[发明专利]转子轴向磁化永磁开关磁阻电机

说明书

技术领域

本发明涉及电机领域，特别涉及一种转子轴向磁化永磁开关磁阻电机。

背景技术

开关磁阻电机是一种定转子双凸极、利用磁阻原理产生拖动转矩、实现电能转换为机械能的电动机。开关磁阻电机定子极上绕制集中绕组，转子上即无绕组也无永磁体，电机结构简单可靠，开关磁阻电机的电枢绕组通常采用单相电枢绕组供电方式，处于工作状态下的磁极数少，磁能面积小，限制了电机的功率密度，三相及三相以上的磁阻电机驱动器成本高，机械噪声大等不足，永磁开关磁阻电机具有输出转矩大，功率密度高的特点，是磁阻电机发展的重要途径。

由于开关磁阻电机定转子为大齿大槽型双凸结构，在永磁开关磁阻电机中永磁体的安装位置和结构形态直接影响到电机磁场分布、磁能量的利用率、振动噪声和机械强度等性能指标。目前，大部分永磁开关磁阻电机所用永磁体安装方法都采用表贴法和内置法，永磁体分布在各个安装位置上，制造工艺复杂，相应的隔磁措施实施困难且影响电机结构强度，磁能量利用率低，电机磁能量扩容受到限制。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、隔磁效果好、工作效率高的转子轴向磁化永磁开关磁阻电机。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种转子轴向磁化永磁开关磁阻电机，包括电机外壳、定子和转子，电机外壳固定在机座上，电机外壳两端设有左端盖和右端盖，所述定子包括结构相同的左右两段定子铁芯和两段定子铁芯之间的段间磁轭，段间磁轭将左右两段定子铁芯连成一个整体定子；所述电机转子包括转子轴、隔磁衬套、结构相同的左右两段转子铁芯、位于两段转子铁芯之间轴向充磁的永磁圆柱体，左右两端盖通过轴承与转子轴左右延伸端连接，隔磁衬套紧固套装在转子轴上，左段转子铁芯、永磁圆柱体、右段转子铁芯依次配合套装在隔磁衬套上。

上述转子轴向磁化永磁开关磁阻电机，所述左段定子铁芯包括定子左段磁轭和分布在定子左段磁轭内圈上的定子左段磁极，右段定子铁芯包括定子右段磁轭和分布在定子右段磁轭内圈上的定子右段磁极，左右两段定子铁芯上各磁极轴向中心线对齐，定子左段磁极和定子右段磁极上分别绕制线径相同、匝数相等、绕制方向相反的集中绕组；一个定子左段磁极上的集中绕组和对应的一个定子右段磁极上的集中绕组组成一个定子磁极绕组；磁极绕组通电励磁后产生的定子左右段磁极极性相反。

上述转子轴向磁化永磁开关磁阻电机，所有定子磁极绕组结构相同，同一相的磁极绕组顺极性串联或者并联成一相电枢绕组，定子三相电枢绕组星形接法，采用两相电枢绕组供电方式，依据换相规律通电励磁后，在定子铁芯上产生脉振旋转磁场，电机每换相一次，电机转子步进二分之一的定子极距，依此循环换相，电动机将电能转换为机械能而做功。

上述转子轴向磁化永磁开关磁阻电机，所述的换相是指电机在运行中，根据转子磁极相对定子磁极位置，确定断电相绕组和供电相绕组，换相原则遵循：定转子磁极径向中心线对齐的相绕组停止供电，其它两相电枢绕组供电。

上述转子轴向磁化永磁开关磁阻电机，所述左段转子铁芯包括转子左段磁轭和分布在转子左段磁轭外圈上的转子左段磁极；右段转子铁芯包括转子右段磁轭和分布在转子右段磁轭外圈上的转子右段磁极，转子左段磁极与转子右段磁极一一对应，左右两段转子铁芯上各磁极轴向中心线对齐。

上述转子轴向磁化永磁开关磁阻电机，左右两段转子铁芯之间嵌入轴向充磁的永磁圆柱体后被磁化，一段转子铁芯的全部磁极为N极，另一段转子铁芯的所有磁极为S极。

上述转子轴向磁化永磁开关磁阻电机，所述右端盖上装有用于检测转子位置的转子位置传感器。

上述转子轴向磁化永磁开关磁阻电机，所述永磁圆柱体为铁氧体永磁材料或者钕铁镚永磁材料。

上述转子轴向磁化永磁开关磁阻电机，所述隔磁衬套采用非导磁金属材料加工成具有一定厚度的圆筒形。

本发明的有益效果在于：本发明在左右两段转子铁芯之间嵌入轴向充磁的永磁圆柱体，磁化后的转子磁极同一段上所有磁极极性相同、不同段磁极极性相反，另外为适应一端磁极全部为N极，另一端磁极全部为S极的转子，其定子结构设计成左右两段之间嵌入段间磁轭形成两段型整体定子结构，同时左右段定子磁极绕组绕制线径相同、匝数相等、绕制方向相反的集中绕组，并采用三相(含三相以上)电枢绕组星形接法两相供电工作模式，保证了左右两段定转子电磁作用产生的电磁转矩始终为拖动转矩，实现将电能转换为机械能。本发明的永磁体安装简单可靠，隔磁措施效果好，电机在运行中处于工作状态下的磁极数多，电磁能量转换面积宽、效率高、功率密度大。

附图说明