CN2622921Y - 永磁偏磁式磁阻电机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种永磁偏磁式磁阻电机，由壳体、定子、转子、永磁体构成，其特征是定子铁芯至少由一对带有线槽、磁轭和叉指的独立软磁材料制成，成对定子铁芯的叉指交错设置，其间设有永磁体。利用永磁体产生的单向恒定的磁通，与线槽中的驱动绕组产生的交流磁通相互叠加驱动转子转动。本实用新型具有结构设计合理，通过永磁体产生的磁通替代驱动绕组直流部分产生的单向偏磁磁通，制造时能节约一半的铜线材，减少下线空间，缩小电机尺寸，节省铁芯消耗量，进而降低运行的铜损和铁损，提高电机的性价比。另外，也进一步简化外部接线，驱动电路的联接更加灵活。

Description

永磁偏磁式磁阻电机
技术领域：
本实用新型属于机电领域，特别涉及磁阻电机或称反应式电机的改进，提供一种永磁偏磁式磁阻电机。
背景技术：
磁阻电机(又称反应式电机)，一般被认为脉振大、效率低、驱动复杂，因此不象直流电机、异步电机、同步电机那样广泛应用，但由于结构上的特点，用作步进电机特别适合。磁阻电机是以直流脉动电流作为驱动方式。以三相磁阻电机为例，在当前斩波式驱动电路普遍使用的情况下，低速时，电机电流相当于矩形波。分析矩形波，其中包括：直流+基波+3次谐波+5次谐波+……等成份。其中直流成份保证总磁通始终为单向磁通，是磁阻电机正常工作所必须的，而基波成份相当于交流电机中产生旋转磁场的那部分做功能量，三次、五次等高次谐波成份是造成电机脉振、发热的有害成份。保留直流成份和基波成份，消除谐波成份，磁阻电机就可与其它类电机性能相当。直流成份产生单向偏磁磁通，若采用永磁体的单向磁通替代绕组产生的单向偏磁磁通即是本发明的任务。
发明内容：
本实用新型的目的是利用永磁体的单向磁通代替驱动绕组中直流成份产生的单向偏磁磁通，设计一种永磁偏磁式磁阻电机。
本实用新型技术方案是这样实现的：永磁偏磁式磁阻电机，由壳体、定子、转子、永磁体构成，其特征是定子铁芯至少由一对带有线槽、磁轭和叉指的独立软磁材料制成，成对定子铁芯的叉指交错设置，其间填充有永磁体。利用永磁体产生的单向恒定的磁通，与线槽中的驱动绕组产生的交流磁通相互叠加驱动转子转动。
本实用新型具有结构设计合理，通过永磁体产生的磁通替代驱动绕组直流部分产生的单向偏磁磁通，制造时能节约一半的铜线材，减少下线空间，缩小电机尺寸，节省铁芯消耗量，进而降低运行的铜损和铁损，提高电机的性价比。另外，也进一步简化外部接线，驱动电路的联接更加灵活。
附图说明：
下面结合具体图例对本实用新型做进一步说明：
图1(a)六槽内定子结构示意图
   (b)A-A剖面图
   (c)驱动绕组联接参考图
图2十二槽外定子结构示意图
图3多槽磁极定子结构示意图
具体实施方式：
实施例一：
参照图1，一个种由壳体、定子、转子和永磁体构成的永磁偏磁式磁阻电机，其中定子铁芯1至少由一对带有线槽2、磁轭3、极齿4和叉指5的独立软磁材料制成，成对定子铁芯的叉指5交错设置，其间设有永磁体6。图1(a)(b)所示便是这种结构示意图。由图中这六极多齿内定子典型结构，相邻磁极所充永磁极性各异。在定子铁芯的相邻叉指交错处设有一线槽2。
图1(a)所示相对较大的磁极，上面带有均布的小齿，定转子齿数相差2齿构成差齿式电磁减速电机，能有效减少由齿槽变化所引起的脉振等噪音。配上图1(c)所示三相二极、双层短极距叠式绕组，外部接线用中点悬空的星形接法，可充分发挥谐波成份少的特色，进一步降低电感，节省铜线，改善磁场分布。
图1(a)(b)所示结构，制造时仅由二种形状的冲片，用扣叠工艺装配成带叉指的部件，两块部件中间置入永磁材料，组装后浸胶，配合面适当切削加工后，再充磁，便完成定子铁芯组件。
图1(a)定子铁芯适用于微小型电机。也可改变磁极数，成为其它极数电机；磁极上的齿也可采用1齿，形成大步距结构。如：替代开关磁阻电机系统中的SR电机。
实施例二：
参照图2，其所示结构是在图1(a)结构基础上，里、外翻转而来。图示为12槽外定子结构。可以安排绕成二相六极、三相四极电机或六相二极电机；或可以采用集中式绕组，整极距、短极距等各种形式；还可以采用极偶反接式绕组(定、转子齿差相应选用不同组合)等，因此用途很广。而且磁极数还可根据需要改变设计。同样每个磁极上的齿也可采用单齿。
图1、图2所示定子铁芯由于结构上的问题，轴向尺寸不可能太大。若需要时，可将几个相同定子铁芯，把相同极性的几个定子沿轴向面对面，背靠背地叠起来，形成一个组合式单定子铁芯结构，装入同一外壳，配合同一个长转子，重新计算绕组参数，就能制出较大尺寸电机。这种电机适用于输出力矩较大的场合。图1、图2所示铁芯若槽数、齿数、尺寸相当，并以图1结构为内定子，图2结构为外定子，组成双气隙结构，中间配合杯形转子，可大大增加单位体积输出力矩。
实施例三：
在一些特殊场合，如：微电机常用多磁极结构和集中式绕组，而电机尺寸太小，致使叉指部分制作困难；大一些的电机要求进一步改善驱动特性，或作为发电机用途时，为获得更好输出波形，要求采用分数极距分布式绕组。
图3所示为多槽磁极定子结构示意图，该结构是为上述用途而考虑的，其中定子铁芯1上除了在相邻定子铁芯的叉指5交错处设有一线槽2外，在定子铁芯的叉指5上设有线槽21。图示为四磁极16槽内定子结构，根据需要可改为其它磁极、槽数设计，还能类似于图1(a)翻为图2一样，把图3改为外定子结构。

Claims (3)

1、一种永磁偏磁式磁阻电机，由壳体、定子、转子、永磁体构成，其特征是定子铁芯至少由一对带有线槽、磁轭和叉指的独立软磁材料制成，成对定子铁芯的叉指交错设置，其间设有永磁体。
2、根据权利要求1所述的永磁偏磁式磁阻电机，其特征是在定子铁芯的相邻叉指交错处设有一线槽。
3、根据权利要求1或2所述的永磁偏磁式磁阻电机，其特征是在定子铁芯的叉指上设有线槽。
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