[实用新型]一种改进型开关磁阻电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，特别是一种低转矩脉动开关磁阻电机。

背景技术

开关磁阻电机调速驱动系统集电机技术，电力电子技术，微电子技术和自动控制技术等新成果与一体，以其结构简单、效率高、控制容易、高效无级调速，成本低等独特优点，在工业领域中已经成为其它类型电机调速驱动系统强有力的竞争者，具有广阔的应用前景。在家用电器、汽车工业、牵引电机等领域得到广泛的应用，获得巨大的经济效益；并逐步应用于风力发电、航空启动发电等场合。然而，与其他类型电机相比，开关磁阻电机具有较大的噪声和转矩脉动，其定子、转子的双凸极结构以及开关磁阻形式供电电源，使得开关磁阻电机驱动系统成为一个多变量高度耦合、非线性异常严重的系统，运行中转矩脉动非常明显，且易引起电机噪声，影响了开关磁阻电机在运行质量要求较高场合的应用。国内外学者主要从电机本体结构优化和控制策略两方面来减少开关磁阻电机的转矩脉动。然而，大多数学者的研究集中在控制领域，很多学者基于转矩分配的控制策略、变结构控制策略和现代控制理论，提出新的控制策略，但这些基于控制领域的方法增加了控制器的复杂性和成本。因此，基于本体抑制开关磁阻电机的研究得到越来越多的学者重视。

在现有的通过本体结构减小开关磁阻电机技术中，多通过增加定子和转子极数和相数来减少转矩脉动，但这种方法增加了系统的复杂性和成本。有的技术在转子齿单侧开V形槽，但缺点是只能单方向减少转矩脉动，且平均转矩有所下降。有的技术在转子齿两侧开矩形槽，但矩形槽涉及齿顶高度、槽深、槽宽三个变量，文章分别通过固定两个变量，优化一个变量的方法来选择最优的开槽尺寸，并未考虑三个变量一起变化时对转矩脉动的影响。因此，本实用新型提出在转子齿两侧半圆形槽，这样变量只涉及开槽位置和开槽大小，方便进行参数化分析选择最优结构。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为解决现在的开关磁阻电机转矩脉动较大的技术问题，本实用新型提供一种改进型开关磁阻电机，它通过在开关磁阻电机的转子齿的两侧开设半圆形槽，不仅减少了开关磁阻电机的转矩脉动，而且增加了电机平均转矩。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出以下技术方案：一种改进型开关磁阻电机，它包括定子、转子和三相集中绕组；所述转子位于定子的内部，所述定子和转子均为凸极结构，所述定子和转子均由硅钢片压叠而成。

所述转子为直槽转子，转子的凸极为转子齿，所述转子齿的转子齿侧面开设有半圆形辅助槽。

所述转子齿为平行齿，转子上既无永磁体也无绕组。

两侧的所述转子齿侧面上均加工有半圆形辅助槽。

本实用新型的有益效果：

与现有技术相比，本实用新型的一种改进型开关磁阻电机在转子齿两侧开半圆形槽，通过转子形状的改变带来气隙磁场的改变，即减小了气隙中的径向磁密，同时增大了切向磁密，不仅达到抑制转矩脉动的目的，而且增加了平均转矩，有利于降低电机成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的一种改进型开关磁阻电机的较佳实施例的结构示图。

图2 是本实用新型的转子齿两侧开半圆形槽的局部结构示意图。

图3所示为转子齿两侧开半圆形辅助槽和不开槽情况下开关磁阻电机径向气隙磁密波形。

图4所示为转子齿两侧开半圆形辅助槽和不开槽情况下开关磁阻电机切向气隙磁密波形。

图5所示为转子齿两侧开半圆形辅助槽和不开槽情况下开关磁阻电机静态转矩对比图。

图6所示为转子齿两侧开半圆形辅助槽和不开槽情况下开关磁阻电机瞬态转矩对比图。

图中：定子1、转子2、转子齿2-1、转子齿侧面2-1-1、半圆形辅助槽2-1-2、三相集中绕组3。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

如图1所示的本实用新型的一种改进型开关磁阻电机的较佳实例，它包括定子1、转子2和三相集中绕组3，转子2位于定子1的内部，定子1和转子2均为凸极结构，定子1和转子2均有硅钢片压叠而成；

如图2所示实施例中，转子2为直槽转子，转子2上既无永磁体也无绕组；转子2的凸极为转子齿2-1，转子齿2-1为平行齿，转子齿2-1的转子齿侧面2-1-1两侧开设有辅助半圆形槽2-1-2。