[实用新型]一种互感耦合型开关磁阻电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种互感耦合型开关磁阻电机。属于电机制造与控制的技术领域。 

背景技术

随着电力电子技术、微电子技术和自动控制技术的发展，开关磁阻电机的应用越来越广泛，尤其是稀土永磁材料的剧烈价格波动，使不需使用永磁体的开关磁阻电机备受瞩目。传统开关磁阻电机为双凸极结构，定转子均由普通硅钢片压叠制成，转子上既无永磁体也无绕组，定子上有集中式绕组，通过线圈的绕向和连接方式，使电机的互感不随转子位置变化而变化，但是自感会随转子位置变化而改变，其依据“磁阻最小”原理工作，即依靠自感变化产生的磁阻转矩驱动转子。开关磁阻电机具备制造简单、成本低、结构坚固、容错性能好、易于散热、适宜高速运行等优点，在工业驱动、电气调速、电动汽车、家用电器、纺织机械等领域中已显示出强大的竞争力与广阔的应用前景。 

传统开关磁阻电机定子上若干个凸极齿均匀分布，齿形齿宽完全相同，集中式绕组线圈也均匀分布，即每个定子齿上都套有匝数相同且线径相同的集中式绕组线圈。多相对称绕组沿定子圆周均匀分布，若干个线圈根据性能需求串联或者并联或者串并混联组成一相绕组。上述传统绕组结构的开关磁阻电机采用集中式绕组结构，电机依靠自感变化产生的磁阻转矩工作，其每个时刻只有部分绕组通电，亦只有部分铁心直接参与电磁能量转换，剩余绕组和铁心材料被闲置，故材料利用率较低，且采用集中绕组工作的电机转矩脉动较大，不利于电机驱动系统的平滑稳定工作。 

因此，本实用新型从解决这一问题出发，在现有常规开关磁阻电机结构基础之上，通过改变电机的绕组结构，提出了一种采用互感耦合型绕组结构的新型开关磁阻电机，改变电机的运行方式，提高电机材料利用率，抑制电机转矩脉动。 

发明内容

技术问题：本实用新型所要解决的技术问题是：提出一种互感耦合型开关磁阻电机，该开关磁阻电机同时依据自感和互感的变化产生磁阻转矩工作，提高了电机 的材料利用率，有利于抑制电机转矩脉动并增大输出转矩，并且该结构适用于除单相结构外的任意相数、任意定转子齿槽配合的开关磁阻电机。 

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是： 

本实用新型的互感耦合型开关磁阻电机，包括定子和转子，所述的定子上设有偶数个定子齿，且定子齿上绕有集中绕组，每个定子齿被一个集中式绕组线圈嵌套，线圈个数等于定子齿个数，成为全齿绕结构，即该集中绕组为双层线圈结构，每个定子槽中放置属于不同线圈的两个圈边；每相绕组包括若干个线圈，属于一相绕组的各个线圈顺序串联或者并联或者串并混联构成一相绕组，最终形成多相对称集中绕组结构，转子上亦有若干个凸极齿，没有绕组或者永磁体。 

所述的电机的绕组的所有线圈的进出线绕向相同，即通入同方向电流时，所有定子齿的磁链极性相同。 

所述的电机定转子铁心由硅钢片叠压而成，整机不需要永磁体。 

所述的电机定子和转子均为凸极结构，且转子为内转子，或者外转子。 

所述的电机是旋转电机，或是直线电机或者直线旋转双自由度电机。 

所述的电机为径向、轴向、横向磁场结构。 

所述的互感耦合型开关磁阻电机定子铁心上的凸极齿沿圆周均匀分布，且各个凸极齿的齿形齿宽相同。每个定子槽中均放置有属于不同线圈的两个圈边。 

所述的互感耦合型开关磁阻电机的绕组绕向不同于传统开关磁阻电机，其所有线圈的绕向相同，即当通入相同极性的电流时，所有定子齿上的磁链的极性相同。因此，当电机一相通电时，此相绕组的自感磁链方向相抵，无法在自身相绕组中顺利流通，磁链会流过其它相绕组，即电机会同时有明显的自感和互感值，且自感和互感均会随转子位置变化而改变，电机可以同时依靠自感和互感变化产生的磁阻转矩工作。 

所述的互感耦合型开关磁阻电机可以作电动运行，也可以作发电运行。