一种混合励磁开关磁阻电机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107026550A(43)申请公布日2017.08.08(21)申请号201710355192.1(22)申请日2017.05.19(71)申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号申请人上海航天控制技术研究所(72)发明人王惠军庞明琪曲政魏新生张明举(74)专利代理机构北京科迪生专利代理有限责任公司11251代理人杨学明顾炜(51)Int.Cl.H02K21/28(2006.01)H02K1/17(2006.01)H02K1/14(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图6页(54)发明名称一种混合励磁开关磁阻电机(57)摘要一种混合励磁开关磁阻电机，由定子铁心，永磁体，转矩绕组线圈，公共极绕组线圈，转子铁心，轴组成。定子铁心有八个定子齿。位于X+，X-，Y+，Y-四个方向上的定子齿为转矩极，上面绕有转矩绕组线圈；与X+方向成45°，135°，225°，315°夹角的定子齿为公共极，其中，与X+成45°，225°夹角的公共极上绕有公共极绕组线圈；与X+成135°，315°夹角的公共极分别与其相邻的转矩极之间的轭部处镶嵌有永磁体。定子铁心内部为转子铁心，转子铁心内部为轴。定子铁心与转子铁心之间留有气隙，形成空气隙。本发明提供一种利用永磁体和公共极绕组线圈的混合励磁开关磁阻电机，在保持输入电流不变的情况下增加电机磁路的饱和程度，从而增加电机的输出转矩。CN107026550ACN107026550A权利要求书1/1页1.一种混合励磁开关磁阻电机，其特征在于：由一个定子铁心(1)、四个永磁体(2)、四个转矩绕组线圈(3)、两个公共极绕组线圈(4)、一个转子铁心(5)、一个轴(6)组成；定子铁心(1)有八个齿，位于X+，X-，Y+，Y-四个方向上的定子齿作为转矩极，上面绕制有转矩绕组线圈(3)；与X+方向成45°，135°，225°，315°夹角的定子齿为公共极，其中，与X+方向成45°，225°夹角的公共极上面绕有公共极绕组线圈(4)；与X+方向成135°，315°夹角的公共极分别与其相邻的转矩极之间的轭部处镶嵌有永磁体(2)；永磁体(2)为长方体结构，其轴向截面是正方形；设永磁体(2)N极到与其相邻的电机顶点的距离为L1，永磁体(2)轴向剖面的边长为Lp，电机轴向剖面的边长为L，定子铁心(1)轭部厚度为h，内径为r；公共极定子齿的极弧度数为αc，转矩极定子齿的极弧度数为αt，转子极弧度数为αr，转子极距Nr为转子铁心(5)极数，则应满足条件1/5≤L1/L≤1/2，αc≥βr；公共极绕组线圈(4)匝数Nc与转矩绕组线圈(3)匝数Nt之比满足0.5≤Nc/Nt≤2；相邻的转矩极与公共极定子齿根部之间的槽宽为w，公共极定子齿根部宽度为L2，则应满足定子铁心(1)内部为转子铁心(5)，定子铁心(1)和转子铁心(5)之间存在有空气隙，转子铁心(5)内部为轴(6)。2.根据权利要求1所述的混合励磁开关磁阻电机，其特征在于：所述的定子铁心(1)采用导磁性能良好的材料制成，如电工纯铁、1J50或40Cr。3.根据权利要求1所述的混合励磁开关磁阻电机，其特征在于：所述的永磁体(2)为长方体，平行充磁，采用稀土材料制成。4.根据权利要求1所述的混合励磁开关磁阻电机，其特征在于：所述的转矩绕组线圈(3)和公共极绕组线圈(4)为集中式。5.根据权利要求1所述的混合励磁开关磁阻电机，其特征在于：所述的轴(6)采用导磁性能良好的材料制成，如45号钢或40Cr。2CN107026550A说明书1/4页一种混合励磁开关磁阻电机技术领域[0001]本发明涉及一种混合励磁开关磁阻电机，可作为电动汽车电机。背景技术[0002]开关磁阻电机是近十几年来随功率电子学和微电子学迅速发展而出现的一种新型可控交流调速系统。它是一种双凸极结构的电机，其转子上没有任何永磁体和绕组，是直接由硅钢片叠压而成，电机定子上绕有集中绕组。当定子集中绕组通入电流时，定、转子凸极之间的磁拉力会产生磁阻转矩，使转子转动。因此开关磁阻电机具有结构简单、成本低、可靠性和容错性能强、启动电流小、启动转矩大、可频繁启停和调速范围广等优点，这些优点使得开关磁阻电机在工业应用中受到青睐。[0003]开关磁阻电机的绕组电流不仅有转矩分量，还有励磁分量。从而增加了变换器和绕组的伏安容量，引入额外的附加损耗；开关磁阻电机只能在正半周出力，而在负半周电感减少时会产生制动转矩，导致材料利用率低。为了解决这些问题，充分利用双凸极结构的特点，人们将永磁材料嵌入定转子体内，形成混合励磁开关磁阻电机。这种电机定转子结构外形与传统开关磁阻电机相似，但是在运行原理及其控制策略上与传统电机有区别。[0004]传统的混合励磁开关