CN201204532Y - 一种用全距绕组励磁的3相开关磁阻电动机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用全距绕组励磁的3相开关磁阻电动机，属于电动机领域。所述装置包括：定子铁芯、转子铁芯和功率电路；定子铁芯有6N个定子凸极，转子铁芯有4N个转子凸极。相邻的3个所定子凸极为一组三相，每组定子凸极外嵌装励磁线圈。各励磁线圈规格相同，通过串联或并联构成全距励磁绕组；当全距励磁绕组通有直流电流时，各组定子凸极的磁性在所述定子铁芯上呈N极、S极间隔排列。这种利用嵌装在三相一组定子铁芯凸极外的励磁线圈构成全距励磁绕组可获得定子铁芯3相凸极共用的恒定磁通，无需在定子铁芯上设置专门的励磁凸极。这种结构简化了电动机定子的结构，使定子整体结构更为紧凑，同时也提高了定子制造材料的利用率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电动机械，特别是涉及一种用全距绕组励磁的3相开关磁阻电动机。
背景技术
近年来，开关磁阻电动机技术在国内外得到越来越广泛的应用。现有的开关磁阻电动机多为永磁式开关磁阻电动机，即利用永磁材料制成定子的励磁凸极。
在永磁式开关磁阻电动机的基础上，本申请此前人研发了如图1所示的一种他激3相开关磁阻电动机。这种电动机包括定子和转子，转子有4N个凸极，定子有3N个普通凸极和N个励磁凸极，其中N为大于2或者等于2的整数；定子的励磁凸极以及各相普通凸极在圆周上均匀分布，并且具有相同的磁性。转子4N个凸极在转子圆周上均匀。这种他激3相开关磁阻电动机定子铁芯励磁凸极由非永磁性材料制成，通过在励磁凸极外所嵌的励磁线圈可产生恒定的磁通。这种他激3相开关磁阻电动机的制造工艺与一般开关磁阻电动机一样，不需使用昂贵的永磁材料，电动机功率可以做大，且不怕退磁，允许使用于环境温度较高的场合；同时由于激磁绕组设置在定子上，电动机转子结构简单牢固，转动惯量小，比起交流同步电动机来具有明显的优势。但另一方面，在这种他激的3相开关磁阻电动机中，定子铁芯的磁轭上设有专门的励磁凸极，这样会占据一定的空间，使电动机的材料利用率降低。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用全距绕组励磁的3相开关开关磁阻电动机。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种用全距绕组励磁的3相开关磁阻电动机，包括：定子铁芯、转子铁芯和功率电路；所述定子铁芯有6N个定子凸极，所述转子铁芯有4N个转子凸极，其中N为大于或等于1的整数；其特征在于，以相邻的3个所述定子凸极为一组三相，共2N组，每组定子凸极外嵌装励磁线圈。
本实用新型一种用全距绕组励磁的3相开关磁阻电动机中，N为大于1的整数。
本实用新型一种用全距绕组励磁的3相开关磁阻电动机的各励磁线圈规格相同，通过串联或并联构成全距励磁绕组；当全距励磁绕组通有直流电流时，各组定子凸极的磁性在定子铁芯上呈N极、S极间隔排列。
本实用新型一种用全距绕组励磁的3相开关磁阻电动机的各组定子凸极之间的组间凹槽的深度比其他相邻定子凸极之间的凹槽深。
本实用新型一种用全距绕组励磁的3相开关磁阻电动机的各定子凸极外嵌装凸极线圈。
本实用新型一种用全距绕组励磁的3相开关磁阻电动机中，均匀分布于定子铁芯的2N个所述定子凸极线圈构成同一相绕组；当相绕组通过驱动电流时，同一相绕组的各定子凸极的磁性在定子铁芯上呈N极、S极间隔排列。
本实用新型一种用全距绕组励磁的3相开关磁阻电动机的三相绕组的尾端连成一起，成为星形的中点后浮置，其功率电路为一个三相桥式逆变电路。
本实用新型一种用全距绕组励磁的3相开关磁阻电动机的功率电路中为励磁绕组供电的直流电源并联有滤波电容。
本实用新型一种用全距绕组励磁的3相开关磁阻电动机的每组定子凸极外嵌装自身短路的全距阻尼线圈。
本实用新型的一种用全距绕组励磁的3相开关磁阻电动机与现有的他激3相开关磁阻电动机相比的有益效果是：本实用新型的一种用全距绕组励磁的3相开关磁阻电动机利用嵌装在三相一组定子铁芯凸极外的励磁线圈构成全距励磁绕组，为该全距励磁绕组通以直流电流即可获得定子铁芯3相凸极共用的恒定磁通，而不需要在定子铁芯上设置专门的励磁凸极。这种结构简化了电动机定子的结构，使定子整体结构更为紧凑，同时也提高了定子制造材料的利用率。
附图说明
图1是现有的一种他激3相开关磁阻电动机结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的一种用全距绕组励磁的3相开关磁阻电动机结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
参见图2，本实用新型的一种用全距绕组励磁的3相开关磁阻电动机是在图1所示现有的他激式3相开关磁阻电动机的基础上改进而成的。本实用新型的一种用全距绕组励磁3相开关磁阻电动机主要由定子铁芯、转子铁芯以及作为驱动的功率电路构成。定子铁芯的圆周均匀分布有6N个定子凸极，转子铁芯均匀分布有4N个转子凸极。N可以是大于或者等于2的任意整数，在本实施例中N的取值为2.，所以定子铁芯上就有12个定子凸极，转子铁芯有8个转子凸极。在12个定子凸极中以相邻的3个凸极为一组，整个定子凸极被分为4组，每组的3个定子凸极依次分别为A相、B相和C相。在整个定子圆周上，定子凸极按照A相、B、C相、A相、B相、C相......的顺序依次排列。
相邻各组之间的定子凸极的组间凹槽的深度比其他相邻定子凸极之间的凹槽深。在为制造本实用新型的用全距绕组励磁的3相开关磁阻电动机而绕制线圈时，首先在每组定子铁芯的三个定子凸极外嵌装全距励磁线圈，这样，定子铁芯上共有4个全距励磁线圈，全距励磁线圈分别被嵌装在各组定子凸极之间较深的组间凹槽内。绕制完全距励磁线圈后，再分别在12个定子凸极上嵌装匝数已经减少的各相凸极线圈。
在定子铁芯上的4个全距励磁线圈的规格一样，通过串连或并联连构成全距励磁绕组。在全距励磁绕组通有直流电流时，各全距励磁线圈流过相等的电流，使各组定子凸极的磁性在定子圆周上呈N极、S极间隔排列。
12个定子凸极外的凸极线圈用来通过驱动电流。圆周上均匀分布的4个A相定子凸极属于同1相，同一相定子凸极外的凸极线圈通过串连或并联构成A相绕组。同样的，在定子上还分别有B相和C相绕组。相绕组通过驱动电流时，同一相各线圈流过相等的电流，使该相定子凸极的极性在圆周上呈N极、S极间隔排列
在本实用新型中，三个相绕组的尾端连在一起，成为星形后浮置，然后通过三个头端，用一个三相桥式逆变电路来作为驱动电路。三相桥式逆变电路所用的功率元件少，非常紧凑和经济，并且电动机与控制器间的主电路连线也只有三根。
为了在相绕组换流时，不会在励磁绕组上感应出大的电势，本实用新型中在给励磁绕组供电时，直流电源上应并联足够大的滤波电容；这样做以后还可迫使电动机工作在“双相激励”状态，减少3相绕组的自感和相绕组间的互感，既有利于换流，又可以减小残剩的磁阻变化转矩。
要达到上述目的，也可在嵌装励磁线圈前，先在每组定子凸极上嵌装自身短路的全距阻尼线圈。4个阻尼线圈的规格一样。嵌装时与定子铁芯以及其后嵌装的励磁线圈之间要保证可靠绝缘。由于加装了阻尼线圈，为保证绝缘良好，定子凸极的组间凹槽的深度应做得更深一些。
本实用新型电动机获得的电磁转矩完全依靠磁场反应转矩，转矩的大小正比于励磁磁通和相电流的大小，转矩方向也与两者的方向有关。在励磁磁通和转子的转向确定以后，只要相电流的相位正确，就可以在定子凸极磁导的上升段和下降段都得到使转子加速的电磁转矩。正负交变的相电流能让定子8个凸极同时产生转矩，电动机材料的利用率很高。
与图1所示的一种他激3相开关磁阻电动机相比，如果励磁线圈中通以相同的直流电流，本实用新型用全距绕组励磁3相开关磁阻电动机能得到大约两倍的磁通。因为磁路中对应于各个励磁线圈所产生的磁势，磁阻几乎小两倍。
从原理来说，当N的取值为1时，本实用新型也是可以实现的，但励磁线圈每圈的铜电阻较大，增加了励磁损耗；其次漏磁也比较大，可能会影响电动机的性能。因此，更为优选的方式是将N的取值确定为大于1的整数。此外在N为偶数时，把励磁线圈间隔地省去一半，本实用新型也可以实现，但这种做法会使定子结构的均匀性差些。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1、一种用全距绕组励磁的3相开关磁阻电动机，包括：定子铁芯、转子铁芯和功率电路；所述定子铁芯有6N个定子凸极，所述转子铁芯有4N个转子凸极，其中N为大于或等于1的整数；其特征在于，以相邻的3个所述定子凸极为一组三相，共2N组，每组定子凸极外嵌装励磁线圈。
2、根据权利要求1所述的一种用全距绕组励磁的3相开关磁阻电动机，其特征在于，所述N为大于1的整数。
3、根据权利要求1所述的一种用全距绕组励磁的3相开关磁阻电动机，其特征在于，所述各励磁线圈规格相同，通过串联或并联构成全距励磁绕组；当所述全距励磁绕组通有直流电流时，所述各组定子凸极的磁性在所述定子铁芯上呈N极、S极间隔排列。
4、根据权利要求1所述的一种用全距绕组励磁的3相开关磁阻电动机，其特征在于，所述各组定子凸极之间的组间凹槽的深度比其他相邻定子凸极之间的凹槽深。
5、根据权利要求1所述的一种用全距绕组励磁的3相开关磁阻电动机，其特征在于，所述各定子凸极外嵌装凸极线圈。
6、根据权利要求5所述的一种用全距绕组励磁的3相开关磁阻电动机，其特征在于，均匀分布于所述定子铁芯的2N个所述定子凸极线圈构成同一相绕组；当所述相绕组通过驱动电流时，所述同一相绕组的各定子凸极的磁性在所述定子铁芯上呈N极、S极间隔排列。
7、根据权利要求1所述的一种用全距绕组励磁的3相开关磁阻电动机，其特征在于，所述三相绕组的尾端连成一起，成为星形的中点后浮置，所述功率电路为一个三相桥式逆变电路。
8、根据权利要求1所述的一种用全距绕组励磁的3相开关磁阻电动机，其特征在于，在所述功率电路中为励磁绕组供电的直流电源并联有滤波电容。
9、根据权利要求1所述的一种用全距绕组励磁的3相开关磁阻电动机，其特征在于，所述每组定子凸极外嵌装自身短路的全距阻尼线圈。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103384108A (zh) * | 2012-10-12 | 2013-11-06 | 七台河鸿泰能科技研发有限责任公司 | 磁阻电机 |
| CN103904854A (zh) * | 2012-12-28 | 2014-07-02 | 北京中纺锐力机电有限公司 | 一种开关磁阻电动机 |
| WO2019015413A1 (zh) * | 2017-07-18 | 2019-01-24 | 深圳华引动力科技有限公司 | 各相凸极集中布置的定子铁芯及各相凸极集中布置的电机 |
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2008
- 2008-05-06 CN CNU2008200804154U patent/CN201204532Y/zh not_active Expired - Fee Related
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