[发明专利]交流永磁开关磁阻电动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种开关磁阻电动机，尤其是一种高功率密度的开关磁阻电动机。 

背景技术

开关磁阻电动机是近期技术发展迅速、使用越来越广泛的一种电动机类型。传统开关磁阻电动机的概念被不断地突破，传统开关磁阻电动机的机械结构和驱动控制机理也得以不断地改进和创新。中国专利申请CN102214979A和CN102299604A中，首次公开了“独立励磁凸极对”结构，并将“独立励磁凸极对”与“转子铁芯凸极对”或“转子永磁凸极对”结合，形成了结构独特的新型电动机。此新型电动机将原来永磁电动机所有线圈共用一个磁路的结构，改为各线圈自行独立的“励磁凸极对”单元结构，各“励磁凸极对”之间相互独立、相互磁隔离，互不干扰，各线圈可以自行独立换流控制，这样，大大的缩短了磁路，降低了共用磁路的干扰和漏磁，提高功率密度和设备利用率。此类新型电动机将日益成为开关磁阻电动机中的新宠儿和佼佼者。如何在此类新型电动机结构原理基础之上，设计并研制出适合各种类型的实用电动机，以适应不同应用场合之需要，这正是摆在电动机设计者和生产企业面前的新课题。 

发明内容

本发明的目的是提供一种结构新颖的开关磁阻电动机，将具有“独立励磁凸极对”的定子与具有悬臂支架结构的转子相结合，压缩电动机转子的轴向尺寸，以适应特定场合对电动机安装尺寸的要求。 

为实现上述发明目的，本发明的第一技术方案是：一种交流永磁开关磁阻电动机，其构成包括定子、转子，定子由若干励磁凸极对构成，若干励磁凸极对均衡地固定于定子座，励磁凸极对由叠片铁芯和励磁线圈构成，励磁凸极对相互之间彼此磁隔离，每个励磁凸极对由独立的励磁线圈激励控制，其特征在于：所述励磁凸极对由“C形”叠片铁芯、励磁线圈构成，该“C形”叠片铁芯两个凸极的端口面相对，所述转子由转动轴、转子支架、和若干永磁体构成，转子支架的中心与转动轴固定，转子支架的外沿固定有若干永磁体，永磁体等间距地设置在转子支架外沿，且在同一旋转面上相邻永磁体的磁极性相异,转动轴旋转时，固定于转子支架外沿的永磁体能依次从定子上的各个励磁凸极对的两个端口面之间通过，且各个永磁体的两个磁极面与各个励磁凸极对的端口面之间形成气隙，当永磁体分别位于各个励磁凸极对两个端口面之间时，永磁体与励磁凸极对之间形成一个具有气隙的闭合磁回路。 

在上述第一技术方案中，所述转子支架由圆盘和圆筒构成，圆筒一端边缘与圆盘外沿固定连接，形成一个“碗形”整体，圆盘中心与转动轴固定连接，圆盘平面与转动轴轴线垂直，圆筒轴线则与转动轴轴线重合，若干永磁体均衡地固定在圆筒另一端边缘处，且在同一旋转面上相邻永磁体的磁极性相异,转动轴旋转时，固定于圆筒一端边缘的全部永磁体均能从定子励磁凸极对端口之间通过，且各个永磁体的两个磁极面与励磁凸极对的端口面之间形成气隙。 

在上述第一技术方案中，所述转子支架由圆盘和圆筒构成，圆筒中部内壁与圆盘外沿固定连接，形成一个“同底双向敞口碗形”整体，圆盘中心与转动轴固定连接，圆盘平面与转动轴轴线垂直，圆筒轴线则与转动轴轴线重合，若干永磁体均衡地固定在圆筒两端边缘处，且在同一旋转面上相邻永磁体的磁极性相异,所述若干励磁凸极对分为两组，分置于转子支架两侧，所有励磁凸极对的两个端口面上下相对，转动轴旋转时，固定于圆筒两端边缘的全部永磁体均能从圆盘两侧所有励磁凸极对的两个端口面之间通过，且各个永磁体的两个磁极面与励磁凸极对的端口面之间形成气隙。 

在上述第一技术方案中，所述转子支架由圆盘和带折边圆筒构成，带折边圆筒中部内壁沿与圆盘外沿固定连接，形成一个“同底双向碗口内折边”整体，圆盘中心与转动轴固定连接，圆盘平面与转动轴轴线垂直，圆筒轴线则与转动轴轴线重合，带内折边圆筒的折边面垂直于转动轴轴线，永磁体分为两组、均衡地固定在带折边圆筒两端的折边处，且在同一旋转面上相邻永磁体的磁极性相异，所述若干励磁凸极对分为两组，分置于转子支架圆盘两侧，所有励磁凸极对的两个端口面左右相对，转动轴旋转时，固定于带折边圆筒两端折边上的全部永磁体均能从圆盘两侧所有“C形”励磁凸极对的端口面之间通过，且永磁体的两个磁极面与励磁凸极对的端口面之间形成气隙。 

在上述第一技术方案中，所述定子上励磁凸极对的数量为N，转子上永磁体或“永磁凸极对”的数量为M，N和M满足关系式 M=kN，该关系式中，M为大于等于2的偶数，N为大于等于2的自然数，当N为奇数，k取偶数，当N为偶数，k取自然数，且M/N之比不是正整数。