專利名稱：隱性移動式定子磁極及定子轉子磁極數相等的開關磁阻電機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電能轉換成機械能的機械裝置，是一種隱性移動式定子磁極及定子轉子磁極數相等的開關磁阻電機。
背景技術：
開關磁阻電動機，是一種新型的調速電機，它具有結構簡單堅固、制造成本低、調速性能優異等特點，是各國研究和開發的熱點之一。當前國內外應用及研究的開關磁阻電機，如四相8/6極、五相10/8極、6相12/10極等磁阻電動機，其定子磁極與轉子磁極都采用雙凸極式結構，定子勵磁都采用集中式繞組，每個定子磁極位置固定不變，定子磁極數與轉子磁極數不相等。例如一臺四相8/6極開關磁阻電機，每個定子磁極上均有勵磁繞組及相應的控制電路。當開關磁阻電機運行時，任何瞬時只有一相定子繞組通電；當四相定子繞組按順時鐘順序通電時，定子磁極產生的電磁力牽引轉子逆時針方向轉動；當四相定子繞組按逆時鐘順序通電時，定子磁極產生的電磁力牽引轉子順時針方向轉動。綜上所述可看出，此結構的開關磁阻電機主要特征是其一是轉子的旋轉方向與磁極移動方向相反；其二是任何瞬間，四相8/6極的磁阻電動機，四對磁極只有一對磁極的繞組導電，產生磁拉力，其它三對磁極處于等待狀態，整個電機只有1/4磁極產生磁拉力，磁極的利用率是25％。依此類推可知，五相10/8極的磁阻電動機，五對磁極也是一對磁極產生磁拉力，只有1/5磁極產生磁拉力，利用率是20％；6相12/10極的磁阻電動機，六對磁極也是一對磁極產生磁拉力，只有1/6磁極產生磁拉力，利用率是17％……；磁極沒有充分利用并產生電磁力。其三由于定子旋轉磁場的旋轉方向與轉子旋轉方向相反，當凸極轉子采用非硅鋼片時，根據感應電動機原理，在轉子上將產生與轉速方向相反的負面影響的制動轉矩。其四由于開關磁阻電機的雙凸結構和開關式供電方式，由于定子與轉子磁極旋轉方向相反，使定子與轉子磁極間的磁阻值周期性地大范圍變化，使磁阻呈現周期性的變化，造成磁路局部周期性地嚴重飽和，因此產生嚴重的噪聲和機械振動。其五由于定子采用凸極式磁極及集中勵磁繞組，當一個集中繞組通電變換成另一個集中繞組通電時，定子磁極移動一步的角度是45°電角度，電機低速性能差、調速范圍小等等問題就會出現。
發明內容
本發明的目的是提供一種效率高、運行平穩、低速及調速性能更優良的高性價比的定子磁極數與轉子磁極數相等、定子磁極隱性移動的開關磁阻電機。
本發明是這樣實現的一種隱性移動式定子磁極及定子轉子磁極數相等的開關磁阻電機，包括機座1，定子鐵心2安裝在機座1上，定子鐵心2由硅鋼片疊加成園筒形，在定子鐵心2的內園表面均勻分布定子槽3，分布式定子繞組6置于定子槽3中；轉子4安裝在轉軸5上，轉子磁極數與隱性定子磁極數相等。分布式定子繞組4通電后形成隱性移動式定子磁極；隱性移動式定子磁極數與轉子磁極數相等；每一個磁極均產生電磁力。
本發明提供的隱性移動式定子磁極及定子轉子磁極數相等的開關磁阻電機，由于定子磁極與轉子磁極數相等，在任何瞬間，每個隱性定子磁極都產生電磁力，牽引轉子旋轉，磁極的利用率是100％，因此同等重量、同等體積電機，本新型結構開關磁阻電機可使輸出功率更大。由于轉子磁極旋轉方向與定子磁極的旋轉方向相同，提高了電機的效率。新結構磁阻電機定子磁極與轉子磁極間的氣隙均勻，同方向旋轉，氣隙磁阻值恒定，不存在周期性的磁路飽和問題，可使電機運行更平穩，噪聲降低。新結構開關磁阻電機采分布式繞組，能方便地控制定子磁極移動一步的最小角度為一個槽距角，則新型電機的低速性能更好，電機調速范圍更寬。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。
圖1是本發明的結構示意圖。
具體實施例方式
本發明采用以下結構本發明采用以下結構一種隱性移動式定子磁極及定子轉子磁極數相等的開關磁阻電機，包括機座1，定子鐵心2安裝在機座1上，定子鐵心2由硅鋼片疊加成園筒形，在定子鐵心2的內園表面均勻分布定子槽3，分布式定子繞組6置于定子槽3中；轉子4安裝在轉軸5上，轉子磁極數與隱性定子磁極數相等。分布式定子繞組4通電后形成隱性移動式定子磁極；隱性移動式定子磁極數與轉子磁極數相等；每一個磁極均產生電磁力。
本發明開關磁阻電機的工作原理如下以六個磁極的開關磁阻電機為例。轉子4為六個磁極，隱性移動的六個定子磁極無固定的位置；當分布式定子繞組6通電時，如果A、C、E三個隱性定子磁極呈S磁性，則B、D、F三個隱性定子磁極呈N磁性。六個隱性定子磁極與六個轉子磁極錯開半個磁極位置，使六個轉子磁極均受到順時鐘方向的電磁力，轉子4則順時鐘方向轉動一個角度；當轉子4順時鐘轉過這個角度后，又改變定子勵磁繞組的通電方式，使隱性定子磁極又順時鐘方向移動一個角度，始終保持隱性定子磁極超前轉子磁極半個磁極的物理位置，在電磁力作用下，六個順時鐘旋轉的定子磁極牽引六個轉子磁極順時鐘方向旋轉。同理，當定子磁極逆時鐘方向旋轉時，轉子磁極也會逆時鐘方向旋轉。隱性定子磁極某時刻的位置、移動速度、移動方向均由繞組的通電規律決定。
本發明開關磁阻電機凸極式轉子可用硅鋼片疊成也可采用整塊鐵磁材料制造，采用凸極式結構，轉子磁極數與隱性定子磁極數量相等，通過轉軸輸出機械能。按電機磁極數表示習慣用P表示磁極對數，用2P表示電機的磁極數。電機的磁極對數P值，可根據電機的功率大小合理設計；電機功率越大，其磁極對數P的數值也越大；轉子磁極不顯磁性，根據工程上的需要也可讓轉子設計成N磁極與S磁極交替的凸極式轉子磁極。
隱性移動式定子磁極由硅鋼片疊成，在定子2內園表面，均勻分布定子槽3，當定子槽中的繞組沒有電流通過時，則此處的不顯磁性。當定子繞組中有電流時，激磁電流使該處呈現磁極；定子繞組的通電規律由控制系統決定，當控制系統改變定子繞組通電規律時，可實現隱性磁極位置改變，相當磁極在移動。定子繞組通電后形成的N磁極與S磁極交替排列；定子磁極數與轉子磁極數相等。不顯磁性的虛線部分的寬度一般與轉子磁極寬度接近。
分布式定子繞組該形式的定子繞組控制方便，容易實現定子磁極的移動；如圖所示某瞬時繞組的通電方式， 表示電流流入紙面， 表示電流流出紙面；使1、3、5定子磁極呈S磁性，使B、D、F定子磁極呈N磁性。○表示繞組中無電流通過，所以虛線部分不顯磁性。控制繞組的通電時間，使隱性磁極的移動速度隨即改變，轉子的轉速也隨著改變。而定子繞組的通電方式由控制系統決定。綜上所述，在任何瞬間每個磁極均產生電磁力，轉子磁極數與定子磁極數相等，并以相同的旋轉速度、相同的旋轉方向旋轉。
該新型開關磁阻電機能方便地設計成大型、中小型、微型及特殊結構的立式、臥式及倒裝式如電動車用輪轂結構等電機。
權利要求
1.一種隱性移動式定子磁極及定子轉子磁極數相等的開關磁阻電機，它包括機座(1)，定子鐵心(2)安裝在機座(1)上，其特征在于定子鐵心(2)由硅鋼片疊加成園筒形，在定子鐵心(2)的內園表面均勻分布定子槽(3)，分布式定子繞組(6)置于定子槽(3)中；轉子(4)安裝在轉軸(5)上，轉子磁極數與隱性定子磁極數相等。
2.根據權利要求1所述的隱性移動式定子磁極及定子轉子磁極數相等的開關磁阻電機，其特征在于分布式定子繞組(4)通電后形成隱性移動式定子磁極；隱性移動式定子磁極數與轉子磁極數相等；每一個磁極均產生電磁力。
全文摘要
本發明公開了一種隱性移動式定子磁極及定子轉子磁極數相等的開關磁阻電機，它屬于電動機設備。定子磁極采有隱性移動式結構，定子磁極數與轉子磁極數相等；每個定子磁極均產生電磁力，牽引轉子磁極相同方向和速度旋轉。電機采用直流電源供電，定子磁極的移動速度和方向由定子繞組的通電規律決定，定子繞組的通電規律由控制系統決定。本裝置即有傳統開關磁阻電機結構簡單堅固、制造成本低、工作可靠性高，維護簡單的等優點外，又具有效率高、運行平穩、控制方便、低速性及調速性能更好的優點。
文檔編號H02K1/16GK1564431SQ20041001298
公開日2005年1月12日 申請日期2004年4月8日 優先權日2004年4月8日
發明者汪德華, 盛光忠 申請人:三峽大學