專利名稱：一種同步磁阻電機(jī)及其轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磁通障柵式同步磁阻電機(jī)及其轉(zhuǎn)子。
背景技術(shù)：
當(dāng)電機(jī)理論正處于萌芽階段時(shí)，早期同步磁阻電機(jī)就隨之誕生，磁阻電機(jī)又叫反應(yīng)式電機(jī)，是同步電機(jī)的一個(gè)機(jī)種，它的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)子上沒有勵(lì)磁繞組，由定子繞組接通交流電源產(chǎn)生磁場(chǎng)，因直、交軸磁阻存在差異而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，從而實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。同步磁阻電動(dòng)機(jī)(SYNRM)具有與通用交流電動(dòng)機(jī)相同的分布繞組，是一種以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的依靠磁阻轉(zhuǎn)矩工作的電動(dòng)機(jī)。與開關(guān)磁阻電機(jī)相比具有相近的性能，其突出特點(diǎn)是扭矩波動(dòng)要比開關(guān)磁阻電機(jī)小得多。SYNRM也存在固有的缺點(diǎn)，由于扭矩的大小受轉(zhuǎn)子磁橋?qū)挾鹊挠绊懀瑸楸ＷC獲得更大的扭矩，就要盡量減小磁橋的尺寸，所以造成轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度低，因此使SYNRM在大中功率和高速方面的應(yīng)用受到限制。作為能夠在工頻下直接驅(qū)動(dòng)的一種同步電動(dòng)機(jī)，過去在一定場(chǎng)合得到了應(yīng)用，然而SYNRM的功率因數(shù)和效率都很低，這也是限制其廣泛應(yīng)用的主要原因。近年來，隨著半導(dǎo)體變流技術(shù)、電工鋼板加工技術(shù)及電磁場(chǎng)分析技術(shù)的不斷進(jìn)步，SYNRM重新受到人們的關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種磁通障柵型同步磁阻電機(jī)及其轉(zhuǎn)子，該磁通障柵型同步磁阻電機(jī)能夠在保證轉(zhuǎn)子強(qiáng)度的同時(shí)有效提高扭矩及轉(zhuǎn)速，使同步磁阻電機(jī)在大中功率及高速方面得以應(yīng)用。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種同步磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子設(shè)有轉(zhuǎn)子鐵芯，其通過將多個(gè)磁性鋼板進(jìn)行堆疊而制成，所述多個(gè)磁性鋼板的中心部分設(shè)有軸孔，且圍繞該軸孔設(shè)有多個(gè)磁通障柵組及連接孔；轉(zhuǎn)軸，其插入所述軸孔內(nèi)；以及連接件，其插入所述連接孔內(nèi)，并固定所述磁性鋼板，其中所述磁通障柵組的每個(gè)磁通障柵上開有多個(gè)槽口，磁通障柵內(nèi)填充非磁性材料。所述非磁性材料為不飽和聚酯團(tuán)狀模塑料。所述磁通障柵上的槽口為榫槽結(jié)構(gòu)。所述不飽和聚酯團(tuán)狀模塑料的主要成分為GF(短切玻璃纖維)、UP (不飽和樹脂)、 MD (填料)。所述磁通障柵上的槽口為梯形榫槽結(jié)構(gòu)。所述連接件包括固定螺栓，其從轉(zhuǎn)子鐵心一側(cè)貫穿連接孔，且露出到另一側(cè)；以及螺母，其與固定螺栓的外露端相連。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方案，提供了一種同步磁阻電機(jī)，其包括定子，包括具有沿內(nèi)徑交替形成的多個(gè)槽和齒的定子鐵芯，以及纏繞在該槽上的定子線圈；以及轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子設(shè)有轉(zhuǎn)子鐵芯，其通過將多個(gè)磁性鋼板進(jìn)行堆疊而制成，所述多個(gè)磁性鋼板的中心部分設(shè)有軸孔，且圍繞該軸孔設(shè)有多個(gè)磁通障柵組及連接孔；轉(zhuǎn)軸，其插入所述軸孔內(nèi)；以及連接件，其插入所述連接孔內(nèi)，并固定所述磁性鋼板，其中所述磁通障柵組的每個(gè)磁通障柵上開有多個(gè)槽口，磁通障柵內(nèi)填充非磁性材料。所述非磁性材料為不飽和聚酯團(tuán)狀模塑料。所述磁通障柵上的槽口為榫槽結(jié)構(gòu)。所述不飽和聚酯團(tuán)狀模塑料的主要成分為GF(短切玻璃纖維)、UP (不飽和樹脂)、 MD (填料)。所述磁通障柵上的槽口為梯形榫槽結(jié)構(gòu)。所述連接件包括固定螺栓，其從轉(zhuǎn)子鐵心一側(cè)貫穿連接孔，且露出到另一側(cè)；以及螺母，其與固定螺栓的外露端相連。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有顯著的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面選用不飽和聚酯團(tuán)裝模塑料作為磁障式同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子的填充材料，有效增強(qiáng)了電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度，因此可以減小轉(zhuǎn)子外圓磁橋的寬度，有效提高同步磁阻電機(jī)的扭矩。同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁通障柵開有多個(gè)梯形榫槽，使填充了不飽和模塑料固化后的轉(zhuǎn)子形成牢固的一個(gè)整體，顯著提高了轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度，使電機(jī)獲得了更高的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子強(qiáng)度的提高使得磁橋尺寸做得更小，電機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)，從而提高電機(jī)的使用效率及安全性能， 延長使用壽命。


圖1是本發(fā)明同步磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子局部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳述圖1為本發(fā)明的同步磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)圖，圖2為同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖，如圖1-2 所示1是定子鐵芯，2是轉(zhuǎn)子鐵芯，3是轉(zhuǎn)軸，4是磁通障柵組，5連接孔，6是磁通障柵，7是外圓磁橋，8是槽口，9是磁性鋼板。本發(fā)明的同步磁阻電機(jī)包括定子，包括具有沿內(nèi)徑交替形成的多個(gè)槽和齒的定子鐵芯1，以及纏繞在該槽上的定子線圈；以及轉(zhuǎn)子。本發(fā)明的同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子設(shè)有轉(zhuǎn)子鐵芯2，其通過將多個(gè)磁性鋼板9在軸向上進(jìn)行疊壓而制成，磁性鋼板9為圓形板，中心部分設(shè)有軸孔以便接收轉(zhuǎn)軸3，且圍繞該軸孔設(shè)有多個(gè)磁通障柵組4及連接孔， 磁通障柵組4用于產(chǎn)生磁阻差，其上的每個(gè)磁通障柵6上開有多個(gè)槽口 8，磁通障柵內(nèi)填充非磁性材料，連接孔接收連接件；轉(zhuǎn)軸3，其插入所述軸孔內(nèi)，轉(zhuǎn)子鐵芯2以轉(zhuǎn)軸3為中心轉(zhuǎn)動(dòng)；以及連接件，其沿軸線方向插入所述連接孔5內(nèi)，并固定磁性鋼板9，連接件包括固定螺栓，其從轉(zhuǎn)子鐵心一側(cè)貫穿連接孔，且露出到另一側(cè)；以及螺母，其與固定螺栓的外露端相連。
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各磁通障柵6設(shè)置成貫穿磁性鋼板9的表面，障柵的兩端即為外圓磁橋7，障柵的中心部分朝軸孔彎曲，各磁通障柵6的寬度均等，現(xiàn)有技術(shù)中常采用鋁作為磁通障柵的填充材料，但是由于鋁的質(zhì)量大，造成轉(zhuǎn)子的負(fù)荷較大，仍需要一定寬度的外圓磁橋7來承擔(dān)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度，且采用鋁材料容易產(chǎn)生渦流，對(duì)轉(zhuǎn)子磁路造成影響，增加了轉(zhuǎn)子的渦流損耗，導(dǎo)致電機(jī)的溫升提高且降低了電機(jī)的運(yùn)行效率。為減輕磁通障柵填充帶來的轉(zhuǎn)子重量加重，本實(shí)施例中采用新型的非磁性填充材料 BMC (DMC)-團(tuán)狀模塑料。(BMC (DMC)材料是 Bulk (Dough) molding compounds 的縮寫，所以國內(nèi)外有BMC/DMC兩種稱呼，即團(tuán)狀模塑料。國內(nèi)常稱作不飽和聚酯團(tuán)狀模塑料。其主要原料由GF (短切玻璃纖維)、UP (不飽和樹脂)、MD (填料)以及各種添加劑經(jīng)充分混合而成的料團(tuán)狀預(yù)浸料。因BMC團(tuán)狀模塑料具有優(yōu)良的電氣性能，機(jī)械性能，耐熱性，耐化學(xué)腐蝕性，又適應(yīng)各種成型工藝，即可滿足各種產(chǎn)品對(duì)性能的要求。本發(fā)明主要利用其優(yōu)秀的機(jī)械強(qiáng)度，且質(zhì)量較鋁材料輕，使其轉(zhuǎn)子既提高機(jī)械了機(jī)械強(qiáng)度又減輕了轉(zhuǎn)子的重量。為使填充材料在磁通障柵6內(nèi)能配合得更為牢固，本發(fā)明的磁通障柵6上開有多個(gè)槽口 8，槽口可以為圓弧形，方形等任意形狀，本實(shí)施例中的槽口 8采用磁通障柵6的兩邊開出對(duì)應(yīng)的梯形榫槽，即磁通障柵6的兩邊由平滑的弧線改為具有凸齒和凹槽，向磁通障柵6填充的填料固化成型后不再是光滑的條形，而是帶有與磁通障柵榫槽對(duì)應(yīng)的凸齒和凹槽，則填料通過磁通障柵6的榫槽結(jié)構(gòu)與磁性鋼板9形成牢固的一個(gè)整體，又減輕了重量，因此轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度得到顯著地提高，電機(jī)可獲得更高的轉(zhuǎn)速。電機(jī)的外圓磁橋7的寬度在小于0. 7mm時(shí)具有較好的扭矩輸出能力，由于轉(zhuǎn)子強(qiáng)度的提高，使得外圓磁橋7的寬度可以做得更小，本實(shí)施例中可以實(shí)現(xiàn)磁橋的寬度為0.3 0. 5mm,因此電機(jī)轉(zhuǎn)子的扭矩得到較大地提高，使得同步磁阻電機(jī)在大中功率方面得到更好的應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種同步磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子鐵芯，其通過將多個(gè)磁性鋼板進(jìn)行堆疊而制成，所述多個(gè)磁性鋼板的中心部分設(shè)有軸孔，且圍繞該軸孔設(shè)有多個(gè)磁通障柵組及連接孔; 轉(zhuǎn)軸，其插入所述軸孔內(nèi)；以及連接件，其插入所述連接孔內(nèi)，并固定所述磁性鋼板，其特征在于所述磁通障柵組的每個(gè)磁通障柵上開有多個(gè)槽口，磁通障柵內(nèi)填充非磁性材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述非磁性材料為不飽和聚酯團(tuán)狀模塑料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述磁通障柵上的槽口為榫槽結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述不飽和聚酯團(tuán)狀模塑料的主要成分為GF (短切玻璃纖維)、UP (不飽和樹脂)、MD (填料)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述磁通障柵上的槽口為梯形榫槽結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于所述連接件包括固定螺栓，其從轉(zhuǎn)子鐵心一側(cè)貫穿連接孔，且露出到另一側(cè)；以及螺母，其與固定螺栓的外露端相連。
7.一種同步磁阻電機(jī)，包括定子，包括具有沿內(nèi)徑交替形成的多個(gè)槽和齒的定子鐵芯，以及纏繞在該槽上的定子線圈；以及權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種同步磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子設(shè)有轉(zhuǎn)子鐵芯，其通過將多個(gè)磁性鋼板進(jìn)行堆疊而制成，所述多個(gè)磁性鋼板的中心部分設(shè)有軸孔，且圍繞該軸孔設(shè)有多個(gè)磁通障柵組及連接孔；轉(zhuǎn)軸，其插入所述軸孔內(nèi)；以及連接件，其插入所述連接孔內(nèi)，并固定所述磁性鋼板，其中所述磁通障柵組的每個(gè)磁通障柵上開有多個(gè)槽口，磁通障柵內(nèi)填充非磁性材料。該同步磁阻電機(jī)能夠在保證轉(zhuǎn)子強(qiáng)度的同時(shí)有效提高扭矩及轉(zhuǎn)速，使同步磁阻電機(jī)在大中功率及高速方面得以更有效的應(yīng)用。
文檔編號(hào)H02K1/27GK102420474SQ20101029308
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2010年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月27日
發(fā)明者劉延海 申請(qǐng)人:天津市松正電動(dòng)科技有限公司