CN201174649Y - 一种他激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他激3相开关磁阻电动机，属于电动机领域。所述他激3相开关磁阻电动机包括：定子铁芯、转子铁芯和功率电路。定子铁芯由3N个普通凸极和N相励磁凸极构成，转子铁芯由4N个转子凸极构成。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，通过在励磁凸极外嵌有励磁线圈产生恒定的磁通。与现有的永磁式3相开关磁阻电动机相比，本实用新型的他激3相开关磁阻电动机制造工艺简单，定子铁芯冲片可一次完成；不需要采用价格昂贵的永磁式材料制作，降低了制造成本，也不存在永磁材料退磁问题；此外，这种电动机可以保证在温度较高的环境下正常工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及3相开关磁阻电动机，特别是一种他激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。现有的励磁式开关磁阻电动机则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2000年6月由机械工业出版社出版的吴建华编著的《开关磁阻电机设计与应用》一书中对此种电动机做出过介绍，这种永磁式3相开关磁阻电动机的基本结构如图1所示。
图2是本申请人此前研发的一种永磁式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个永磁的励磁凸极，其中N为大于2或者等于2的整数；定子的永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。永磁式3相开关磁阻电动机把永磁凸极做在定子上，具有电动机转子结构简单、转动惯量较小的优点。但电动机中永磁材料的存在限制了电动机的温升，使电动机无法在温度较高的环境中正常工作；同时，永磁式开关磁阻电动机的永磁凸极需要采用价格昂贵的永磁材料制成，增加了电动机的制造成本。
实用新型内容
本实用新型正是为了解决上述技术问题而设计的一种他激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：
一种他激3相开关磁阻电动机，包括：定子铁芯、转子铁芯和功率电路；所述定子铁芯由3N相普通凸极和N相励磁凸极构成；所述普通凸极和励磁凸极共有一个磁轭；所述转子铁芯由4N个转子凸极构成，其中N大于或等于2；其特征在于：所述定子铁芯励磁凸极由非永磁性材料制成，在所述励磁凸极外嵌有励磁线圈，产生恒定的磁通。
本实用新型的一种他激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励磁绕组，各励磁线圈通过相等的电流，使所述励磁凸极产生极性相同的磁通。
本实用新型一种他激3相开关磁阻电动机定子铁芯的普通凸极3相为一组，相邻的两相普通凸极间中心线的夹角为π/3N；所述N组3相普通凸极与所述N组励磁凸极间隔设置，两者中心线的夹角为π/N。
本实用新型一种他激3相开关磁阻电动机的定子铁芯的普通凸极嵌有规格相同的线圈，产生极性相同的磁通，所述线圈串联或并联形成三个绕组。
本实用新型一种他激3相开关磁阻电动机的三个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。
本实用新型一种他激3相开关磁阻电动机的三个绕组在电气上相互分离，所述功率电路为三个单相桥式逆变电路。
本实用新型一种他激3相开关磁阻电动机的转子凸极在转子圆周上均匀分布，凸极的极弧角为π/6N，极距为π/2N。
本实用新型一种他激3相开关磁阻电动机的功率电路的直流电源上并联有滤波电容。
本实用新型一种他激3相开关磁阻电动机的各励磁凸极上嵌有自身短路的阻尼线圈。
本实用新型的他激3相开关磁阻电动机与现有的永磁式3相开关磁阻电动机相比的有益效果是：本实用新型的他激3相开关磁阻电动机制造工艺简单，定子铁芯冲片可一次完成；同时，本实用新型电动机不需要采用价格昂贵的永磁式材料制作，降低了制造成本；另外，因为定子铁芯励磁凸极采用外接励磁线圈的方式，使本实用新型的他激3相开关磁阻电动机的功率可做得较大，而且不用担心退磁问题；此外，本实用新型的应用范围广泛，可以保证在温度较高的环境下正常工作。
附图说明
图1是现有的第一种永磁式3相开关磁阻电动机；
图2是现有的第二种永磁式3相开关磁阻电动机；
图3是本实用新型实施例提供的他激3相开关磁阻电动机示意图；
图4是本实用新型实施例提供的他激3相开关磁阻电动机功率电路的电路图。
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3，本实用新型的他激3相开关磁阻电动机是在图2所示现有的永磁式3相开关磁阻电动机的基础上改进而成的。本实用新型的他激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。定子铁芯的圆周分布有3N个普通凸极和N个励磁凸极。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6个普通凸极和2个励磁凸极。定子铁芯的普通凸极和励磁凸极共用一个磁轭。
2个励磁凸极相距π角相对地分布在定子圆周上。在被两个励磁凸极分割成两部分的定子圆周上，每侧各分布有3个普通凸极，分别各为A相、B相和C相，在励磁凸极同一侧的三相普通凸极构成1组，每个普通凸极的极弧角为π/6N，相邻的两个普通凸极间中心线的夹角为π/6。2组3相凸极在定子圆周上相距π角。2组3相凸极与2相励磁凸极间隔设置，两者中心线的夹角为π/2。
定子铁芯的励磁凸极不用永磁材料制造，而是采用与普通凸极相同的材料制成，这样定子铁芯冲片可以一次成形。而且具有良好的性能。
在2个励磁凸极外分别绕有励磁线圈，2个励磁线圈规格一样，通过串联或并联的方式连接在一起成为励磁绕组L1-L2。励磁绕组通电时，各励磁线圈通过相等的电流，可产生相同的磁通，并且保证各励磁凸极的极性是相同的，即朝向转子的磁性同为N极或同为S极。
定子铁芯的6个普通凸极分别皆嵌有规格相同的线圈。属于同一相的2个普通凸极在定子圆周上相对地均匀分布。两个A相普通凸极线圈、两个B相普通凸极线圈和两个C相普通凸极线圈分别通过串联或并联构成A1-A2、B1-B2、C1-C2三相绕组。相绕组通有电流时，同一绕组的各个线圈流过相等的电流，其所嵌的普通凸极产生极性相同的磁通，即同一相普通凸极朝向转子的极性同为N极或同为S极。
本实用新型的他激3相开关磁阻电动机的8个转子凸极在转子圆周上均与分布，凸极的极弧角为π/6N，极距为π/2N，转子铁芯凸极上不嵌线圈。
在图3所示的本实施例中，在定子铁芯励磁绕组和普通凸极绕组电流的作用下，两个励磁凸极朝向转子的磁性为S，同时A相两个普通凸极朝向转子的磁性为N。
图4是本实用新型的他激3相开关磁阻电动机功率电路的电路图。
本实用新型的他激3相开关磁阻电动机利用一个三相桥式逆变电路电路进行驱动，该逆变电路输出电压克服相绕组上的反电势，提供正负交变的相电流，正负半波都产生电动转矩，任何时候圆周上的定子凸极有4个在产生转矩。
本实施例的他激3相开关磁阻电动机的三个相绕组的尾端连在一起，成为星形后浮置，通过三个相绕组的头端，由一个三相桥式逆变电路来驱动，这种星形连接方式电路比较简单。此外，也可以把三个相绕组可以是分离设置，用三个单相桥式逆变电路驱动电动机。
与一般开关磁阻电动机依靠磁阻变化产生转矩不同，本实用新型的他激3相开关磁阻电动机是利用了磁场反应转矩，其转矩的大小与凸极线圈上通过的相电流和励磁凸极产生的磁通有关，转矩的方向则取决于相电流流向和励磁凸极的磁通方向，将励磁绕组反接或改变相电流方向都可改变电动机转向。
本实施例的他激3相开关磁阻电动机的三个相绕组换流时，会在励磁绕组中感应出电势。为了减小这种感应电势，在供电给励磁绕组的直流电源上，并联有足够大的滤波电容。
本实施例的他激3相开关磁阻电动机定子铁芯励磁凸极旁边的槽较宽，所以可以用在励磁凸极上加绕自身短路的线圈的方式减小感应电势，但绕制时应保证与励磁线圈绝缘。
采取了上述减小感应电势的措施以后，电动机的各相绕组事实上已处于“双相激励”状态，两个相绕组间存在的互感和相绕组的电感大为减小，有利于3相间的换流，并可以减小由磁阻变化转矩引起的转矩脉动。
本实用新型开关磁阻电动机中，定子铁芯3相普通凸极中磁通主要来自励磁绕组产生的磁场，各个相绕组的匝数可以减小，会进一步减小绕组的自感，这样可以使相绕组中的旋转反电势增大，电动机的电枢反应变弱，同时电动机的电阻功耗也会降低。
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、一种他激3相开关磁阻电动机，包括：定子铁芯、转子铁芯和功率电路；所述定子铁芯由3N个普通凸极和N相励磁凸极构成；所述普通凸极和励磁凸极共有一个磁轭；所述转子铁芯由4N个转子凸极构成，其中N大于或等于2；其特征在于：所述定子铁芯励磁凸极由非永磁性材料制成，在所述励磁凸极外嵌有励磁线圈，产生恒定的磁通。
2、根据权利要求1所述的一种他激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励磁绕组，各励磁线圈通过相等的电流，使所述励磁凸极产生极性相同的磁通。
3、根据权利要求1所述的一种他激3相开关磁阻电动机，其特征在于，所述定子铁芯的普通凸极3相为一组，相邻的两相普通凸极间中心线的夹角为π/3N；所述N组3相普通凸极与所述N组励磁凸极间隔设置，两者中心线的夹角为π/N。
4、根据权利要求1所述的一种他激3相开关磁阻电动机，其特征在于，所述定子铁芯的普通凸极嵌有规格相同的线圈，产生极性相同的磁通，所述线圈串联或并联形成三个绕组。
5、根据权利要求4所述的一种他激3相开关磁阻电动机，其特征在于，所述三个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。
6、根据权利要求4所述的一种他激3相开关磁阻电动机，其特征在于，所述三个绕组在电气上相互分离，所述功率电路为三个单相桥式逆变电路。
7、根据权利要求1所述的一种他激3相开关磁阻电动机，其特征在于：所述转子凸极在转子圆周上均匀分布，凸极的极弧角为π/6N，极距为π/2N。
8、根据权利要求1所述的一种他激3相开关磁阻电动机，其特征在于：功率电路的直流电源上并联有滤波电容。
9、根据权利要求1所述的一种他激3相开关磁阻电动机，其特征在于：在所述各励磁凸极上嵌有自身短路的阻尼线圈。
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|---|---|---|---|---|
| CN113489175A (zh) * | 2021-06-22 | 2021-10-08 | 南京航空航天大学 | 一种定子阻尼型永磁双凸极电机 |
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- 2008-04-16 CN CNU2008200799724U patent/CN201174649Y/zh not_active Expired - Lifetime
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