CN102891577A

CN102891577A - 一种开关磁阻电机

Info

Publication number: CN102891577A
Application number: CN2012103997910A
Authority: CN
Inventors: 普刚; 张大双; 周垚; 叶新伟; 郑翔斌
Original assignee: Dongfeng Motor Co Ltd
Current assignee: Dongfeng Motor Corp
Priority date: 2012-10-19
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2032-10-19
Also published as: CN102891577B

Abstract

一种开关磁阻电机，包括电机机座，所述电机机座上设置有定子，所述定子上缠绕有定子绕组，所述定子内装有转子，所述转子内固定有转子轴，所述电机机座上设置有前端盖和后端盖，所述定子、转子和转子轴位于前端盖与后端盖围成的封闭空间内，所述前端盖与转子之间设置有旋转变压器，所述旋转变压器的变压器转子与转子轴固接在一起，所述旋转变压器的变压器定子与前端盖固接在一起，所述定子绕组为三相集中绕组，所述定子和转子为双凸极结构，所述定子上均匀分布18个磁极，转子上均匀分布12个磁极，所述定子和转子上的磁极为梯形齿结构。结构简单、工作可靠、运行稳定、转矩脉动小、噪声低，便于在汽车上的应用。

Description

一种开关磁阻电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种开关磁阻电机。

背景技术

调速电机是利用改变电机的级数、电压、电流、频率等方法改变电机的转速，以使电机达到较高的使用性能的一种电机。包括变频调速电机、直流调速电机。由于直流电动机具有低转速大力矩的特点,是交流电动机无法取代的, 因此直流调速电机在工业直流电机调速、工业传送带调速、灯光照明调解、计算机电源散热、直流电扇等领域得到了广泛应用。

中国专利授权公告号CN 202395551U，授权公告日2012年8月22日的实用新型专利公开了一种电励磁无刷起动、发电机，电机定子上设计有激磁绕组槽和相绕组槽，定子的激磁绕组槽和相绕组槽数量相同并和转子极数对应，在定子的激磁绕组槽上串联连接有激磁线圈，通以固定的直流电，使其在定子的极上产生N、S交替排列的磁场，并在激磁绕组槽的槽口安装有磁钢，激磁线圈通电后的磁场和磁钢的磁场方向在定子齿上产生的作用相互增强，在定子的相绕组槽内空间对称的放置有三相绕组；转子采用和开关磁阻电机一样的凸极结构。

开关磁阻电机是一种新型调速电机，调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点，是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的最新一代调速系统。开关磁阻电机结构简单，性能优越，可靠性高，覆盖功率范围10W～5MW的各种高低速驱动调速系统。使得开关磁阻电机存在许多潜在的领域，在各种需要调速和高效率的场合均能得到广泛使用（电动车驱动、通用工业、家用电器、纺织机械、电力传动系统等各个领域）。

然而，由于开关磁阻电机工作特性会导致较大的转矩脉动，引起振动和噪声，这限制了开关磁阻电机在一些对振动噪声要求较高行业的运用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中开关磁阻电机噪声大的缺陷和不足，提供一种结构紧凑、噪声小的开关磁阻电机。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种开关磁阻电机，包括电机机座，所述电机机座上设置有定子，所述定子上缠绕有定子绕组，所述定子内装有转子，所述转子内固定有转子轴，所述电机机座上设置有前端盖和后端盖，所述定子、转子和转子轴位于前端盖与后端盖围成的封闭空间内，所述前端盖与转子之间设置有旋转变压器，所述旋转变压器的变压器转子与转子轴固接在一起，所述旋转变压器的变压器定子与前端盖固接在一起，所述定子绕组为三相集中绕组，所述定子和转子为双凸极结构，所述定子上均匀分布18个磁极，转子上均匀分布12个磁极，所述定子和转子上的磁极为梯形齿结构。

所述变压器定子上连接有定子引线，变压器定子上沿圆周均匀分布有长圆安装孔，相邻长圆安装孔之间设置有定位孔，所述变压器转子与转子轴之间通过转子平键相连接。

所述转子两侧设置有压板，所述转子和转子轴之间通过平键相连接，所述转子轴的一端设置有矩形外花键，转子轴的另一端设置有渐开线内花键。

所述转子轴的两端分别设置有前轴承和后轴承，所述前轴承位于旋转变压器和转子之间，所述后轴承位于后端盖与转子之间，并且后轴承为锁死状态。

所述电机机座的内部设置有冷却水道。

所述电机机座的两侧设置有电机安装孔，每侧电机安装孔为不少于4个的螺纹孔。

所述前端盖上安装有低压接插件，所述低压接插件与定子引线相连接。

所述定子绕组的内部设置有绕组温度传感器，所述前端盖和后端盖之间设置有空腔温度传感器，所述绕组温度传感器和空腔温度传感器的控制线与低压接插件相连接。

所述后端盖上安装有接线盒，接线盒上设置有高压插座，所述高压插座上设置有安装防错码，高压插座分别与定子绕组上的控制线对应连接。

所述后端盖上设置有通气阀。

与现有技术相比，本发明具有以下好处：

1、本发明中的电机定子、转子和旋转变压器组成18/12双凸极电机，这种结构的转矩脉动小，电机工作稳定，定子和转子的磁极采用梯形齿结构，可以增强结构强度，降低电机的径向磁吸力，减小转矩脉动，这样做可使得在不影响电机正常运转的情况下，尽可能降低因转子在磁吸力作用下转动给电机稳定性带来的影响，达到降噪的目的。

2、本发明中的旋转变压器通过位于变压器定子上的长圆安装孔、定位孔将变压器定子固定在前端盖上，通过转子平键将变压器转子固定在转子轴上，这样旋转变压器就与开关磁阻电机连成了一体，可以精准的检测电机的位置，提高电机控制系统的性能，使电机运行时更加稳定，噪声低。

3、本发明在转子轴两端设置了前轴承和后轴承，用来支撑转子轴和电机转子,前轴承安装在电机前端盖上，不完全锁死，便于调整安装时的误差；后轴承安装在电机后端盖上，后轴承的两端完全锁死，使电机的运行更加平稳。

4、本发明在在电机机座内部设置有冷却水道，改善了电机的冷却效果，减小了电机的体积，同时电机机座两侧设计有电机安装孔，电机安装孔与发动机的悬置孔位一起构成整个动力总成的四点悬置系统，从而使整个悬置系统的设计更合理，更可靠。

5、本发明在定子绕组的内部设置有绕组温度传感器，在前端盖和后端盖之间设置有空腔温度传感器，这样可以实时监测定子绕组和电机内部的温度变化，保证电机的稳定工作。

6、本发明在前端盖上安装有低压接插件，旋转变压器的定子引线、绕组温度传感器和空腔温度传感器的控制线均接在低压接插件上，使得电机线束的维护更加方便。

7、本发明在后端盖上设置有通气阀，用来防止因电机内部温度过高而造成的损坏。

附图说明

图1是本发明的结构示意图一（剖视图）。

图2是本发明中的定转子结构示意图。

图3是图本发明中的旋转变压器的定转子结构示意图。

图4是本发明的结构示意图二（外形图）。

图中：电机机座1，定子2，定子绕组3，转子4，转子轴5，前端盖6，后端盖7，旋转变压器8，变压器转子9，变压器定子10，定子引线11，长圆安装孔12，定位孔13，转子平键14，压板15，平键16，前轴承17，后轴承18，冷却水道19，电机安装孔20，低压接插件21，接线盒22，高压插座23，绕组温度传感器24，空腔温度传感器25，通气阀26。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

参见图1-图2，一种开关磁阻电机，包括电机机座1，所述电机机座1上设置有定子2，所述定子2上缠绕有定子绕组3，所述定子2内装有转子4，所述转子4内固定有转子轴5，所述电机机座1上设置有前端盖6和后端盖7，所述定子2、转子4和转子轴5位于前端盖6与后端盖7围成的封闭空间内，所述转子4两侧设置有压板15，所述转子4和转子轴5之间通过平键16相连接，所述转子轴5的一端设置有矩形外花键，转子轴5的另一端设置有渐开线内花键，所述定子绕组3的内部设置有绕组温度传感器24，所述前端盖6和后端盖7之间设置有空腔温度传感器25，所述前端盖6与转子4之间设置有旋转变压器8，所述旋转变压器8的变压器转子9与转子轴5固接在一起，所述旋转变压器8的变压器定子10与前端盖6固接在一起，所述转子轴5的两端分别设置有前轴承17和后轴承18，所述前轴承17位于旋转变压器8和转子4之间，所述后轴承18位于后端盖7与转子4之间，并且后轴承18为锁死状态，所述定子绕组3为三相集中绕组，所述定子2和转子4为双凸极结构，所述定子2上均匀分布18个磁极，转子4上均匀分布12个磁极，所述定子2和转子4上的磁极为梯形齿结构。

所述后端盖7上设置有通气阀26，用来防止因开关磁阻电机内部温度过高而造成损坏。

参见图3，所述变压器定子10上连接有定子引线11，变压器定子10上沿圆周均匀分布有七个长圆安装孔12，相邻长圆安装孔12之间设置有定位孔13，所述变压器转子9与转子轴5之间通过转子平键14相连接，这样旋转变压器8就与开关磁阻电机连成了一体，运行时更加稳定。

参见图4，所述电机机座1的内部设置有冷却水道19，可以改善电机的冷却效果，电机机座1的两侧设置有电机安装孔20，每侧电机安装孔20的数量为四个，且都为螺纹孔，这样电机安装孔20就可以与发动机的悬置孔位一起构成整个动力总成的四点悬置系统。

所述前端盖6上安装有低压接插件21，所述低压接插件21与定子引线11、绕组温度传感器24和空腔温度传感器25的控制线相连接，所述后端盖7上安装有接线盒22，接线盒22上设置有高压插座23，所述高压插座23上设置有安装防错码，高压插座23分别与定子绕组3上的控制线对应连接。

本发明的安装过程为：①将定子绕组3安装到电机定子上，将定子2整体热套到电机机座1上，②将转子4用压板15压紧，再将转子4通过平键16固定在转子轴5上，将固定有转子4的转子轴5插入定子2中，③在转子轴5两端安装前轴承17和后轴承18，④将旋转变压器8通过位于变压器定子10上的长圆安装孔12和定位孔13固定在前端盖6上，将定子引线11连接到低压接插件21上，⑤将绕组温度传感器24放在定子绕组3内部，将绕组温度传感器24的控制线连接到低压接插件21上，⑥将前端盖6和后端盖7安装到电机机座1上，并确保旋转变压器8上的变压器转子9通过转子平键14与转子轴5连接在一起，然后在前端盖6和后端盖7之间安装空腔温度传感器25，将绕组温度传感器24的控制线连接到低压接插件21上，将定子绕组3的控制线分别对应连接到高压插座23上，从而完成开关磁阻电机的装配。

Claims

1.一种开关磁阻电机，包括电机机座（1），所述电机机座（1）上设置有定子（2），所述定子（2）上缠绕有定子绕组（3），所述定子（2）内装有转子（4），所述转子（4）内固定有转子轴（5），所述电机机座（1）上设置有前端盖（6）和后端盖（7），所述定子（2）、转子（4）和转子轴（5）位于前端盖（6）与后端盖（7）围成的封闭空间内，所述前端盖（6）与转子（4）之间设置有旋转变压器（8），所述旋转变压器（8）的变压器转子（9）与转子轴（5）固接在一起，所述旋转变压器（8）的变压器定子（10）与前端盖（6）固接在一起，所述定子绕组（3）为三相集中绕组，其特征在于：所述定子（2）和转子（4）为双凸极结构，所述定子（2）上均匀分布18个磁极，转子（4）上均匀分布12个磁极，所述定子（2）和转子（4）上的磁极为梯形齿结构。

2.根据权利要求1所述的一种开关磁阻电机，其特征在于：所述变压器定子（10）上连接有定子引线（11），变压器定子（10）上沿圆周均匀分布有长圆安装孔（12），相邻长圆安装孔（12）之间设置有定位孔（13），所述变压器转子（9）与转子轴（5）之间通过转子平键（14）相连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种开关磁阻电机，其特征在于：所述转子（4）两侧设置有压板（15），所述转子（4）和转子轴（5）之间通过平键（16）相连接，所述转子轴（5）的一端设置有矩形外花键，转子轴（5）的另一端设置有渐开线内花键。

4.根据权利要求1或2所述的一种开关磁阻电机，其特征在于：所述转子轴（5）的两端分别设置有前轴承（17）和后轴承（18），所述前轴承（17）位于旋转变压器（8）和转子（4）之间，所述后轴承（18）位于后端盖（7）与转子（4）之间，并且后轴承（18）为锁死状态。

5.根据权利要求1或2所述的一种开关磁阻电机，其特征在于：所述电机机座（1）的内部设置有冷却水道（19）。

6.根据权利要求1或2所述的一种开关磁阻电机，其特征在于：所述电机机座（1）的两侧设置有电机安装孔（20），每侧电机安装孔（20）为不少于4个的螺纹孔。

7.根据权利要求2所述的一种开关磁阻电机，其特征在于：所述前端盖（6）上安装有低压接插件（21），所述低压接插件（21）与定子引线（11）相连接。

8.根据权利要求7所述的一种开关磁阻电机，其特征在于：所述定子绕组（3）的内部设置有绕组温度传感器（24），所述前端盖（6）和后端盖（7）之间设置有空腔温度传感器（25），所述绕组温度传感器（24）和空腔温度传感器（25）的控制线与低压接插件（21）相连接。

9.根据权利要求1所述的一种开关磁阻电机，其特征在于：所述后端盖（7）上安装有接线盒（22），接线盒（22）上设置有高压插座（23），所述高压插座（23）上设置有安装防错码，高压插座（23）分别与定子绕组（3）上的控制线对应连接。

10.根据权利要求1所述的一种开关磁阻电机，其特征在于：所述后端盖（7）上设置有通气阀（26）。