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CN105871159A - 一种振动抑制开关磁阻电机 - Google Patents

一种振动抑制开关磁阻电机 Download PDF

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CN105871159A
CN105871159A CN201610222009.6A CN201610222009A CN105871159A CN 105871159 A CN105871159 A CN 105871159A CN 201610222009 A CN201610222009 A CN 201610222009A CN 105871159 A CN105871159 A CN 105871159A
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CN
China
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inner rotor
outer stator
teeth
tooth
vibration
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Pending
Application number
CN201610222009.6A
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Inventor
戴跃洪
唐逵
唐鹏
高宇
宋林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Electronic Science and Technology of China
Original Assignee
University of Electronic Science and Technology of China
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Publication date
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Abstract

本发明公开了一种振动抑制开关磁阻电机，开关磁阻电机的主体系统构件包括前盖，所诉前盖中心处设置有一轴承，内转子轴，内转子，外定子外壳，外定子筒，中盖，所诉中盖中心处设置有与前盖采用的同样一轴承，位置传感器，内转子凸极复制片，后盖；辅助构件包括轴承，长形螺丝，弹性圆筒，绕组，永磁体，螺丝。本发明的外定子绕组放置位置灵活，电机的径向尺寸可根据其进行调整，铁心损耗小，相互干扰小，转矩的脉动能得到一定程度上的缓解，具有较高可靠性和容错性。

Description

一种振动抑制开关磁阻电机
技术领域
属于开关磁阻电机(SRM)领域，特别是一种新型开关磁阻电机的混合励磁装置。
技术背景
开关磁阻电机具有调速范围广、电机结构简单、效率高等一系列优良性能，经过最近几十年的发展，凭借结构简单、可靠性高、坚固耐用的特点，在很多领域都展现出极高的发展潜力。但是由于转矩脉动大、振动等缺点，却无法应用到对精度要求很高的场合中。其定内转子呈双凸极结构，使得该电机的电磁转矩具有周期脉动性，由此导致了磁场具有饱和特性及非线性，在SR电机运行时会产生较大的振动和噪声，这也成为制约该电机发展和应用的一个重要因素。长久以来，如何更好地抑制电机的转矩脉动和振动一直是研究的焦点所在。
影响转矩脉动的原因之一就是在于定、内转子凸极的相对转动使得它们之间气隙产生突变，因此设计一个使气隙能缓和变化的结构能在一定程度上减少转矩脉动。另外，短磁路不但能够可进一步减小铁心损耗和电机重量，而且可增加电机出力，并减小振动噪声。
发明内容
本发明针对双凸极、径向磁场开关磁阻电机，提供了一种减小转矩脉动的装置，从而增加开关磁阻电机运行时的稳定性。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种振动抑制开关磁阻电机，包括：前盖、内转子、外定子、后盖；内转子包括：内转子轴、内转子极；外定子包括：圆筒、设置在圆筒上的外定子极、永磁体、绕组；其特征在于所述外定子极采用“E”型结构，包括：上齿、中齿、下齿，各齿中嵌入永磁体，绕组绕制于中齿上，各齿端轴向形状为波浪形；所述内转子结构与外定子相配合，内转子各齿端轴向形状为与外定子各齿配合的波浪形，且内转子各齿端径向形状为两侧递减的波浪形。
进一步的，所述外定子各齿端径向两侧设有楔形的齿檐。
进一步的，所述外定子和内转子的上、下齿厚度相同，中齿的厚度大于上、下齿。
进一步的，所述内转子各齿的极弧大于外定子的各齿的极弧。
进一步的，所述外定子外侧设置有外壳，外壳与外定子之间设置弹性圆筒。
进一步的，还包括传感结构，该传感结构包括：中盖、传感器、内转子凸极复制片，其中传感器上设有检测沟槽，内转子凸极复制片固定在内转子轴末段，与其一起转动，内转子凸极复制片上的凸齿与内转子的凸极位置对应并且弧度大小一致；传感器的检测沟槽与内转子凸极复制片上的凸齿相互配合。
更进一步的方案是：
所诉的定、内转子均设置有改善气隙和转矩的结构形状，其中外定子还包括了减小铁心损耗、增强气隙磁场的设计。
所诉的外定子外壳5与外定子筒6之间套接有一弹性圆筒4，此弹性圆筒可起到振动缓冲的作用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
有效减少了气隙突变对电机转矩的影响，能适当缓解径向磁力对外定子外壳的振动冲击，外定子的短磁路设计能有效减少铁心损耗和外定子重量，此外位置检测装置布置在定内转子封闭磁场外部，可以使电机径向尺寸更加紧凑，同时减少励磁磁场与检测装置之间的电磁干扰。
附图说明
图1为本发明的整体结构爆炸图
图2为本发明的定、内转子结构主视图
图3为本发明的定内转子结构上试图
图4为本发明的定内转子结构磁路示意图
具体实施方式：
下面结合附图对本发明进行进一步说明。
请参照图1，整个电机主体系统构件包括前盖1，内转子轴2，内转子3，外定子外壳5，外定子筒6，中盖8，位置传感器9，内转子凸极复制片10，后盖11，辅助构件包括轴承100，长形螺丝110，弹性圆筒4，绕组7，长形永磁体131，短形永磁体130，螺丝150；
整个电机可以通过外定子外壳5和后盖11的底座架固定台面上。
请参照图2，本发明的一个实施方案中，内转子3和外定子极120设有上、中、下三个凸齿，外定子的中间凸齿轴向厚约为上(下)凸齿的两倍，六个绕组7套在外定子极中间凸齿处，外定子和内转子铁芯均由硅钢片叠压而成，整体为三相绕组，采用集中绕组的形式；
定、内转子凸齿的轴向形状为波浪形，且相互契合，中间留有小气隙；
在外定子极的上、下两个凸齿的槽中嵌入短形永磁体130，在外定子极的中间凸齿的槽中嵌入长形永磁体131。
请参照图3，本发明的一个实施方案中，内转子3凸极的切向为向两侧递减的波浪结构，所诉内转子凸极的表面呈三段左右对称的波浪形进行平滑过渡，所诉内转子极弧比外定子极弧大，外定子极120两侧设置有楔形端。
请参照图4，本发明的一个实施方案中，磁通依次经过外定子极的上(下)轭、外定子凸极的上(下)凸齿、外定子凸齿与内转子凸齿间的上(下)气隙、内转子凸齿、内转子、外定子凸齿与内转子凸齿间中间气隙以及外定子凸极的中间凸齿，形成回路；
所诉的磁通回路使得电机采用单向电流通电，永磁体磁极的磁场方向要与电流在绕组上产生的磁场方向相同，才能起到磁通增强的作用，保证外定子的上、中、下三个凸齿对电机内转子产生磁力，拖动电机内转子运转。
上述实施方式只是对本设计思路的简单文字描述，而不是对发明设计思路的限制，任何不超出本专利思路的组合，增加或修改，均落入本专利的保护范围。

Claims (6)

1.一种振动抑制开关磁阻电机，包括：前盖、内转子、外定子、后盖；内转子包括：内转子轴、内转子极；外定子包括：圆筒、设置在圆筒上的外定子极、永磁体、绕组；其特征在于所述外定子极采用“E”型结构，包括：上齿、中齿、下齿，各齿中嵌入永磁体，绕组绕制于中齿上，各齿端轴向形状为波浪形；所述内转子结构与外定子相配合，内转子各齿端轴向形状为与外定子各齿配合的波浪形，且内转子各齿端径向形状为两侧递减的波浪形。
2.如权利要求1所述的一种振动抑制开关磁阻电机，其特征在于还包括传感结构，该传感结构包括：中盖、传感器、内转子凸极复制片，其中传感器上设有检测沟槽，内转子凸极复制片固定在内转子轴末段，与其一起转动，内转子凸极复制片上的凸齿与内转子的凸极位置对应并且弧度大小一致；传感器的检测沟槽与内转子凸极复制片上的凸齿相互配合。
3.如权利要求1或2所述的一种振动抑制开关磁阻电机，其特征在于所述外定子各齿端径向两侧设有楔形的齿檐。
4.如权利要求1或2所述的一种振动抑制开关磁阻电机，其特征在于所述外定子和内转子的上、下齿厚度相同，中齿的厚度大于上、下齿。
5.如权利要求1或2所述的一种振动抑制开关磁阻电机，其特征在于所述内转子各齿的极弧大于外定子的各齿的极弧。
6.如权利要求1或2所述的一种振动抑制开关磁阻电机，其特征在于所述外定子外侧设置有外壳，外壳与外定子之间设置弹性圆筒。
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