[实用新型]一种轴向磁通开关磁阻电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新型开关磁阻电机，具体是一种轴向磁通开关磁阻电机。

背景技术

开关磁阻电动机传动系统是一种机电一体化交流调速系统，具有结构简单、工作可靠、系统控制灵活、调速性能好、运行效率高等诸多优点，它特别适合在恶劣环境和要求超高速的场合下运行，因此广泛应用于煤矿、航空、汽车等领域，功率范围从几瓦到几兆瓦，转速范围从几转到几万转。传统的开关磁阻电动机为双凸极结构，转子上既无绕组也无永磁体，定子上绕有集中绕组，径向相对的磁极上的绕组串联成为一相。开关磁阻电动机可以设计成单相、两相、三相及多相等不同结构，且有每极单齿和每极多齿结构，传统开关磁阻电机的双凸极结构和开关供电导致了它具有一定的缺点：一是定子齿和转子齿交叠前产生的边缘磁通引起电流非线性；二是开关磁阻电机转子上的转矩是由一系列脉冲转矩叠加而成的，合成转矩不是恒定值。这些将导致开关磁阻电机存在固有的转矩脉动，尤其电机低速运行时转矩脉动较大。所以从电机本体上最大限度地减小转矩脉动成为开关磁阻电机领域的重要研究内容。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有传统开关磁阻电机的双凸极结构和开关供电导致了它具有一定的缺点：一是定子齿和转子齿交叠前产生的边缘磁通引起电流非线性；二是开关磁阻电机转子上的转矩是由一系列脉冲转矩叠加而成的，合成转矩不是恒定值。这些将导致开关磁阻电机存在固有的转矩脉动，尤其电机低速运行时转矩脉动较大的技术问题。

本实用新型的目的在于提出一种结构紧凑，体积小，重量轻，效率高，能量密度大的轴向磁通开关磁阻电机。

为了解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案是：

一种轴向磁通开关磁阻电机，包括定子磁轭、转子磁轭、定子单元、转子单元、定子轴、齿盘、位置信号检测传感器单元和传感器安装盘；所述定子单元固定在定子磁轭上，转子单元固定在转子磁轭上，齿盘固定在转子磁轭上，定子轴与定子磁轭相连，同时定子轴贯穿转子磁轭、齿盘和传感器安装盘，所述转子磁轭与定子轴之间通过轴承相连；所述传感器安装盘与定子轴固定成一个整体，所述位置信号检测传感器单元固定在传感器安装盘上，且位于传感器安装盘与转子磁轭之间；所述定子单元和转子单元均位于定子磁轭与转子磁轭之间，并且定子单元和转子单元之间留有间隙；

其中，所述定子单元包括六个定子齿；所述六个定子齿均匀分布在定子磁轭上；所述六个定子齿上均绕有定子绕组；所述六个定子齿分为三组对称设置的定子组，分别为第一定子组、第二定子组和第三定子组；

所述转子单元包括四个转子齿；所述四个转子齿均匀分布在转子磁轭上；

所述位置信号检测传感器单元包括三个位置信号检测传感器，分别为第一位置信号检测传感器、第二位置信号检测传感器和第三位置信号检测传感器；所述第一位置信号检测传感器的位置对应于第一定子组中的任意一个定子齿，所述第二位置信号检测传感器的位置对应于第二定子组中的任意一个定子齿，所述第三位置信号检测传感器的位置对应于第三定子组中的任意一个定子齿；

所述齿盘固定在转子磁轭上；齿盘的上端设有四个外凸的测量齿；所述测量齿均匀分布在齿盘上；所述四个外凸的测量齿的位置与转子磁轭上的四个转子齿一一对应。

本实用新型中所述的定子单元和转子单元之间的间隙为0.5-1.0mm。

由于本实用新型结构中的轴承要承受较大的轴向力，本实用新型中轴承采用现有技术中交叉滚子轴承。由于交叉滚子轴承的滚子之间装有间隔保持器或者隔离块，可以防止滚子的倾斜所滚子之间相互磨察，有效防止了旋转扭矩的增加。另外，不会发生滚子的一方接触现象或者锁死现象；同时因为内外环是分割的结构，间隙可以调整，即使被施加预压，也能获得高精度的旋转运动；同时因为滚子在呈90°的V型沟槽滚动面上通过间隔保持器被相互垂直排列，这种设计使交叉滚子轴承就可以承受较大的径向负荷、轴向负荷及力矩负荷等所有方向的负荷。

本实用新型中的位置信号检测传感器采用现有技术能检测位置信号的传感器都能使用；本实用新型优先采用现有技术中的光电传感器。

本实用新型中的定子齿与转子齿采用任意形状均可以，但本实用新型从生产成本低、制作工艺简单的角度考虑，优先采用定子齿为圆柱形；转子齿为圆柱形。