高输出转矩的永磁开关磁阻电机的制作方法

本发明涉及开关磁阻电机，尤其是一种高输出转矩的永磁开关磁阻电机。

背景技术：

1、开关磁阻电机结构简单，定转子均为凸极结构，定子上绕有集中式绕组，转子无绕组、无永磁体，高速性能好，容错性能强，耐高温耐油脂，环境适应性强，在航空航天、电动汽车、飞轮储能，纺织石油矿山等领域应用广泛。

2、现有技术中，开关磁阻电机是呈串励磁特性的电励磁电机，其功率密度较低，从而导致开关磁阻电机的输出转矩较小，如何进一步提升开关磁阻电机功率密度，是制约该电机推广应用的技术瓶颈，是亟待解决的技术难题。

技术实现思路

1、本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的高输出转矩的永磁开关磁阻电机，通过设置永磁体，能够减小定子结构的齿槽转矩，从而显著提高电机的输出转矩，能够提高到传统的永磁开关磁阻电机的两倍以上。

2、本发明所采用的技术方案如下：

3、一种高输出转矩的永磁开关磁阻电机，包括相互配合的定子结构和转子结构，所述定子结构呈环状，定子结构包括：

4、数个e型铁芯，每个e型铁芯均具有一个中间齿和两个边齿，每个边齿上均绕有一个线圈；

5、数个永磁体，呈扇形，与e型铁芯交替紧密布置；

6、所述e型铁芯与永磁体的布置数量相同；

7、所述转子结构包括：

8、转子，所述转子的外侧壁面上均匀间隔设置有数个转子齿，所述转子齿的设置数量为k，相邻两个转子齿之间的齿距角为360°/k，其中，k表示转子齿的设置数量。

9、作为上述技术方案的进一步改进：

10、每个永磁体均采用环向充磁方式，相邻两个永磁体的充磁方向相反；

11、每相的线圈励磁导通时，该相所属的每个线圈中的电流在对应边齿上产生电磁磁通，与该相边齿紧密相邻的永磁体在对应边齿上产生永磁磁通；

12、所述电磁磁通的方向与所述永磁磁通的方向相同。

13、当所述e型铁芯的布置数量与永磁体的布置数量均等于6，同时，转子齿的设置数量k等于16时，所述永磁开关磁阻电机采用三相工作制。

14、所述e型铁芯的布置数量等于6时，对于单个e型铁芯，所述中间齿与相邻边齿之间的齿距角为18.75°；

15、对于相邻的两个e型铁芯，所述两个e型铁芯中相邻的两个边齿之间的齿距角为22.5°；

16、所述转子齿的设置数量k等于16时，相邻两个转子齿之间的齿距角为22.5°。

17、所述永磁开关磁阻电机采用三相工作制时，设置有十二个线圈，相邻两个e型铁芯中相邻的两个边齿上的线圈串联成为一个线圈串，空间上相差180°的两个线圈串连接成为一相电枢绕组；

18、采用三相工作制的所述永磁开关磁阻电机包括三相电枢绕组。

19、当所述e型铁芯的布置数量与永磁体的布置数量均等于4，同时，转子齿的设置数量k等于10时，所述永磁开关磁阻电机采用四相工作制。

20、所述e型铁芯的布置数量等于4时，对于单个e型铁芯，所述中间齿与相邻边齿之间的齿距角为31.5°；

21、对于相邻的两个e型铁芯，所述两个e型铁芯中相邻的两个边齿之间的齿距角为27°；

22、所述转子齿的设置数量k等于10时，相邻两个转子齿之间的齿距角为36°。

23、所述永磁开关磁阻电机采用四相工作制时，设置有八个线圈，空间上相差180°的两个线圈连接成为一相电枢绕组；

24、采用四相工作制的所述永磁开关磁阻电机包括四相电枢绕组。

25、所述转子采用凸极结构。

26、本发明的有益效果如下：

27、本发明提出了两种工作制的永磁开关磁阻电机，采用本发明的技术方案，能够达到如下技术效果：

28、(1)本发明的开关磁阻电机中引入永磁体后，其输出转矩提升显著，输出转矩可提高到同等条件下、未设置永磁体时的两倍以上。

29、(2)本发明中的永磁体布置在定子结构的轭部，不占用线圈的绕线空间，定子齿槽利用率高，同时，有利于提升单位电流产生的输出转矩。

30、(3)本发明中的永磁体产生的齿槽转矩小，有利于减小转矩脉动。

31、(4)本发明中每相电枢绕组电流产生的电磁磁通和永磁体产生的永磁磁通均为短磁路结构，有利于减小e型铁芯的铁芯损耗。

32、(5)本发明中相邻两相电枢绕组电流产生的电磁磁通仅在e型铁芯的中间齿上有交叠，相间耦合弱。

技术特征：

1.一种高输出转矩的永磁开关磁阻电机，包括相互配合的定子结构和转子结构，其特征在于：所述定子结构呈环状，定子结构包括：

2.如权利要求1所述的高输出转矩的永磁开关磁阻电机，其特征在于：每个永磁体(2)均采用环向充磁方式，相邻两个永磁体(2)的充磁方向相反；

3.如权利要求1所述的高输出转矩的永磁开关磁阻电机，其特征在于：当所述e型铁芯(1)的布置数量与永磁体(2)的布置数量均等于6，同时，转子齿的设置数量k等于16时，所述永磁开关磁阻电机采用三相工作制。

4.如权利要求3所述的高输出转矩的永磁开关磁阻电机，其特征在于：所述e型铁芯(1)的布置数量等于6时，对于单个e型铁芯(1)，所述中间齿与相邻边齿之间的齿距角为18.75°；

5.如权利要求3所述的高输出转矩的永磁开关磁阻电机，其特征在于：所述永磁开关磁阻电机采用三相工作制时，设置有十二个线圈(3)，相邻两个e型铁芯(1)中相邻的两个边齿上的线圈(3)串联成为一个线圈串，空间上相差180°的两个线圈串连接成为一相电枢绕组；

6.如权利要求1所述的高输出转矩的永磁开关磁阻电机，其特征在于：当所述e型铁芯(1)的布置数量与永磁体(2)的布置数量均等于4，同时，转子齿的设置数量k等于10时，所述永磁开关磁阻电机采用四相工作制。

7.如权利要求6所述的高输出转矩的永磁开关磁阻电机，其特征在于：所述e型铁芯(1)的布置数量等于4时，对于单个e型铁芯(1)，所述中间齿与相邻边齿之间的齿距角为31.5°；

8.如权利要求6所述的高输出转矩的永磁开关磁阻电机，其特征在于：所述永磁开关磁阻电机采用四相工作制时，设置有八个线圈(3)，空间上相差180°的两个线圈(3)连接成为一相电枢绕组；

9.如权利要求1所述的高输出转矩的永磁开关磁阻电机，其特征在于：所述转子(4)采用凸极结构。

技术总结本发明涉及一种高输出转矩的永磁开关磁阻电机，包括相互配合的定子结构和转子结构，所述定子结构呈环状，定子结构包括：数个E型铁芯，每个E型铁芯均具有一个中间齿和两个边齿，每个边齿上均绕有一个线圈；数个永磁体，呈扇形，与E型铁芯交替紧密布置；所述E型铁芯与永磁体的布置数量相同；所述转子结构包括：转子，所述转子的外侧壁面上均匀间隔设置有数个转子齿，所述转子齿的设置数量为k，相邻两个转子齿之间的齿距角为360°/k，其中，k表示转子齿的设置数量。通过设置永磁体，能够减小定子结构的齿槽转矩，从而显著提高电机的输出转矩，能够提高到传统的永磁开关磁阻电机的两倍以上。技术研发人员：谈正言,徐清华受保护的技术使用者：无锡凌博电子技术股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29