CN216290372U - 多极对开关磁阻电机 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种多极对开关磁阻电机，包括转子组件和定子组件；所述转子组件包括转子，所述转子内部具有空腔；所述转子包括多个转子磁极；所述定子组件包括定子，所述定子与所述转子同轴地设置于所述空腔中；所述定子包括多个定子磁极，所述定子磁极的数量大于所述转子磁极的数量。本申请提供的多极对开关磁阻电机，通过增加定子磁极的数量，使得定子磁极与转子磁极之间的轴线距离减小，磁通密度和转矩密度增大，减少了转矩波动，提升了平稳性，大大降低了开关磁阻电机运行时的噪音；相对于传统开关磁阻电机，在同样大小的外形尺寸情况下，功率密度得到了显著增强，大大提高了开关磁阻电机的运行效率。

Description

多极对开关磁阻电机

技术领域

本申请属于开关磁阻电机技术领域，更具体地说，是涉及一种多极对开关磁阻电机。

背景技术

开关磁阻电机是一种新型调速电机，是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的最新一代调速系统。开关磁阻电机的结构简单坚固，调速范围宽，系统可靠性高，广泛应用于家用电器、航空、航天、电子、机械及电动车辆等各个领域。

然而，传统的开关磁阻电机普遍存在转矩密度小、运行平稳性差、容易产生噪音等技术问题。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种多极对开关磁阻电机，以解决现有技术中存在的开关磁阻电机转矩密度小、运行平稳性差以及容易产生噪音的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种多极对开关磁阻电机，包括转子组件和定子组件；所述转子组件包括转子，所述转子内部具有空腔；所述转子包括多个转子磁极；所述定子组件包括定子，所述定子与所述转子同轴地设置于所述空腔中；所述定子包括多个定子磁极，所述定子磁极的数量大于所述转子磁极的数量。

可选地，所述定子还包括定子本体和多个连接臂；多个所述连接臂沿着所述定子本体的圆周方向间距设置；所述连接臂的第一端与所述定子本体连接，所述连接臂的第二端与多个间距设置的所述定子磁极连接。

可选地，所述转子组件还包括转子壳体和电机轴；所述转子壳体包覆于所述转子外部，并与所述转子同轴设置；所述电机轴同轴穿设于所述定子内部，并一端伸出定子与所述转子壳体连接。

可选地，所述定子组件还包括定子轴，所述定子同轴套设于所述定子轴外部，并与所述定子轴固定连接；所述定子轴为空心的阶梯轴，所述定子轴套设于所述电机轴外部，并与所述电机轴可转动地连接。

可选地，所述多极对开关磁阻电机还包括第一轴承和第二轴承；所述第一轴承的内圈与所述电机轴的第一端固定连接，所述第一轴承的外圈与所述定子轴的内孔壁固定连接；所述第二轴承的内圈与所述电机轴的第二端固定连接，所述第二轴承的外圈与所述定子轴的内孔壁固定连接，用于减少电机轴转动时的摩擦力。

可选地，所述多极对开关磁阻电机还包括编码器；所述编码器安装在所述定子组件上，并靠近所述转子组件，用于识别所述转子的位置和转速，以便于实现开关磁阻电机的智能化控制。

可选地，所述编码器包括磁环和编码器读头；所述磁环套设在所述电机轴上，所述编码器读头设置在所述定子轴的端面上，并靠近且朝向所述磁环，用于读取所述磁环的信息。

可选地，所述多极对开关磁阻电机还包括编码器防护盖；所述编码器防护盖罩设在所述编码器外围，并与所述定子轴的端面连接，用于保护所述多极对开关磁阻电机。

可选地，所述编码器防护盖上开设有通孔，所述电机轴穿过所述通孔，与所述编码器防护盖活动连接。

可选地，所述多极对开关磁阻电机还包括第三轴承；所述第三轴承的内圈与所述电机轴连接；所述第三轴承的外圈与所述编码器防护盖连接。

本申请提供的多极对开关磁阻电机的有益效果在于：与现有技术相比，本申请多极对开关磁阻电机，通过增加定子磁极的数量，使得定子磁极与转子磁极之间的轴线距离减小，磁通密度和转矩密度增大，减少了转矩波动，提升了平稳性，大大降低了开关磁阻电机运行时的噪音；相对于传统开关磁阻电机，在同样大小的外形尺寸情况下，功率密度得到了显著增强，大大提高了开关磁阻电机的运行效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种多极对开关磁阻电机的立体的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种多极对开关磁阻电机的主视结构示意图；

图3为沿图2中A-A线的剖视结构图；

图4为沿图2中B-B线的剖视结构图；

图5为图3中C局部放大示意图；

图6为本申请实施例提供的一种多极对开关磁阻电机的定子轴结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1-转子组件；11-转子；111-转子磁极；12-转子壳体；13-电机轴；

2-定子组件；21-定子；211-定子磁极；212-定子本体；213-连接臂；22-定子轴；221-大轴；222-小轴；

3-第一轴承；

4-第二轴承；

5-编码器；51-磁环；52-编码器读头；

6-编码器防护盖；

7-第三轴承。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1-图6，现对本申请实施例提供的多极对开关磁阻电机进行说明。所述多极对开关磁阻电机，包括转子组件1和定子组件2；转子组件1包括转子11，转子11的内部具有空腔；转子11包括多个沿圆周方向间距分布的转子磁极111；定子组件2包括定子21，定子21与转子11同轴设置于空腔中；定子21包括多个沿圆周方向间距分布的定子磁极211，定子磁极211的数量大于转子磁极111的数量。

本申请提供的多极对开关磁阻电机，与现有技术相比，本申请通过增加定子磁极211的数量，使得定子磁极211与转子磁极111之间的轴线距离减小，开关磁阻电机的磁通密度和转矩密度增大，减少了转矩波动，提升了平稳性，大大降低了开关磁阻电机运行时的噪音；相对于传统开关磁阻电机，在同样大小的外形尺寸情况下，功率密度得到了显著增强，大大提高了开关磁阻电机的运行效率。

在本申请一个实施例中，请一并参阅图4和图5，定子21还包括定子本体212和多个连接臂213；多个连接臂213沿着定子本体212的圆周方向间距设置；连接臂213的第一端与定子本体212连接，连接臂213的第二端与多个间距设置的定子磁极211连接。定子磁极211上绕有线圈(未图示)；每个连接臂213的第二端连接定子磁极211的数量为三个，三个定子磁极211在连接臂213的第二端呈“山”字形。可以理解的是，每个连接臂213的第二端连接定子磁极211的数量也不局限于三个，定子磁极211的数量还可以是四个、五个，甚至更多。

本实施例，通过在每个连接臂213的第二端设置多个定子磁极211的数量，增大了相邻两个连接臂213之间的间距，提高了空间利用率，不仅能够满足增加定子磁极211的数量需求，而且也方便在定子磁极211的绕线端进行线圈绕线。而传统的开关磁阻电机，一般一个连接臂213就只对应一个定子磁极211，要增加定子磁极211的数量，就要对应增加连接臂213的数量，定子磁极211数量越多，相邻两个连接臂213之间的间距就越小，线圈绕线就越困难，复杂程度也越高。

在本申请一个实施例中，请一并参阅图3和图4，转子组件1还包括转子壳体12和电机轴13；转子壳体12包覆于转子11的外部，并与转子11同轴设置；电机轴13同轴穿设于定子21内部，并一端伸出定子21与转子壳体12连接。转子壳体12对转子11起到保护作用，同时也便于电机轴13的连接，电机轴13随着转子11的转动而转动，电机轴13为开关磁阻电机的输出端，将电能转化为机械能。

在本申请一个实施例中，请一并参阅图3和图4，定子组件2还包括定子轴22，与定子21同轴设置；定子21套设于定子轴22，并与定子轴22固定连接；定子轴22为空心的阶梯轴，定子轴22套设于电机轴13外部，并与电机轴13可转动地连接。定子轴22起到固定定子21的作用，定子轴22采用阶梯轴设计，阶梯轴的大轴221的端面能够封闭转子壳体12的开口，阶梯轴的小轴222与定子21的内孔固定连接。

在本申请一个实施例中，请一并参阅图3和图4，多极对开关磁阻电机还包括第一轴承3和第二轴承4；第一轴承3的内圈与电机轴13的第一端固定连接，第一轴承3的外圈与定子轴22的内孔壁固定连接；第二轴承4的内圈与电机轴13的第二端固定连接，第二轴承4的外圈与定子轴22的内孔壁固定连接。通过设置第一轴承3和第二轴承4，能够提高电机轴13转动的平稳性，并保证电机轴13的回转精度，防止电机轴13偏心转动，不仅如此，通过设置第一轴承3和第二轴承4而且还可以降低电机轴13转动时的摩擦系数，减少运动阻力，降低开关磁阻电机运行时的噪音。

本实施例中，第一轴承3和第二轴承4优选采用调心球轴承，调心球轴承是二条滚道的内圈和滚道为球面的外圈之间，装配有圆球状滚珠的轴承。外圈滚道面的曲率中心与轴承中心一致，所以具有与自动调心球轴承同样的调心功能。在轴、外壳出现挠曲时，可以自动调整，不增加轴承负担。调心滚子轴承可以承受径向负荷及二个方向的轴向负荷。调心球轴承径向负荷能力大，适用于有重负荷、冲击负荷的情况。内圈内径是锥孔的轴承，可直接安装，或使用紧定套、拆卸筒安装在圆柱轴上，安装稳定可靠，不容易打滑，能够保证电机轴13的输出效率。

在本申请一个实施例中，请一并参阅图3和图4，多极对开关磁阻电机还包括编码器5；编码器5安装在定子组件2上，并靠近转子组件1，用于识别转子11的位置和转速。通过设置编码来识别转子11的位置和转速，有利于对开关磁阻电机进行精准控制，以便于电机调速等操作，为实现开关磁阻电机的智能化控制提供了保障。

在本申请一个实施例中，请一并参阅图3和图4，编码器5包括磁环51和编码器读头52；磁环51套设在电机轴13上，编码器读头52设置在定子轴22的端面上，并靠近并朝向磁环51。磁环51随着电机轴13转动，用于提供信号源，编码器读头52感测磁环51发出的信号，来测量电机转速和判定转子11位置及旋转方向。磁环51是一块环状的导磁体，磁环51不仅可以作为信号源，还可以起到抑制高频噪音的作用。

在本申请一个实施例中，请一并参阅图1-图3，多极对开关磁阻电机还包括编码器防护盖6；编码器防护盖6罩设在编码器5外围，并与定子轴22的端面连接。通过设置编码器防护盖6，能够多编码器5起到保护作用，防止灰尘等其他杂质进入，能够满足开关磁阻电机在各种不同的使用环境，尤其是在一些恶劣的使用环境中，例如，运用在工程机械、矿山设备中，大大提高了开关磁阻电机的使用寿命。

在本申请一个实施例中，请一并参阅图1-图3，编码器防护盖6上开设有通孔，电机轴13穿过通孔，与编码器防护盖6活动连接。通过在编码器防护盖6上开孔，方便编码器防护盖6穿过电机轴13安装，使得编码器防护盖6不局限于保护编码器5，同时可以对整个开关磁阻电机进行保护，扩大了编码器防护盖6的保护范围。

在本申请一个实施例中，请一并参阅图3和图4，多极对开关磁阻电机还包括第三轴承7；第三轴承7的内圈与电机轴13连接；第三轴承7的外圈与编码器防护盖6连接。磁环51位于第三轴承7与定子轴22之间。通过设置第三轴承7可以降低电机轴13转动时的摩擦系数，减少运动阻力，降低开关磁阻电机运行时的噪音。同时还可以封闭电机轴13与编码器防护盖6之间的间隙，防止外界灰尘等杂质进入开关磁阻电机，避免影响电机轴13转动，能够保证电机轴13的输出效率。第三轴承7优选采用调心球轴承，使得开关磁阻电机的整体运行更加顺畅。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多极对开关磁阻电机，其特征在于，包括：

转子组件(1)，包括转子(11)，内部具有空腔；所述转子(11)包括多个转子磁极(111)；

定子组件(2)，包括定子(21)，与所述转子(11)同轴地设置于所述空腔中；所述定子(21)包括多个定子磁极(211)，所述定子磁极(211)的数量大于所述转子磁极(111)的数量。

2.如权利要求1所述的多极对开关磁阻电机，其特征在于，所述定子(21)还包括定子本体(212)和多个连接臂(213)；多个所述连接臂(213)沿着所述定子本体(212)的圆周方向间距设置；所述连接臂(213)的第一端与所述定子本体(212)连接，所述连接臂(213)的第二端与多个间距设置的所述定子磁极(211)连接。

3.如权利要求1或2所述的多极对开关磁阻电机，其特征在于，所述转子组件(1)还包括转子壳体(12)和电机轴(13)；所述转子壳体(12)包覆于所述转子(11)外部，并与所述转子(11)同轴设置；所述电机轴(13)同轴穿设于所述定子(21)内部，并一端伸出定子与所述转子壳体(12)连接。

4.如权利要求3所述的多极对开关磁阻电机，其特征在于，所述定子组件(2)还包括定子轴(22)，所述定子(21)同轴套设于所述定子轴(22)外部，并与所述定子轴(22)固定连接；所述定子轴(22)为空心的阶梯轴，所述定子轴(22)套设于所述电机轴(13)外部，并与所述电机轴(13)可转动地连接。

5.如权利要求4所述的多极对开关磁阻电机，其特征在于，所述多极对开关磁阻电机还包括第一轴承(3)和第二轴承(4)；所述第一轴承(3)的内圈与所述电机轴(13)的第一端固定连接，所述第一轴承(3)的外圈与所述定子轴(22)的内孔壁固定连接；所述第二轴承(4)的内圈与所述电机轴(13)的第二端固定连接，所述第二轴承(4)的外圈与所述定子轴(22)的内孔壁固定连接。

6.如权利要求4所述的多极对开关磁阻电机，其特征在于，所述多极对开关磁阻电机还包括编码器(5)；所述编码器(5)安装在所述定子组件(2)上，并靠近所述转子组件(1)，用于识别所述转子(11)的位置和转速。

7.如权利要求6所述的多极对开关磁阻电机，其特征在于，所述编码器(5)包括磁环(51)和编码器读头(52)；所述磁环(51)套设在所述电机轴(13)上，所述编码器读头(52)设置在所述定子轴(22)的端面上，并靠近且朝向所述磁环(51)。

8.如权利要求6所述的多极对开关磁阻电机，其特征在于，所述多极对开关磁阻电机还包括编码器防护盖(6)；所述编码器防护盖(6)罩设在所述编码器(5)外围，并与所述定子轴(22)的端面连接。

9.如权利要求8所述的多极对开关磁阻电机，其特征在于，所述编码器防护盖(6)上开设有通孔，所述电机轴(13)穿过所述通孔，与所述编码器防护盖(6)活动连接。

10.如权利要求8所述的多极对开关磁阻电机，其特征在于，所述多极对开关磁阻电机还包括第三轴承(7)；所述第三轴承(7)的内圈与所述电机轴(13)连接；所述第三轴承(7)的外圈与所述编码器防护盖(6)连接。

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