[发明专利]机械整流开关磁阻电机

说明书

相关申请的交叉引用

本发明要求2011年9月20日递交的申请号为No.10-2011-0094650、名称为“机械整流开关磁阻电机(Mechanically Commutated Switched Reluctance Motor)”的韩国专利申请的优先权，该申请通过引用的方式整体包含在本申请中。

技术领域

本发明涉及开关磁阻电机。

背景技术

在普通的开关磁阻电机中，定子和转子都具有凸极型磁路结构(salient pole type magnetic structure)。此外，定子具有缠绕在该定子周围的集中型线圈(concentrated type coil)，转子设置成仅具有铁芯而没有任何类型的励磁装置(线圈、永磁体等)，所以成本竞争力很好。另外，可变速开关磁阻电机借助于使用功率半导体的转换器和位置传感器而稳定地产生连续扭矩，并且该可变速开关磁阻电机可以很容易地控制以适应于每个应用所需要的性能。

对于多种交流(AC)电机(感应电机、永磁同步电机等)和无刷直流(DC)电机，在一种电磁场结构完成之后经过一段时间，当需要性能的重大改进时，该电磁场结构就需要重新设计为新的电磁场结构。否则，除了进行更换高成本材料(例如钢、永磁体等)的简单设计改变(这并不是有效的设计)之外没有其他方法。开关磁阻电机也具有上述问题。

更具体地，根据现有技术的开关磁阻电机包括转子和具有凸极的定子，其中线圈缠绕在凸极周围从而形成相绕组。当相绕组通电流时，就产生了磁场，并且在定子的凸极和转子之间产生引力，所以转子旋转。

此外，多个凸极形成在定子中，线圈缠绕在多个凸极周围以形成多个相绕组，并且多个相绕组中的每一个都被励磁以产生扭矩，因此使转子旋转。但是，在根据现有技术的开关磁阻电机中，由于只有绕组被励磁以产生扭矩，所以扭矩密度和效率等有限。此外，当根据现有技术的开关磁阻电机用作具有多相的开关磁阻电机时，由于磁通量的交叉使得铁芯增加较少，并且无法容易执行高速操作。

发明内容

本发明致力于提供开关磁阻电机，在该开关磁阻电机中，永磁体安装在相绕组之间，并且磁通量变换线圈围绕永磁体缠绕，其中由相绕组的励磁产生的磁通量与由永磁体产生的磁力相互作用，因此可以增加磁通量的数量，并且提高扭矩密度，在由相绕组的励磁产生的磁通量中不会产生交叉线，以执行更加高效的操作，通过磁通量变换线圈减少磁通量，所以可以减小扭矩并且很容易地执行高速操作。

根据本发明的优选实施方式，提供了一种开关磁阻电机，该开关磁阻电机包括：凸极型转子，该凸极型转子设置有多个凸极；和定子，该定子包括定子体、永磁体、磁通量变换线圈和多个相绕组，该定子体设置有朝向转子的多个凸极，该多个相绕组通过围绕凸极缠绕线圈而形成，该永磁体安装在相绕组之间，该磁通量变换线圈缠绕以包围永磁体。

定子体可以设置有位于凸极之间的多个辅助槽，永磁体可以邻近辅助槽布置，线圈可以缠绕以包围该辅助槽。

线圈围绕多个辅助槽缠绕的方向可以彼此反复交叉。

多个辅助槽可以为从转子体的内周向转子体的外周形成的槽。

永磁体可以布置为产生方向与相绕组产生的磁通量的方向相同的磁力。

磁通量变换线圈可以布置为产生方向与相绕组产生磁通量的方向相反的磁力。

在开关磁阻电机高速运转时，可以向磁通量变换线圈施加直流(DC)或交流(AC)电压。

每个永磁体可以包括：两个沿径向安装在定子体的外周部上的第一永磁体；和一个沿径向安装在定子体的内周部上的第二永磁体，其中该第二永磁体设置在两个第一永磁体之间。

形成在定子中的多个凸极可以沿径向向内突出以朝向转子，并且沿周向上等节距地布置。

线圈围绕定子的多个凸极缠绕的方向可以彼此反复交叉。

沿转子的周向可以等节距地形成转子的六个凸极，沿定子体的周向可以等节距地形成定子体的四个凸极，相绕组可以形成为通过将线圈围绕凸极缠绕而形成的两相绕组，在凸极之间可以形成有四个辅助槽，并且磁通量变换线圈可以围绕辅助槽缠绕。

沿转子的周向可以等节距地形成转子的十个凸极，沿定子体的周向可以等节距地形成与转子的凸极相对应的定子体的六个凸极，相绕组可以形成为通过将线圈围绕凸极缠绕而形成的三相绕组，在凸极之间可以形成有六个辅助槽，并且磁通量变换线圈可以围绕辅助槽缠绕。

附图说明

图1是根据本发明第一优选实施方式的开关磁阻电机的结构示意图；