專利名稱：一種他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)，特別是一種他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)。
技術(shù)背景近年來，開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)技術(shù)在國內(nèi)外得到越來越廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)有的勵(lì)磁式開 關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)則為永磁式開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)，即利用永磁材料制成定子的勵(lì)磁凸極。在 2000年6月由機(jī)械工業(yè)出版社出版的吳建華編著的《開關(guān)磁阻電機(jī)設(shè)計(jì)與應(yīng)用》 一書 中對(duì)此種電動(dòng)機(jī)做出過介紹，這種永磁式3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖2是本申請人此前研發(fā)的一種永磁式3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)。這種電動(dòng)機(jī)包括定 子和轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子有4N個(gè)凸極，定子有3N個(gè)普通凸極和N個(gè)永磁的勵(lì)磁凸極，其中N 為大于2或者等于2的整數(shù)；定子的永磁凸極以及各相普通凸極在圓周上均勻分布， 并且具有相同的磁性。轉(zhuǎn)子4N個(gè)凸極在轉(zhuǎn)子圓周上均勻。永磁式3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī) 把永磁凸極做在定子上，具有電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單、.轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小的優(yōu)點(diǎn)。但電動(dòng)機(jī) 中永磁材料的存在限制了電動(dòng)機(jī)的溫升，使電動(dòng)機(jī)無法在溫度較高的環(huán)境中正常工作； 同時(shí)，永磁式開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的永磁凸極需要采用價(jià)格昂貴的永磁材料制成，增加了 電動(dòng)機(jī)的制造成本。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型正是為了解決上述技術(shù)問題而設(shè)計(jì)的一種他激3相開關(guān)開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)，包括定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯和功率電路；所述定 子鐵芯由3N相普通凸極和N相勵(lì)磁凸極構(gòu)成；所述普通凸極和勵(lì)磁凸極共有一個(gè)磁 軛；所述轉(zhuǎn)子鐵芯由4N個(gè)轉(zhuǎn)子凸極構(gòu)成，其中N大于或等于2;其特征在于所述 定子鐵芯勵(lì)磁凸極由非永磁性材料制成，在所述勵(lì)磁凸極外嵌有勵(lì)磁線圈，產(chǎn)生恒定 的磁通。本實(shí)用新型的一種他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的各勵(lì)磁線圈規(guī)格相同，通過串聯(lián)或 并聯(lián)構(gòu)成勵(lì)磁繞組，各勵(lì)磁線圈通過相等的電流，使所述勵(lì)磁凸極產(chǎn)生極性相同的磁通。本實(shí)用新型一種他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)定子鐵芯的普通凸極3相為一組，相鄰 的兩相普通凸極間中心線的夾角為；t/3N;所述N組3相普通凸極與所述N組勵(lì)磁凸極間隔設(shè)置，兩者中心線的夾角為7I/N。本實(shí)用新型一種他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的定子鐵芯的普通凸極嵌有規(guī)格相同 的線圈，產(chǎn)生極性相同的磁通，所述線圈串聯(lián)或并聯(lián)形成三個(gè)繞組。本實(shí)用新型一種他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的三個(gè)繞組的尾端連成一起，成為星形 的中點(diǎn)后浮置，所述功率電路為一個(gè)三相橋式逆變電路。本實(shí)用新型一種他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的三個(gè)繞組在電氣上相互分離，所述功 率電路為三個(gè)單相橋式逆變電路。本實(shí)用新型一種他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子凸極在轉(zhuǎn)子圓周上均勻分布，凸 極的極弧角為；c/6N，極距為7i/2N。本實(shí)用新型一種他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的功率電路的直流電源上并聯(lián)有濾波電容。本實(shí)用新型一種他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的各勵(lì)磁凸極上嵌有自身短路的阻尼線圈。本實(shí)用新型的他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)與現(xiàn)有的永磁式3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)相比 的有益效果是本實(shí)用新型的他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)制造工藝簡單，定子鐵芯沖片 可一次完成；同時(shí)，本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)不需要采用價(jià)格昂貴的永磁式材料制作，降低 了制造成本；另外，因?yàn)槎ㄗ予F芯勵(lì)磁凸極采用外接勵(lì)磁線圈的方式，使本實(shí)用新型 的他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的功率可做得較大，而且不用擔(dān)心退磁問題；此外，本實(shí) 用新型的應(yīng)用范圍廣泛，可以保證在溫度較高的環(huán)境下正常工作。


圖1是現(xiàn)有的第一種永磁式3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)； 圖2是現(xiàn)有的第二種永磁式3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)； 圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)示意圖； 圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)功率電路的電路圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。參見圖3，本實(shí)用新型的他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)是在圖2所示現(xiàn)有的永磁式3 相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成的。本實(shí)用新型的他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)主要 由定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯以及作為驅(qū)動(dòng)的功率電路構(gòu)成。定子鐵芯的圓周分布有3N個(gè) 普通凸極和N個(gè)勵(lì)磁凸極。N可以是大于或者等于2的任意整數(shù)，在本實(shí)施例中N的 取值為2.,所以定子鐵芯上就有6個(gè)普通凸極和2個(gè)勵(lì)磁凸極。定子鐵芯的普通凸極 和勵(lì)磁凸極共用一個(gè)磁軛。2個(gè)勵(lì)磁凸極相距7C角相對(duì)地分布在定子圓周上。在被兩個(gè)勵(lì)磁凸極分割成兩部 分的定子圓周上，每側(cè)各分布有3個(gè)普通凸極，分別各為A相、B相和C相，在勵(lì)磁 凸極同一側(cè)的三相普通凸極構(gòu)成1組，每個(gè)普通凸極的極弧角為兀/6N，相鄰的兩個(gè)普 通凸極間中心線的夾角為Ti/6。 2組3相凸極在定子圓周上相距7t角。2組3相凸極與 2相勵(lì)磁凸極間隔設(shè)置，兩者中心線的夾角為7t/2。定子鐵芯的勵(lì)磁凸極不用永磁材料制造，而是釆用與普通凸極相同的材料制成， 這樣定子鐵芯沖片可以一次成形。而且具有良好的性能。在2個(gè)勵(lì)磁凸極外分別繞有勵(lì)磁線圈，2個(gè)勵(lì)磁線圈規(guī)格一樣，通過串聯(lián)或并聯(lián) 的方式連接在一起成為勵(lì)磁繞組Li-L2。勵(lì)磁繞組通電時(shí)，各勵(lì)磁線圈通過相等的電流， 可產(chǎn)生相同的磁通，并且保證各勵(lì)磁凸極的極性是相同的，即朝向轉(zhuǎn)子的磁性同為N 極或同為S極。定子鐵芯的6個(gè)普通凸極分別皆嵌有規(guī)格相同的線圈。屬于同一相的2個(gè)普通凸 極在定子圓周上相對(duì)地均勻分布。兩個(gè)A相普通凸極線圈、兩個(gè)B相普通凸極線圈和 兩個(gè)C相普通凸極線圈分別通過串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成Ai-A2、 Bi-B2、 Ci-C2三相繞組。相繞 組通有電流時(shí)，同一繞組的各個(gè)線圈流過相等的電流，其所嵌的普通凸極產(chǎn)生極性相 同的磁通，即同一相普通凸極朝向轉(zhuǎn)子的極性同為N極或同為S極。本實(shí)用新型的他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的8個(gè)轉(zhuǎn)子凸極在轉(zhuǎn)子圓周上均與分布， 凸極的極弧角為7c/6N，極距為7i/2N，轉(zhuǎn)子鐵芯凸極上不嵌線圈。在圖3所示的本實(shí)施例中，在定子鐵芯勵(lì)磁繞組和普通凸極繞組電流的作用下， 兩個(gè)勵(lì)磁凸極朝向轉(zhuǎn)子的磁性為S，同時(shí)A相兩個(gè)普通凸極朝向轉(zhuǎn)子的磁性為N。圖4是本實(shí)用新型的他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)功率電路的電路圖。本實(shí)用新型的他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)利用一個(gè)三相橋式逆變電路電路進(jìn)行驅(qū) 動(dòng)，該逆變電路輸出電壓克服相繞組上的反電勢，提供正負(fù)交變的相電流，正負(fù)半波 都產(chǎn)生電動(dòng)轉(zhuǎn)矩，任何時(shí)候圓周上的定子凸極有4個(gè)在產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。本實(shí)施例的他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的三個(gè)相繞組的尾端連在一起，成為星形后浮置，通過三個(gè)相繞組的頭端，由一個(gè)三相橋式逆變電路來驅(qū)動(dòng)，這種星形連接方式 電路比較簡單。此外，也可以把三個(gè)相繞組可以是分離設(shè)置，用三個(gè)單相橋式逆變電 路驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。與一般開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)依靠磁阻變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩不同，本實(shí)用新型的他激3相開關(guān) 磁阻電動(dòng)機(jī)是利用了磁場反應(yīng)轉(zhuǎn)矩，其轉(zhuǎn)矩的大小與凸極線圈上通過的相電流和勵(lì)磁 凸極產(chǎn)生的磁通有關(guān)，轉(zhuǎn)矩的方向則取決于相電流流向和勵(lì)磁凸極的磁通方向，將勵(lì) 磁繞組反接或改變相電流方向都可改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向。本實(shí)施例的他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的三個(gè)相繞組換流時(shí)，會(huì)在勵(lì)磁繞組中感應(yīng) 出電勢。為了減小這種感應(yīng)電勢，在供電給勵(lì)磁繞組的直流電源上，并聯(lián)有足夠大的 濾波電容。本實(shí)施例的他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)定子鐵芯勵(lì)磁凸極旁邊的槽較寬，所以可以 用在勵(lì)磁凸極上加繞自身短路的線圈的方式減小感應(yīng)電勢，但繞制時(shí)應(yīng)保證與勵(lì)磁線 圈絕緣。采取了上述減小感應(yīng)電勢的措施以后，電動(dòng)機(jī)的各相繞組事實(shí)上已處于"雙相激 勵(lì)"狀態(tài)，兩個(gè)相繞組間存在的互感和相繞組的電感大為減小，有利于3相間的換流， 并可以減小由磁阻變化轉(zhuǎn)矩引起的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。本實(shí)用新型開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)中，定子鐵芯3相普通凸極中磁通主要來自勵(lì)磁繞組 產(chǎn)生的磁場，各個(gè)相繞組的匝數(shù)可以減小，會(huì)進(jìn)一步減小繞組的自感，這樣可以使相 繞組中的旋轉(zhuǎn)反電勢增大，電動(dòng)機(jī)的電樞反應(yīng)變?nèi)?，同時(shí)電動(dòng)機(jī)的電阻功耗也會(huì)降低。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用 新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新 型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)，包括定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯和功率電路；所述定子鐵芯由3N個(gè)普通凸極和N相勵(lì)磁凸極構(gòu)成；所述普通凸極和勵(lì)磁凸極共有一個(gè)磁軛；所述轉(zhuǎn)子鐵芯由4N個(gè)轉(zhuǎn)子凸極構(gòu)成，其中N大于或等于2；其特征在于所述定子鐵芯勵(lì)磁凸極由非永磁性材料制成，在所述勵(lì)磁凸極外嵌有勵(lì)磁線圈，產(chǎn)生恒定的磁通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述各 勵(lì)磁線圈規(guī)格相同，通過串聯(lián)或并聯(lián)構(gòu)成勵(lì)磁繞組，各勵(lì)磁線圈通過相等的電流，使 所述勵(lì)磁凸極產(chǎn)生極性相同的磁通。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述定 子鐵芯的普通凸極3相為一組，相鄰的兩相普通凸極間中心線的夾角為兀/3N;所述N 組3相普通凸極與所述N組勵(lì)磁凸極間隔設(shè)置，兩者中心線的夾角為ti/N。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述定 子鐵芯的普通凸極嵌有規(guī)格相同的線圈，產(chǎn)生極性相同的磁通，所述線圈串聯(lián)或并聯(lián) 形成三個(gè)繞組。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述三 個(gè)繞組的尾端連成一起，成為星形的中點(diǎn)后浮置，所述功率電路為一個(gè)三相橋式逆變 電路。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述三 個(gè)繞組在電氣上相互分離，所述功率電路為三個(gè)單相橋式逆變電路。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn) 子凸極在轉(zhuǎn)子圓周上均勻分布，凸極的極弧角為7i/6N，極距為n/2N。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)，其特征在于功率電 路的直流電源上并聯(lián)有濾波電容。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)，其特征在于在所述 各勵(lì)磁凸極上嵌有自身短路的阻尼線圈。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)，屬于電動(dòng)機(jī)領(lǐng)域。所述他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)包括定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯和功率電路。定子鐵芯由3N個(gè)普通凸極和N相勵(lì)磁凸極構(gòu)成，轉(zhuǎn)子鐵芯由4N個(gè)轉(zhuǎn)子凸極構(gòu)成。這種他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)定子鐵芯勵(lì)磁凸極由非永磁性材料制成，通過在勵(lì)磁凸極外嵌有勵(lì)磁線圈產(chǎn)生恒定的磁通。與現(xiàn)有的永磁式3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)相比，本實(shí)用新型的他激3相開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)制造工藝簡單，定子鐵芯沖片可一次完成；不需要采用價(jià)格昂貴的永磁式材料制作，降低了制造成本，也不存在永磁材料退磁問題；此外，這種電動(dòng)機(jī)可以保證在溫度較高的環(huán)境下正常工作。
文檔編號(hào)H02K1/14GK201174649SQ20082007997
公開日2008年12月31日 申請日期2008年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月16日
發(fā)明者裘錦灼 申請人:北京中紡銳力機(jī)電有限公司