[发明专利]一种新型冲片结构的分块外转子磁通切换型双凸极电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种双凸极电机，尤其涉及一种新型冲片结构的分块外转子磁通切换型双凸极电机。

背景技术

目前以电励磁绕组为励磁源的双凸极电机，在定子齿槽中增加了励磁线圈，使电机由变磁阻的开关磁阻电机转换为电励磁开关磁阻电机。电机保持了传统直流电机良好的动静态调速性、可靠和易于控制等特点，它调速范围宽，避免了一般电动机由载流导体间相互作用力产生转矩，而是通过定转子之间的磁拉力产生。对于一般的电励磁双凸极定子采用双凸击结构，通过合理的齿槽设计三个相邻定子齿为平行齿，均分为四组后定子冲片出现四个大槽八个小槽，大槽内嵌放两个电枢绕组和两个励磁绕组，小槽内嵌放两个电枢绕组，能保证一定的槽满率，同样的端部高度和同样的定子冲片磁轭尺寸。分块外转子磁通切换型电励磁双凸极电机由于电枢齿减少为原来的一半，要保证一定的输出端电压需要的励磁安匝数大且励磁绕组内阻小于1Ω，导致需要的励磁绕组匝数大且线径粗进而导致槽满率高且端部高度不一致；分块外转子磁通切换型电励磁双凸极电机在定子冲片上设计大小槽结构，会引起定子磁轭尺寸不均匀，导致定子磁轭磁通密度过高，引起铁心严重的过饱和现象；同时电励磁双凸极电机由于12个电枢线圈均布在12个直齿上，每个励磁线圈跨三个电枢齿，4个励磁线圈均布在定子上，当励磁线圈通电时，产生的磁力线穿过气隙，通过转子再次穿过气隙，进入电枢极形成闭合回路，但此时磁通路径跨越的转子机械角度为90°，不能保证磁阻最小，不利于功率密度的提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够保证定子冲片每个齿槽槽满率一致且端部高度一致；能够保证电机定子冲片磁轭磁通密度一致；同时提高功率密度的新型冲片结构的分块外转子磁通切换型双凸极电机。本发明所需要解决的问题是通过如下的技术方案实现的:一种新型冲片结构的分块外转子磁通切换型双凸极电机，包括定子、转子扇型极和隔磁套，其特征在于：定子有十二个齿，转子扇型极有八个镶嵌在隔磁套上，所述定子冲片设有六个电枢齿及每隔一个电枢齿分布设置有六个励磁齿，电枢齿与励磁齿之间分别设有异型槽，异型槽分为上、下两层，分别设一个电枢线圈和一个励磁线圈，电枢线圈和励磁线圈之间以绝缘层隔绝，绝缘层以绝缘材料制作，励磁齿对应的定子内圆处设有磁轭突起，所述电枢线圈面积和励磁线圈面积比为57:74，与单槽内的电枢总匝数面积与励磁总匝数面积比相同且电枢绕组与励磁绕组的端部高度一致。所述的电枢齿与励磁齿9对应的磁轭尺寸相同，且十二个齿槽的槽满率一致。

本发明采用的上述结构能够保证电机定子冲片齿槽的槽满率一致，电枢绕组与励磁绕组端部高度一致，有利于提高槽满率，缩小电机轴向尺寸，避免线圈在冲片槽内受电磁力作用而振动，保证电机运行安全；能够保证电机定子冲片磁轭磁通密度一致，避免因磁通密度过高而引起铁心过饱和，保证电机运行安全；同时上述结构缩短了磁通路径，能够保证磁阻最小，减小铁磁损耗；同时增大绕组磁通变化率提高电磁扭力，提高了功率密度。

本发明采用的上述结构能够保证电机定子冲片齿槽的槽满率一致，电枢绕组与励磁绕组端部高度一致，有利于提高槽满率，缩小电机轴向尺寸，避免线圈在冲片槽内受电磁力作用而振动，保证电机运行安全；能够保证电机定子冲片磁轭磁通密度一致，避免因磁通密度过高而引起铁心过饱和，保证电机运行安全；同时上述结构缩短了磁通路径，能够保证磁阻最小，减小铁磁损耗；同时增大绕组磁通变化率提高电磁扭力，提高了功率密度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中，1、定子，2、转子扇型极，3、电枢线圈，4、励磁线圈，5、绝缘层，6、隔磁套，7、磁轭突起，8、电枢齿，9、励磁齿，10、异型槽。

具体实施方式

由附图可知，一种新型冲片结构的分块外转子磁通切换型双凸极电机，包括定子1、转子扇型极2和隔磁套6，其特征在于：定子1有十二个齿，转子扇型极2有八个镶嵌在隔磁套6上，所述定子1冲片设有六个电枢齿8及每隔一个电枢齿8分布设置有六个励磁齿9，电枢齿8与励磁齿9之间分别设有异型槽10，异型槽10分为上、下两层，分别设一个电枢线圈3和一个励磁线圈4，电枢线圈3和励磁线圈4之间以绝缘层5隔绝，绝缘层5以绝缘材料制作，励磁齿9对应的定子内圆处设有磁轭突起7，所述电枢线圈3面积和励磁线圈4面积比为57:74，与单槽内的电枢总匝数面积与励磁总匝数面积比相同且电枢绕组3与励磁绕组4的端部高度一致。所述的电枢齿8与励磁齿9对应的磁轭尺寸相同，且十二个齿槽的槽满率一致。

本发明使嵌入同一个齿槽的电枢绕组3与励磁绕组4的端部高度一致且十二个齿槽的槽满率一致。本发明使电枢齿处的磁轭尺寸与励磁齿处的磁轭尺寸一致，减小了励磁齿处磁轭的磁通密度，减小了铁磁损耗。当励磁线圈4通电时，产生的磁力线穿过气隙，通过转子扇型极2再次穿过气隙，进入电枢极，以最短的磁通路径形成闭合回路，此时磁通路径跨越的转子机械角度为30°。本发明缩短了磁通路径，能够保证磁阻最小，减小铁磁损耗；同时增大绕组磁通变化率提高电磁扭力，提高了功率密度。本发明在电机中用电励磁替代永磁结构，通过调节励磁线圈电流大小来调节电机磁场强度，控制电机转矩大小。