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CN101546927A - “［”形模块化定子分段转子开关磁阻电机 - Google Patents

“［”形模块化定子分段转子开关磁阻电机 Download PDF

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CN101546927A
CN101546927A CN200910031056A CN200910031056A CN101546927A CN 101546927 A CN101546927 A CN 101546927A CN 200910031056 A CN200910031056 A CN 200910031056A CN 200910031056 A CN200910031056 A CN 200910031056A CN 101546927 A CN101546927 A CN 101546927A
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CN
China
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rotor
stator
core block
switched reluctance
stator core
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Pending
Application number
CN200910031056A
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English (en)
Inventor
陈小元
邓智泉
王晓琳
彭晶晶
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.)
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Original Assignee
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
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Abstract

本发明公布了一种“[”形模块化定子分段转子开关磁阻电机，属于开关磁阻电机领域。本发明可为三相6/4、四相8/6或三相12/8等结构，包括模块化的定子铁心块(1)、定子绕组(2)、分段的转子铁心块(3)和不导磁的转子套(4)，其特征在于模块化的定子铁心块呈“[”形，定子绕组(2)缠绕在模块化的定子铁心块(1)的轭上，分段的转子铁心块(3)嵌入在不导磁的转子套(4)中，组成圆柱形结构转子。本发明的“[”形模块化定子分段转子开关磁阻电机，绕线空间大，绕线方便，转子高速运行时的风(油)阻小，且定子铁心块(1)模块化，制造成本低。

Description

“[”形模块化定子分段转子开关磁阻电机
技术领域
本发明涉及一种“[”形模块化定子分段转子开关磁阻电机，属于电机类的开关磁阻电机领域。
背景技术
开关磁阻电机定子和转子均为凸极结构，其中定子铁心齿极上绕有集中绕组，转子是简单的实心迭片结构，无永磁材料和绕组。这种结构简单坚固，可靠耐用，且开关磁阻电机控制灵活，容错能力强，具有高温和高速适应性等优点，适合应用于先进飞机、汽车和舰船等领域。
开关磁阻电机的绕组绕在定子铁心齿极上，由于绕线空间相对较小，绕线操作不易自动化，绕线质量不易保证，从而限制了电机的性能。且凸极结构转子使得高速运行时的风阻力大，油冷却条件下高速运行时的阻力更大。为了减小风(油)阻，可以增加转子槽楔或在转子中加填充物，虽然降低风(油)阻的效果明显，但对工艺的要求高，也增加了转子结构的复杂性。
目前国际上研究的三相6/4结构、三相12/8结构的分段转子开关磁阻电机，转子为圆柱形结构，可明显降低转子高速运行时的风(油)阻力，但是全槽分布的定子各绕组须跨越多个定子齿，各绕组在定子端部交叠，电机整个绕组的端部很大，降低了绕组的利用率并增加了电机的端部效益，同时也降低了电机的可靠性，使得电机的整体性能降低。英国纽卡斯尔大学的Barrie C.Mecrow教授提出了一种三相12/10结构的单齿绕组分段转子开关磁阻电机，其特点在于定子采用大小齿结构，定子各绕组不再采用全槽分布绕组而是直接绕在各定子大齿上，使得各绕组不再跨越多个定子齿，端部绕组无交叠，绕组端部小，提高了绕组的利用率，但是其相对多的转子极数，不仅使得转子强度降低，而且每转步距数增多，功率变换器开关频率增加，从而增加了电机和控制器的成本。
发明内容
本发明目的是提出一种绕组绕线空间大，易于自动化绕线，高速运行时风(油)阻力小，制造成本低的新型开关磁阻电机。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
本发明的“[”形模块化定子分段转子开关磁阻电机，包括模块化的定子铁心块、定子绕组、分段的转子铁心块和不导磁的转子套，其特征在于：模块化的定子铁心块呈“[”形，定子绕组缠绕在模块化的定子铁心块的轭上，分段的转子铁心块嵌入在不导磁的转子套中，组成圆柱形结构转子。
本发明的“[”形模块化定子分段转子开关磁阻电机的主要优点：
(1)、定子绕组缠绕在模块化的定子铁心块的轭上，绕组绕线空间大，较多的绕线匝数可以提高电机的磁动势。
(2)、每个模块化的定子铁心块可以单独绕组，绕线操作易于自动化，且能保证电机每个绕组的一致性，从而保障电机的性能。
(3)、模块化的转子铁心块嵌入在不导磁的转子套中，组成圆柱形结构转子，转子高速运行时的风(油)阻力小。
(4)、省去了普通开关磁阻电机径向定子的轭部分，所以本发明的“[”形模块化定子分段转子开关磁阻电机铁心材料用量少，且定子铁心块模块化，整个电机制造成本低。
附图说明
图1是本发明的“[”形模块化定子分段转子开关磁阻电机的轴向截面磁力线示意图，图中标号名称：1、定子铁心块，2、定子绕组，3、转子铁心块，4、不导磁的转子套。
图2是本发明的三相6/4结构“[”形模块化定子分段转子开关磁阻电机的示意图，图中标号名称：1、定子铁心块，2、定子绕组，3、转子铁心块，4、不导磁的转子套。
图3是本发明的四相8/6结构“[”形模块化定子分段转子开关磁阻电机的示意图，图中标号名称：1、定子铁心块，2、定子绕组，3、转子铁心块，4、不导磁的转子套。
图4是本发明的三相12/8结构“[”形模块化定子分段转子开关磁阻电机的示意图，图中标号名称：1、定子铁心块，2、定子绕组，3、转子铁心块，4、不导磁的转子套。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明：
本发明的“[”形模块化定子分段转子开关磁阻电机可为三相6/4，四相8/6或三相12/8等结构，其工作原理相同。
如图1所示，本发明的“[”形模块化定子分段转子开关磁阻电机，包括模块化的定子铁心块1、定子绕组2、分段的转子铁心块3和不导磁的转子套4。分段的转子铁心块3嵌入在不导磁的转子套4中，组成圆柱形结构转子。模块化的定子铁心块呈“[”形，定子绕组缠绕在模块化的定子铁心块1的轭上。各相绕组通过外电路连接并在各相绕组的自感上升期通以电流，磁通依次经过定子铁心块1的轭、定子铁心块1的上齿，定子铁心块1与转子铁心块3间上气隙，转子铁心块3，定子铁心块1与转子铁心块3间下气隙及定子铁心块1的下齿，形成回路，对电机转子产生作用力，拖动电机转子运转，驱动负载运行。
图2所示为本发明的三相6/4结构的“[”形模块化定子分段转子开关磁阻电机的示意图，包括模块化的定子铁心块1、定子绕组2、分段的转子铁心块3和不导磁的转子套4。模块化的定子铁心块1呈“[”形，由硅钢片叠压而成，共6个，沿径向相间60°放置，4个转子铁心块3也均由硅钢片叠压而成，分别沿径向相间90°嵌入在不导磁的转子套4中，组成圆柱形结构转子。每个模块化的定子铁心块1的轭上缠绕一个定子绕组2，共6个定子绕组2，相对的两个模块化的定子铁心块1上的两个定子绕组2串联或并联为一相，共三相绕组。各相绕组通过外电路连接并在各相绕组的自感上升期通以电流，磁通依次经过定子铁心块1的轭、定子铁心块1的上齿，定子铁心块1与转子铁心块3间上气隙，转子铁心块3，定子铁心块1与转子铁心块3间下气隙及定子铁心块1的下齿，形成回路，对电机转子产生作用力，拖动电机转子运转，驱动负载运行。
图3所示为本发明的四相8/6结构的“[”形模块化定子分段转子开关磁阻电机的示意图，包括模块化的定子铁心块1、定子绕组2、分段的转子铁心块3和不导磁的转子套4。模块化的定子铁心块1呈“[”形，由硅钢片叠压而成，共8个，沿径向相间45°放置，6个转子铁心块3也均由硅钢片叠压而成，分别沿径向相间60°嵌入在不导磁的转子套4中，组成圆柱形结构转子组件。每个模块化的定子铁心块1的轭上缠绕一个定子绕组2，共8个定子绕组2，相对的两个模块化的定子铁心块1上的两个定子绕组2串联或并联为一相，共四相绕组。各相绕组通过外电路连接并在各相绕组的自感上升期通以电流，磁通依次经过定子铁心块1的轭、定子铁心块1的上齿，定子铁心块1与转子铁心块3间上气隙，转子铁心块3，定子铁心块1与转子铁心块3间下气隙及定子铁心块1的下齿，形成回路，对电机转子产生作用力，拖动电机转子运转，驱动负载运行。
图4所示为本发明的三相12/8结构的“[”形模块化定子分段转子开关磁阻电机的示意图，包括模块化的定子铁心块1、定子绕组2、分段的转子铁心块3和不导磁的转子套4。模块化的定子铁心块1呈“[”形，由硅钢片叠压而成，共12个，沿径向相间30°放置，8个转子铁心块3也均由硅钢片叠压而成，分别沿径向相间45°嵌入在不导磁的转子套4中，组成圆柱形结构转子组件。每个模块化的定子铁心块1的轭上缠绕一个定子绕组2，共12个定子绕组2，圆周上相隔90°的四个模块化的定子铁心块1上的四个定子绕组2，串联或并联或两串两并连接为一相，共三相绕组。各相绕组通过外电路连接并在各相绕组的自感上升期通以电流，磁通依次经过定子铁心块1的轭、定子铁心块1的上齿，定子铁心块1与转子铁心块3间上气隙，转子铁心块3，定子铁心块1与转子铁心块3间下气隙及定子铁心块1的下齿，形成回路，对电机转子产生作用力，拖动电机转子运转，驱动负载运行。

Claims (1)

1、一种“[”形模块化定子分段转子开关磁阻电机，包括模块化的定子铁心块(1)、定子绕组(2)和分段的转子铁心块(3)和不导磁的转子套(4)，其特征在于模块化的定子铁心块(1)呈“[”形，定子绕组(2)缠绕在模块化的定子铁心块(1)的轭上，分段的转子铁心块(3)嵌入在不导磁的转子套(4)中，组成圆柱形结构转子。
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