短磁路混合励磁开关磁阻电机的制作方法
专利名称：短磁路混合励磁开关磁阻电机的制作方法
技术领域：
本发明是涉及一种混合励磁开关磁阻电机，属于电机领域。
背景技术：
现有的开关磁阻电机，它的定子、转子均为凸极结构，通过对定子励磁绕组依次通电，定子极与转子极相互作用产生转矩。由于转子上既没有绕组，也没有永磁体，因此电机的结构简单、运行可靠。但正是由于定、转子均未使用永磁体，为了得到大的输出转矩，就需要大的励磁功率，这样既限制了电机的性能体积比，又加大了驱动系统的成本。公开号为CN1560987A的专利提供了一种混合励磁开关磁阻电机，虽然它能解决了上述问题，但是它的定子槽分为宽槽和窄槽，于是下线后在宽槽内线圈和永磁体之间存在间隙，导致空间利用率降低、转矩不平滑。
发明内容
为了解决混合励磁开关磁阻电机空间利用率降低、转矩不平滑的问题，本发明提供了一种短磁路混合励磁开关磁阻电机。
本发明的电机由定子、转子、激励绕组和多个永磁体组成；转子是导磁材料制成的圆柱体，转子的外圆柱面上均匀开有多个深槽，深槽的长度方向与转子的转动轴心线平行并贯穿转子的外圆柱表面；定子是导磁材料制成的圆柱套，定子套在转子的外侧，并使定子的内圆柱面与转子的外圆柱面之间设有气隙，同时定子的轴心线与转子的转动轴心线相重合；定子的内圆柱面上均匀开有多个定子槽，定子槽的长度方向与定子的轴心线平行并贯穿定子的内圆柱表面，每两个定子槽之间的极身的厚度都相等；每个定子槽中镶嵌有一个永磁体，永磁体的N极和S极分别连接定子槽的两个竖壁面，定子的每个极身的根部上都绕有激励绕组。
工作原理当励磁绕组不通电时，永磁体的磁力线不通过气隙，而是通过定子的极身和轭部闭合；当励磁绕组通有电流时，其电励磁磁力线的路径与永磁体的磁力线路径形成并联磁路，两个磁场通过定子极身、气隙、转子形成磁通回路。通过电励磁磁势的开关作用(励磁绕组电流的通和断)来控制永磁体的磁力线的路径与磁通力的大小，来实现电机的转矩控制。由于本发明定子的内圆柱面是均匀开有多个槽，所以带来了以下优点1、工作人员在嵌线时能够均匀下线，易于控制线圈的缠绕力度；2、定子槽中没有间隙，提高了空间利用率；3、在每个定子槽中都可以安装一个永磁体，提高了电机的效率，减小了电机的转矩脉动。本发明在机器人、数控机床及电动车辆等具有良好应用前景。本发明具有很高的性能体积比和性能重量比，即能作为电动机使用，也能作为发电机使用，而且结构简单易维护。
图1是本发明的断面结构示意图，图2是图1的A-A剖视图。
具体实施例方式
具体实施方式
一结合图1、图2说明本实施方式，本具体实施方式
由定子1、转子2、激励绕组3和多个永磁体4组成；转子2是导磁材料制成的圆柱体，转子2的外圆柱面上均匀开有多个深槽2-1，深槽2-1的长度方向与转子2的转动轴心线平行并贯穿转子2的外圆柱表面；定子1是导磁材料制成的圆柱套，定子1套在转子2的外侧，并使定子1的内圆柱面与转子2的外圆柱面之间设有气隙5，同时定子1的轴心线与转子2的转动轴心线相重合；定子1的内圆柱面上均匀开有多个定子槽1-1，定子槽1-1的长度方向与定子1的轴心线平行并贯穿定子1的内圆柱表面，每两个定子槽1-1之间的极身1-2的厚度都相等；每个定子槽1-1中镶嵌有一个永磁体4，永磁体4的N极和S极分别连接定子槽1-1的两个竖壁面，定子1的每个极身1-2的根部上都绕有激励绕组3。
具体实施方式
二本具体实施方式
的定子1选用硅钢片叠加制成，转子2选用硅钢片叠加制成。其它组成和连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本具体实施方式
的激励绕组3产生的磁力线方向与永磁体4的磁力线方向相一致。其它组成和连接关系与具体实施方式
一相同。本发明将永磁体切向励磁回路与电励磁回路有机地结合了起来。
权利要求
1.短磁路混合励磁开关磁阻电机，它由定子(1)、转子(2)、激励绕组(3)和多个永磁体(4)组成；转子(2)是导磁材料制成的圆柱体，转子(2)的外圆柱面上均匀开有多个深槽(2-1)，深槽(2-1)的长度方向与转子(2)的转动轴心线平行并贯穿转子(2)的外圆柱表面；定子(1)是导磁材料制成的圆柱套，定子(1)套在转子(2)的外侧，并使定子(1)的内圆柱面与转子(2)的外圆柱面之间设有气隙(5)，同时定子(1)的轴心线与转子(2)的转动轴心线相重合；其特征在于它的定子(1)的内圆柱面上均匀开有多个定子槽(1-1)，定子槽(1-1)的长度方向与定子(1)的轴心线平行并贯穿定子(1)的内圆柱表面，每两个定子槽(1-1)之间的极身(1-2)的厚度都相等；每个定子槽(1-1)中镶嵌有一个永磁体(4)，永磁体(4)的N极和S极分别连接定子槽(1-1)的两个竖壁面，定子(1)的每个极身(1-2)的根部上都绕有激励绕组(3)。
2.根据权利要求1所述的短磁路混合励磁开关磁阻电机，其特征在于定子(1)用硅钢片叠加制成，转子(2)用硅钢片叠加制成。
3.根据权利要求1所述的短磁路混合励磁开关磁阻电机，其特征在于激励绕组(3)产生的磁力线方向与永磁体(4)的磁力线方向相一致。
全文摘要
短磁路混合励磁开关磁阻电机，它涉及一种混合励磁开关磁阻电机，它的目的是为了解决混合励磁开关磁阻电机空间利用率降低、转矩不平滑的问题。本发明的定子1的内圆柱面上均匀开有多个定子槽1－1，定子槽1－1的长度方向与定子1的轴心线平行并贯穿定子1的内圆柱表面，每两个定子槽1－1之间的极身1－2的厚度都相等；每个定子槽1－1中镶嵌有一个永磁体4，永磁体4的N极和S极分别连接定子槽1－1的两个竖壁面，定子1的每个极身1－2的根部上都绕有激励绕组3。本发明设计的电机定子易于嵌线，而且提高了定子的空间利用率、提高了电机的效率，减小了电机的转矩脉动。
文档编号H02K15/02GK1787332SQ20051001055
公开日2006年6月14日 申请日期2005年11月16日 优先权日2005年11月16日
发明者寇宝泉, 谢大纲, 李立毅, 程树康 申请人:哈尔滨工业大学
技术领域：
本发明是涉及一种混合励磁开关磁阻电机，属于电机领域。
背景技术：
现有的开关磁阻电机，它的定子、转子均为凸极结构，通过对定子励磁绕组依次通电，定子极与转子极相互作用产生转矩。由于转子上既没有绕组，也没有永磁体，因此电机的结构简单、运行可靠。但正是由于定、转子均未使用永磁体，为了得到大的输出转矩，就需要大的励磁功率，这样既限制了电机的性能体积比，又加大了驱动系统的成本。公开号为CN1560987A的专利提供了一种混合励磁开关磁阻电机，虽然它能解决了上述问题，但是它的定子槽分为宽槽和窄槽，于是下线后在宽槽内线圈和永磁体之间存在间隙，导致空间利用率降低、转矩不平滑。
发明内容
为了解决混合励磁开关磁阻电机空间利用率降低、转矩不平滑的问题，本发明提供了一种短磁路混合励磁开关磁阻电机。
本发明的电机由定子、转子、激励绕组和多个永磁体组成；转子是导磁材料制成的圆柱体，转子的外圆柱面上均匀开有多个深槽，深槽的长度方向与转子的转动轴心线平行并贯穿转子的外圆柱表面；定子是导磁材料制成的圆柱套，定子套在转子的外侧，并使定子的内圆柱面与转子的外圆柱面之间设有气隙，同时定子的轴心线与转子的转动轴心线相重合；定子的内圆柱面上均匀开有多个定子槽，定子槽的长度方向与定子的轴心线平行并贯穿定子的内圆柱表面，每两个定子槽之间的极身的厚度都相等；每个定子槽中镶嵌有一个永磁体，永磁体的N极和S极分别连接定子槽的两个竖壁面，定子的每个极身的根部上都绕有激励绕组。
工作原理当励磁绕组不通电时，永磁体的磁力线不通过气隙，而是通过定子的极身和轭部闭合；当励磁绕组通有电流时，其电励磁磁力线的路径与永磁体的磁力线路径形成并联磁路，两个磁场通过定子极身、气隙、转子形成磁通回路。通过电励磁磁势的开关作用(励磁绕组电流的通和断)来控制永磁体的磁力线的路径与磁通力的大小，来实现电机的转矩控制。由于本发明定子的内圆柱面是均匀开有多个槽，所以带来了以下优点1、工作人员在嵌线时能够均匀下线，易于控制线圈的缠绕力度；2、定子槽中没有间隙，提高了空间利用率；3、在每个定子槽中都可以安装一个永磁体，提高了电机的效率，减小了电机的转矩脉动。本发明在机器人、数控机床及电动车辆等具有良好应用前景。本发明具有很高的性能体积比和性能重量比，即能作为电动机使用，也能作为发电机使用，而且结构简单易维护。
图1是本发明的断面结构示意图，图2是图1的A-A剖视图。
具体实施例方式
具体实施方式
一结合图1、图2说明本实施方式，本具体实施方式
由定子1、转子2、激励绕组3和多个永磁体4组成；转子2是导磁材料制成的圆柱体，转子2的外圆柱面上均匀开有多个深槽2-1，深槽2-1的长度方向与转子2的转动轴心线平行并贯穿转子2的外圆柱表面；定子1是导磁材料制成的圆柱套，定子1套在转子2的外侧，并使定子1的内圆柱面与转子2的外圆柱面之间设有气隙5，同时定子1的轴心线与转子2的转动轴心线相重合；定子1的内圆柱面上均匀开有多个定子槽1-1，定子槽1-1的长度方向与定子1的轴心线平行并贯穿定子1的内圆柱表面，每两个定子槽1-1之间的极身1-2的厚度都相等；每个定子槽1-1中镶嵌有一个永磁体4，永磁体4的N极和S极分别连接定子槽1-1的两个竖壁面，定子1的每个极身1-2的根部上都绕有激励绕组3。
具体实施方式
二本具体实施方式
的定子1选用硅钢片叠加制成，转子2选用硅钢片叠加制成。其它组成和连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本具体实施方式
的激励绕组3产生的磁力线方向与永磁体4的磁力线方向相一致。其它组成和连接关系与具体实施方式
一相同。本发明将永磁体切向励磁回路与电励磁回路有机地结合了起来。
权利要求
1.短磁路混合励磁开关磁阻电机，它由定子(1)、转子(2)、激励绕组(3)和多个永磁体(4)组成；转子(2)是导磁材料制成的圆柱体，转子(2)的外圆柱面上均匀开有多个深槽(2-1)，深槽(2-1)的长度方向与转子(2)的转动轴心线平行并贯穿转子(2)的外圆柱表面；定子(1)是导磁材料制成的圆柱套，定子(1)套在转子(2)的外侧，并使定子(1)的内圆柱面与转子(2)的外圆柱面之间设有气隙(5)，同时定子(1)的轴心线与转子(2)的转动轴心线相重合；其特征在于它的定子(1)的内圆柱面上均匀开有多个定子槽(1-1)，定子槽(1-1)的长度方向与定子(1)的轴心线平行并贯穿定子(1)的内圆柱表面，每两个定子槽(1-1)之间的极身(1-2)的厚度都相等；每个定子槽(1-1)中镶嵌有一个永磁体(4)，永磁体(4)的N极和S极分别连接定子槽(1-1)的两个竖壁面，定子(1)的每个极身(1-2)的根部上都绕有激励绕组(3)。
2.根据权利要求1所述的短磁路混合励磁开关磁阻电机，其特征在于定子(1)用硅钢片叠加制成，转子(2)用硅钢片叠加制成。
3.根据权利要求1所述的短磁路混合励磁开关磁阻电机，其特征在于激励绕组(3)产生的磁力线方向与永磁体(4)的磁力线方向相一致。
全文摘要
短磁路混合励磁开关磁阻电机，它涉及一种混合励磁开关磁阻电机，它的目的是为了解决混合励磁开关磁阻电机空间利用率降低、转矩不平滑的问题。本发明的定子1的内圆柱面上均匀开有多个定子槽1－1，定子槽1－1的长度方向与定子1的轴心线平行并贯穿定子1的内圆柱表面，每两个定子槽1－1之间的极身1－2的厚度都相等；每个定子槽1－1中镶嵌有一个永磁体4，永磁体4的N极和S极分别连接定子槽1－1的两个竖壁面，定子1的每个极身1－2的根部上都绕有激励绕组3。本发明设计的电机定子易于嵌线，而且提高了定子的空间利用率、提高了电机的效率，减小了电机的转矩脉动。
文档编号H02K15/02GK1787332SQ20051001055
公开日2006年6月14日 申请日期2005年11月16日 优先权日2005年11月16日
发明者寇宝泉, 谢大纲, 李立毅, 程树康 申请人:哈尔滨工业大学
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