型一种复合式开关磁阻电机的转子结构示意图；

图4为本实用新型一种复合式开关磁阻电机的定子铁芯凸极分布规律示意图。

图中：1、电机外壳；101、定子铁芯凸极；2、转轴；3、轴承；4、转子； 401、转子铁芯凸极；5、开关控制盒；6、霍尔传感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1-4所示，一种复合式开关磁阻电机，包括电机外壳1，所述电机外壳1内壁设置有定子铁芯凸极101，所述定子铁芯凸极101上均安装有线圈，所述电机外壳1两端中心处分别通过轴承3转动安装有转轴2，所述转轴2上固定有转子4，所述转子4的外壁上设置有转子铁芯凸极401，所述转子铁芯凸极401数量为偶数，所述定子铁芯凸极101数量为转子铁芯凸极401数量的两倍，本实施例中最优选的是每组转子铁芯凸极401数量为4个，每组定子铁芯凸极101数量为8个，所述转子铁芯凸极401设置有两组，同轴同角度安装，并且间隔安装，所述定子铁芯凸极101设置为两组，两组所述定子铁芯凸极101之间同轴径向交错安装，交错角度为对应铁芯凸极间隔1/2位置，两组定子铁芯凸极101之间间隔安装。所述电机外壳1的中部还等间隔安装有四个霍尔传感器6，线圈和四个霍尔传感器6均通过导线连接于开关控制盒5，所述开关控制盒5安装在电机外壳1外部。

实施例2：

如图1-4所示，一种复合式开关磁阻电机，包括电机外壳1，所述电机外壳1内壁设置有定子铁芯凸极101，所述定子铁芯凸极101上均安装有线圈，所述电机外壳1两端中心处分别通过轴承3转动安装有转轴2，所述转轴2上固定有转子4，所述转子4的外壁上设置有转子铁芯凸极401，所述转子铁芯凸极401数量为偶数，所述定子铁芯凸极101数量为转子铁芯凸极401数量的两倍，本实施例中最优选的是每组转子铁芯凸极401数量为6个，每组定子铁芯凸极101数量为12个，所述转子铁芯凸极401设置有两组，同轴同角度安装，并且间隔安装，所述定子铁芯凸极101设置为两组，两组所述定子铁芯凸极101之间同轴径向交错安装，交错角度为对应铁芯凸极间隔1/2位置，两组定子铁芯凸极101之间间隔安装。所述电机外壳1的中部还等间隔安装有四个霍尔传感器6，线圈和四个霍尔传感器6均通过导线连接于开关控制盒5，所述开关控制盒5安装在电机外壳1外部。

实施例3：

如图1-4所示，一种复合式开关磁阻电机，包括电机外壳1，所述电机外壳1内壁设置有定子铁芯凸极101，所述定子铁芯凸极101上均安装有线圈，所述电机外壳1两端中心处分别通过轴承3转动安装有转轴2，所述转轴2上固定有转子4，所述转子4的外壁上设置有转子铁芯凸极401，所述转子铁芯凸极401数量为偶数，所述定子铁芯凸极101数量为转子铁芯凸极401数量的两倍，本实施例中最优选的是每组转子铁芯凸极401数量为8个，每组定子铁芯凸极101数量为16个，所述转子铁芯凸极401设置有两组，同轴同角度安装，并且间隔安装，所述定子铁芯凸极101设置为两组，两组所述定子铁芯凸极101之间同轴径向交错安装，交错角度为对应铁芯凸极间隔1/2位置，两组定子铁芯凸极101之间间隔安装。所述电机外壳1的中部还等间隔安装有四个霍尔传感器6，线圈和四个霍尔传感器6均通过导线连接于开关控制盒5，所述开关控制盒5安装在电机外壳1外部。

上述实施例1-3中，采用两套定转子铁芯组合，定子错开磁极角度安装，转子凸极数为大于等于2的偶数，即一对以上无奇数，定子磁极数为转子磁极数的倍数，设定合理断开线圈电源角度，增加了转子做功磁极数，降低了输出扭矩波动，从而降低了电机运行时的噪音，同时提高了电机功率密度。

需要说明的是，两组定子铁芯凸极101之间间隔设置，两组定子铁芯凸极101之间同轴径向交错安装，每组定子铁芯凸极101有两组线圈，分别为 A1、A2和B1、B2，运行时，每次导通一组，按照A1—B1—A2—B2顺序循环进行，交错角度为对应铁芯凸极间隔1/2位置，两组转子铁芯凸极401同轴同角度安装，并且间隔安装，线圈导通产生的磁拉力，与下一组到通的定子线圈产生的磁拉力有部分重叠。当转子铁芯凸极401前角到达A1定子铁芯凸极1/2处时，A1定子铁芯凸极的线圈切断，B1定子铁芯凸极的线圈导通，A1 定子铁芯凸极的线圈自感电动势产生的电磁力继续牵引转子铁芯凸极401，与 B1定子铁芯凸极的线圈产生的电磁力牵引另一个转子铁芯凸极401，同轴合并产生叠加转矩，加大了输出转矩，同时保持了输出转矩的连贯性和平稳性，降低了电机运行时的震动和噪音，使得两组定子铁芯凸极101能够在交替通电后对转子铁芯凸极401提供磁力吸引，提高了功率密度。

该复合式开关磁阻电机的工作原理：

缠绕在定子铁芯凸极101上的定子线圈交替导通，导通顺序为A1-B1-A2-B2-A1……。按运转方向，当转子铁芯凸极401前角到达A1定子铁芯凸极的1/2处时，A1定子铁芯凸极的线圈切断，B1定子铁芯凸极的线圈导通，A1定子铁芯凸极的线圈自感电动势产生的电磁力继续牵引转子铁芯凸极 401，与B1定子铁芯凸极的线圈产生的电磁力牵引另一个转子铁芯凸极401，同轴合并产生倍数转矩，拉动转子继续旋转；当转子铁芯凸极401前角到达B1定子铁芯凸极1/2处时，B1定子铁芯凸极线圈切断，A2定子铁芯凸极的线圈导通，B1定子铁芯凸极的线圈自感电动势产生的电磁力继续牵引转子铁芯凸极401，与A2定子铁芯凸极产生的电磁力牵引转子铁芯凸极401，同轴产生倍数转矩，拉动转子4继续旋转。当转子铁芯凸极401运转到A2定子铁芯凸极的1/2时，运行环节与以上环节相同，如此往复，周而复始。

需要说明的是，霍尔传感器6具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种复合式开关磁阻电机，包括电机外壳(1)，所述电机外壳(1)内壁设置有定子铁芯凸极(101)，所述定子铁芯凸极(101)上均安装有线圈，所述电机外壳(1)两端中心处分别通过轴承(3)转动安装有转轴(2)，所述转轴(2)上固定有转子(4)，所述转子(4)的外壁上设置有转子铁芯凸极(401)，其特征在于：所述转子铁芯凸极(401)数量为偶数，所述定子铁芯凸极(101)数量为转子铁芯凸极(401)数量的两倍。

2.根据权利要求1所述的一种复合式开关磁阻电机，其特征在于，所述转子铁芯凸极(401)设置有两组，同轴同角度安装，并且间隔安装，所述定子铁芯凸极(101)设置为两组，两组所述定子铁芯凸极(101)之间同轴径向交错安装，交错角度为对应铁芯凸极间隔1/2位置，两组定子铁芯凸极(101)之间间隔安装。

3.根据权利要求1所述的一种复合式开关磁阻电机，其特征在于：所述电机外壳(1)的中部还等间隔安装有四个霍尔传感器(6)，线圈和四个霍尔传感器(6)均通过导线连接于开关控制盒(5)，所述开关控制盒(5)安装在电机外壳(1)外部。

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