CN1645712A - 双定子开关磁阻电机 - Google Patents

双定子开关磁阻电机 Download PDF

Info

Publication number
CN1645712A
CN1645712A CN 200510037635 CN200510037635A CN1645712A CN 1645712 A CN1645712 A CN 1645712A CN 200510037635 CN200510037635 CN 200510037635 CN 200510037635 A CN200510037635 A CN 200510037635A CN 1645712 A CN1645712 A CN 1645712A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stator
phase
electric motor
rotor
resistant electric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN 200510037635
Other languages
English (en)
Other versions
CN1302597C (zh
Inventor
朱德明
严仰光
孟小利
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Aeronautics and Astronautics filed Critical Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority to CNB200510037635XA priority Critical patent/CN1302597C/zh
Publication of CN1645712A publication Critical patent/CN1645712A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1302597C publication Critical patent/CN1302597C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

一种双定子开关磁阻电机，包括定子与转子均由硅钢片叠压成凸极式齿槽结构。其特点是定、转子铁芯均由两段组成，两段铁芯长相同。转子或定子两段铁芯错开180/相数度电角度安装。转子上无绕组，定子齿上分别套装两套集中电枢绕组，每套绕组相同相位的两个齿上电枢绕组串联或并联构成一相。产生的转矩脉动为电机左段产生的转矩脉动与右段产生的转矩脉动的合成，合成转矩不仅增加了，且转矩脉动幅值得到降低，频率提高一倍。

Description

双定子开关磁阻电机
技术领域
本发明的双定子开关磁阻电机属电机类的无刷直流电机。
背景技术
开关磁阻电机是结构最简单的电机之一，具有广阔的应用前景。该电机按相数可分为：(1)单相开关磁阻电机；(2)两相开关磁阻电机；(3)三相开关磁阻电机；(4)四相开关磁阻电机；(5)多相开关磁阻电机。其中三相6/4结构和四相8/6结构应用甚广。其传统转矩控制策略有：(1)电流斩波控制；(2)角度位置控制。由于开关磁阻电机定转子都是凸极式齿槽结构，且齿数较少，齿槽效应明显，已有的开关磁阻电机都有转矩脉动大的缺点，使它的应用受到限制。
目前，国内外学者主要致力于从控制上来抑制转矩脉动，采用包括转矩平滑、转矩分配、和人工智能等方法，但实现起来或多或少都存在一定的缺陷。在结构上，Mehdi moallem和清华大学于庆广对开关磁阻的齿型进行优化，通过提高定转子的齿宽来降低转矩脉动，提供了降低转矩脉动的一个途径。
发明内容
本发明的目的在于提出一种在结构上可以减小转矩脉动的新型开关磁阻电机。
本发明的双定子开关磁阻电机，由定子、转子、转子位置传感器和其他附件构成。其定、转子铁芯均由两段组成，两段铁芯长相同。可以转子两段铁芯的齿对齐，定子两段铁芯的齿错开180/相数度电角度；也可以定子两段铁芯的齿对齐，转子两段铁芯的齿错开180/相数度电角度(如三相6/4结构时为15度机械角)。两段定子上分别套有相同匝数集中电枢绕组。两套电枢绕组分别与外接功率变换电路相连，作电动机工作时，两组电流相差180/相数度电角度输入到电枢绕组中，两部分产生的转矩互相叠加，可以有效减小转矩脉动。
对于三相6/4或12/8结构双定子开关磁阻电机，可以转子两段铁芯的齿对齐，定子两段铁芯的齿错开60度电角度；也可以定子两段铁芯的齿对齐，转子两段铁芯的齿错开60度电角度。作电动机工作时，两组电流相差60度电角度输入到电枢绕组中，两部分产生的转矩互相叠加，可以有效减小转矩脉动。
对于四相8/6或16/12结构双定子开关磁阻电机，其二段铁芯的定子或转子错开45度电角度安装，两组电流相差45度电角度输入到电枢绕组中，可以得到低的转矩脉动。
本发明与现有技术相比的主要技术特点是，在结构上对开关磁阻电机进行改进，将电机定转子分成两段，定子或转子错开180/相数度电角度，两段定子各有一套电枢绕组，两套绕组中相同相通以相位相差180/相数度电角度的电流，使电机转矩脉动降低。
附图说明
图1是本发明的轴向截面示意图；
图2是本发明的三相6/4结构径向剖面示意图；其中左图为左段截面图，右图为右段截面图。
图3是本发明的三相6/4或12/8电枢绕组连接方式和角度位置控制方式功率管导通规律示意图；
图4是本发明的降低转矩脉动原理示意图。
上述图中的符号名称：
m——电机的相数；
Zr——双定子开关磁阻电机的转子齿数；
A3-X3、B3-Y3、C3-Z3——双定子开关磁阻电机左段定子上的三相绕组；
LA3-X3、LB3-Y3、LC3-Z3——双定子开关磁阻电机左段定子上的三相绕组的自感；
iA3-X3、iB3-Y3、iC3-Z3——双定子开关磁阻电机左段定子上的三相绕组的电流；
A4-X4、B4-Y4、C4-Z4——双定子开关磁阻电机右段定子上的三相绕组；
LA4-X4、LB4-Y4、LC4-Z4——双定子开关磁阻电机右段定子上的三相绕组的自感；
iA4-X4、iB4-Y4、iC4-Z4——双定子开关磁阻电机右段定子上的三相绕组的电流。
具体实施方式
由于不同相数的双定子开关磁阻电机工作原理相似，下面仅以三相6/4结构双定子开关磁阻电机为例，阐述本发明的结构及减少转矩脉动原理。
本发明的双定子开关磁阻电机的定、转子铁芯均由两段组成，两段铁芯长相同，如图1与图2所示的是三相6/4结构双定子开关磁阻电机结构示意图。定子1、2与转子3、4均由硅钢片叠压而成，且为凸极齿槽结构。三相电机为6N/4N(N为正整数1、2、3、4……)结构，即定子齿数6N，转子齿数为4N。如N＝1，为三相6/4结构；N＝2，为12/8结构等。转子上无绕组，定子齿上分别套装两套集中电枢绕组5、6。转子或定子两段铁芯错开60度电角度，图2给出转子两段铁芯错开60度电角度示意图。
本发明的双定子开关磁阻电机定子电枢绕组的接线方式如图3(a)所示，相同相位的两个齿上电枢绕组串联或并联构成一相，组成左段定子上的A3-X3、B3-Y3、C3-Z3和右段定子上的A4-X4、B4-Y4、C4-Z4两套三相绕组，两套绕组各相相轴空间位置一致，绕组经功率变换器并联。
本发明的双定子开关磁阻电机电枢绕组的相电感，随转子的位置改变而不同。转子的齿进入某一相定子齿时，该相自感开始增加，当转子的齿与该相定子的齿重合时，自感达到最大；转子齿离开某一相时，自感开始减少，当转子槽与该相定子齿中心线对齐时，自感达到最小值。左段三相电枢绕组电感随电角度的关系曲线如图3(b)所示，图3(c)给出右段三相电枢绕组自感曲线。分别在每相电感的上升区间开通绕组两端开关管通以电流，如图3(d)所示，产生如图4所示转矩。图4上图为电机左段产生的转矩脉动，中图为右段产生的转矩脉动，下图为两部分转矩脉动合成转矩，合成转矩不仅增加了，且转矩脉动幅值得到降低，脉动频率提高一倍。

Claims (2)

1.一种双定子开关磁阻电机，包括定子和无绕组转子均由硅钢片叠压而成的凸极齿槽结构，其特征在于，所述的定、转子铁芯均由两段组成，两段铁芯长相同，定子或转子铁芯错开180/相数度电角度安装，两段定子齿上分别套装集中电枢绕组。
2.根据权利要求1所述的双定子开关磁阻电机，其特征在于，两套集中电枢绕组，相同相位的两个齿上电枢绕组串联或并联构成一相，组成左段定子和右段定子两套相绕组，两套绕组经功率变换器并联，在各相绕组自感的上升区通以电流。
CNB200510037635XA 2005-01-07 2005-01-07 双定子开关磁阻电机 Expired - Fee Related CN1302597C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB200510037635XA CN1302597C (zh) 2005-01-07 2005-01-07 双定子开关磁阻电机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB200510037635XA CN1302597C (zh) 2005-01-07 2005-01-07 双定子开关磁阻电机

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1645712A true CN1645712A (zh) 2005-07-27
CN1302597C CN1302597C (zh) 2007-02-28

Family

ID=34876152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB200510037635XA Expired - Fee Related CN1302597C (zh) 2005-01-07 2005-01-07 双定子开关磁阻电机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1302597C (zh)

Cited By (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101483370B (zh) * 2008-01-11 2010-12-08 张世清 双定转子开关磁阻电机
CN101931292A (zh) * 2010-08-24 2010-12-29 山东山博电机集团有限公司 双定转子直流无刷电动机
CN102148551A (zh) * 2011-03-10 2011-08-10 高林发 二合一共轴直流无刷马达
CN102244448A (zh) * 2010-05-11 2011-11-16 上海电机学院 低转矩脉动永磁开关磁链电机
CN102386742A (zh) * 2011-11-18 2012-03-21 何嘉颖 一种外转子式偏心转子变磁阻电机
CN102412681A (zh) * 2011-10-08 2012-04-11 哈尔滨工程大学 一种具有多方向磁场特征的开关磁阻电机
CN101621224B (zh) * 2009-08-03 2012-07-25 东莞洲亮通讯科技有限公司 同轴内外线圈电动机
CN103633806A (zh) * 2013-12-11 2014-03-12 哈尔滨工业大学 单相横向磁通全控式开关磁阻电机
CN103762806A (zh) * 2014-01-21 2014-04-30 杭州电子科技大学 一种罩极式单相交流异步电动机振动转矩的抑制方法
CN104022608A (zh) * 2013-02-28 2014-09-03 哈尔滨理工大学 一种降低开关磁阻电机噪声的方法及开关磁阻电机
CN104129314A (zh) * 2014-07-18 2014-11-05 成都宇能通能源开发有限公司 一种采用开关磁阻电机作为功率变压器的动力***
CN104242562A (zh) * 2014-08-15 2014-12-24 四川绿标能源科技有限公司 一种组合式开关磁阻电机动力***
CN104967268A (zh) * 2015-07-15 2015-10-07 余珊珊 一种分布式多驱动单元的开关磁阻电机
CN105281448A (zh) * 2015-10-09 2016-01-27 清华大学 一种具有轴向相邻段同向和反向通电绕组的异步电机
WO2016026392A1 (zh) * 2014-08-22 2016-02-25 四川绿标能源科技有限公司 一种组合式开关磁阻电机动力***
CN105634231A (zh) * 2016-03-30 2016-06-01 上海鼎特电器有限公司 一种永磁型单相开关磁阻电机及其控制方法
CN105915151A (zh) * 2016-06-10 2016-08-31 顾志强 一种周向轴向混合布相开关磁阻电机控制方法
CN106026572A (zh) * 2016-01-13 2016-10-12 淄博中聚磁电科技有限公司 多转子、多定子以及多转子和多定子开关磁阻电机结构
CN106160376A (zh) * 2016-07-04 2016-11-23 韦翔 自平衡开关磁阻电机
CN106787537A (zh) * 2017-02-25 2017-05-31 顾志强 一种三相双铁芯双作用位置开关磁阻电机
WO2017121226A1 (zh) * 2016-01-13 2017-07-20 淄博中聚磁电科技有限公司 多转子、多定子以及多转子和多定子开关磁阻电机结构
CN107154716A (zh) * 2017-07-19 2017-09-12 沈阳工业大学 双定子周向错位角电励磁直流电机及其控制方法
CN107241000A (zh) * 2016-05-19 2017-10-10 深圳华引动力科技有限公司 一种周向轴向混合布相开关磁阻电机
CN107294270A (zh) * 2017-07-19 2017-10-24 沈阳工业大学 一种不对称励磁定子错角双凸极电机及其控制方法
CN108258862A (zh) * 2018-01-11 2018-07-06 杭州电子科技大学 低脉动转矩的开关磁阻电动机
CN109286350A (zh) * 2017-07-21 2019-01-29 深圳市配天电机技术有限公司 电动车、车轮、开关磁阻电机及其电流的控制方法
CN111211658A (zh) * 2020-02-27 2020-05-29 南京航空航天大学 一种定转子双锥形倒角的无轴承开关磁阻电机
CN111211656A (zh) * 2020-02-21 2020-05-29 南京航空航天大学 一种五自由度悬浮的无轴承开关磁阻电机
CN111277091A (zh) * 2020-02-27 2020-06-12 南京航空航天大学 一种截头锥形实心柱式无轴承开关磁阻电机
CN111277090A (zh) * 2020-02-27 2020-06-12 南京航空航天大学 一种锥形柱式五自由度悬浮无轴承开关磁阻电机
CN116800160A (zh) * 2023-04-26 2023-09-22 中国矿业大学 一种新型双定子开关磁阻电机的预测控制方法及装置、***

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4959605A (en) * 1988-11-22 1990-09-25 Sundstrand Corporation Hybrid permanent magnet and variable reluctance generator
JPH08214519A (ja) * 1995-02-06 1996-08-20 Akira Chiba 永久磁石を用いた両突極性電動発電機
JP2004088880A (ja) * 2002-08-26 2004-03-18 Denso Corp 背面界磁型誘導子回転機

Cited By (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101483370B (zh) * 2008-01-11 2010-12-08 张世清 双定转子开关磁阻电机
CN101621224B (zh) * 2009-08-03 2012-07-25 东莞洲亮通讯科技有限公司 同轴内外线圈电动机
CN102244448A (zh) * 2010-05-11 2011-11-16 上海电机学院 低转矩脉动永磁开关磁链电机
CN101931292A (zh) * 2010-08-24 2010-12-29 山东山博电机集团有限公司 双定转子直流无刷电动机
CN102148551A (zh) * 2011-03-10 2011-08-10 高林发 二合一共轴直流无刷马达
CN102412681A (zh) * 2011-10-08 2012-04-11 哈尔滨工程大学 一种具有多方向磁场特征的开关磁阻电机
CN102412681B (zh) * 2011-10-08 2013-07-31 哈尔滨工程大学 一种具有多方向磁场特征的开关磁阻电机
CN102386742A (zh) * 2011-11-18 2012-03-21 何嘉颖 一种外转子式偏心转子变磁阻电机
CN104022608A (zh) * 2013-02-28 2014-09-03 哈尔滨理工大学 一种降低开关磁阻电机噪声的方法及开关磁阻电机
CN103633806B (zh) * 2013-12-11 2016-03-16 哈尔滨工业大学 单相横向磁通全控式开关磁阻电机
CN103633806A (zh) * 2013-12-11 2014-03-12 哈尔滨工业大学 单相横向磁通全控式开关磁阻电机
CN103762806A (zh) * 2014-01-21 2014-04-30 杭州电子科技大学 一种罩极式单相交流异步电动机振动转矩的抑制方法
CN103762806B (zh) * 2014-01-21 2017-08-22 杭州电子科技大学 一种罩极式单相交流异步电动机振动转矩的抑制方法
CN104129314A (zh) * 2014-07-18 2014-11-05 成都宇能通能源开发有限公司 一种采用开关磁阻电机作为功率变压器的动力***
CN104129314B (zh) * 2014-07-18 2017-03-01 成都宇能通能源开发有限公司 一种采用开关磁阻电机作为功率变压器的动力***
CN104242562A (zh) * 2014-08-15 2014-12-24 四川绿标能源科技有限公司 一种组合式开关磁阻电机动力***
WO2016026392A1 (zh) * 2014-08-22 2016-02-25 四川绿标能源科技有限公司 一种组合式开关磁阻电机动力***
CN104967268A (zh) * 2015-07-15 2015-10-07 余珊珊 一种分布式多驱动单元的开关磁阻电机
CN105281448A (zh) * 2015-10-09 2016-01-27 清华大学 一种具有轴向相邻段同向和反向通电绕组的异步电机
CN106026572A (zh) * 2016-01-13 2016-10-12 淄博中聚磁电科技有限公司 多转子、多定子以及多转子和多定子开关磁阻电机结构
WO2017121226A1 (zh) * 2016-01-13 2017-07-20 淄博中聚磁电科技有限公司 多转子、多定子以及多转子和多定子开关磁阻电机结构
CN105634231A (zh) * 2016-03-30 2016-06-01 上海鼎特电器有限公司 一种永磁型单相开关磁阻电机及其控制方法
CN105634231B (zh) * 2016-03-30 2018-10-09 上海鼎特电器有限公司 一种永磁型单相开关磁阻电机及其控制方法
CN107241000A (zh) * 2016-05-19 2017-10-10 深圳华引动力科技有限公司 一种周向轴向混合布相开关磁阻电机
CN105915151A (zh) * 2016-06-10 2016-08-31 顾志强 一种周向轴向混合布相开关磁阻电机控制方法
CN105915151B (zh) * 2016-06-10 2019-07-09 深圳华引动力科技有限公司 一种周向轴向混合布相开关磁阻电机控制方法
CN106160376A (zh) * 2016-07-04 2016-11-23 韦翔 自平衡开关磁阻电机
CN106787537A (zh) * 2017-02-25 2017-05-31 顾志强 一种三相双铁芯双作用位置开关磁阻电机
CN107154716A (zh) * 2017-07-19 2017-09-12 沈阳工业大学 双定子周向错位角电励磁直流电机及其控制方法
CN107294270A (zh) * 2017-07-19 2017-10-24 沈阳工业大学 一种不对称励磁定子错角双凸极电机及其控制方法
CN109286350B (zh) * 2017-07-21 2021-06-18 深圳市配天电机技术有限公司 电动车、车轮、开关磁阻电机及其电流的控制方法
CN109286350A (zh) * 2017-07-21 2019-01-29 深圳市配天电机技术有限公司 电动车、车轮、开关磁阻电机及其电流的控制方法
CN108258862A (zh) * 2018-01-11 2018-07-06 杭州电子科技大学 低脉动转矩的开关磁阻电动机
CN108258862B (zh) * 2018-01-11 2019-08-13 杭州电子科技大学 低脉动转矩的开关磁阻电动机
CN111211656A (zh) * 2020-02-21 2020-05-29 南京航空航天大学 一种五自由度悬浮的无轴承开关磁阻电机
CN111211658A (zh) * 2020-02-27 2020-05-29 南京航空航天大学 一种定转子双锥形倒角的无轴承开关磁阻电机
CN111277090A (zh) * 2020-02-27 2020-06-12 南京航空航天大学 一种锥形柱式五自由度悬浮无轴承开关磁阻电机
CN111277091A (zh) * 2020-02-27 2020-06-12 南京航空航天大学 一种截头锥形实心柱式无轴承开关磁阻电机
CN116800160A (zh) * 2023-04-26 2023-09-22 中国矿业大学 一种新型双定子开关磁阻电机的预测控制方法及装置、***
CN116800160B (zh) * 2023-04-26 2024-03-29 中国矿业大学 新型双定子开关磁阻电机的预测控制方法及装置、***

Also Published As

Publication number Publication date
CN1302597C (zh) 2007-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1302597C (zh) 双定子开关磁阻电机
Bianchi et al. Design considerations for fractional-slot winding configurations of synchronous machines
Ishak et al. Permanent magnet brushless machines with unequal tooth widths and similar slot and pole numbers
More et al. Power density improvement of three phase flux reversal machine with distributed winding
EP2732536A2 (en) Brushless doubly fed machines
CN101075766A (zh) 内外双定子双凸极无刷直流电机
CN1655426A (zh) 低转矩脉动双凸极电机
Ma et al. Design considerations of switched reluctance motors with bipolar excitation for low torque ripple applications
Vandana et al. Criteria for design of high performance switched reluctance motor
CN102916631B (zh) T型五电平开关磁阻电机功率变换器
Gao et al. A review of high power density switched reluctance machines suitable for automotive applications
CN104079085A (zh) 一种电机及正弦定子
CN111106681B (zh) 一种四相正弦波电励磁双凸极电机
CN111404293A (zh) 四相8-10极双电枢绕组磁阻电机
Zhang et al. Design and performance analysis of segmental rotor type 12/8 switched reluctance motor
CN1949629A (zh) 一种基于变压器工作原理的电机及其调速
CN2591843Y (zh) 无刷双馈电机
Ouyang et al. Modular permanent magnet machine based on soft magnetic composite
CN115549405A (zh) 一种提升永磁电机容错能力并考虑低转矩脉动的相组模块化结构的设计方法
Arish et al. Optimization and comparison of new linear permanent magnet vernier machine
CN111245189B (zh) 一种六相正弦波双凸极电机及其控制***
Dey et al. A novel magnetic geared switched reluctance motor with reduced number of air-gaps
Liang et al. Investigate of a flux switching permanent magnet machine with alternative flux bridges
CN113809843A (zh) 一种三相对称的12k/8k电励磁双凸极电机
Gerold et al. Design rules for stators with flux barriers

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Wuxi Runhe Lamina Manufacturing Co., Ltd.

Assignor: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics

Contract fulfillment period: 2009.6.30 to 2025.1.6 contract change

Contract record no.: 2009320001070

Denomination of invention: Magnetic resistant electric motor with double stator switch

Granted publication date: 20070228

License type: Exclusive license

Record date: 2009.7.7

LIC Patent licence contract for exploitation submitted for record

Free format text: EXCLUSIVE LICENSE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2009.6.30 TO 2025.1.6; CHANGE OF CONTRACT

Name of requester: WUXI RUNHE BLADE MANUFACTURING CO., LTD.

Effective date: 20090707

C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee