[发明专利]一种电动车用U型外转子结构开关磁阻电机及其功率变换器

说明书

本发明公开一种电动车用U型外转子结构开关磁阻电机及其功率变换器，属于新型电机领域，包括电动车用U型外转子结构开关磁阻电机和适用所述结构的功率变换器，所述的电机包括U型外转子块和固定在轴上的内定子，若干U型外转子结构形成模块化转子结构，模块化U型外转子结构可直接固定在电动车的轮毂上，定子上缠绕有集中式的励磁绕组。径向相对的两个定子极缠绕的集中绕组串联成为一相，由于转子轭部的不连续性，必须采用相邻两相同时激励的方式，根据电机的激励方式，设计了一种功率变换器结构，适用于所述的电机。本发明的转子为模块化转子，便于模块化生产，并便于固定在电动车的轮毂上，同时电机具有容易维护、损耗低、效率高、等优点。

技术领域

本发明涉及一种新型电机领域，尤其涉及一种电动车用U型外转子结构开关磁阻电机及其功率变换器。

背景技术

开关磁阻电机具有结构简单，坚固耐用，运行可靠，能量转换效率高等优点，由于稀土材料价格的迅速增大，使得使用永磁体的电机成本增加，因此开关磁阻电机在电动车的应用越来越广泛。开关磁阻电机遵循磁阻最小原理，因此开关磁阻电机的磁路对开关磁阻电机的能量转化具有重要的作用，应用一个好的磁性材料和降低磁通路径有利于减少电机的能量损耗。传统的外转子开关磁阻电机相邻相之间有一相工作时，其他相之间通过转子凸极相互干扰，导致磁通路径较长，并且在电机转动换相期间存在磁通逆转，使得电机的输出转矩降低，铁耗增加，风摩损耗增加，以及电机效率降低。目前研究的转子模块化开关磁阻电机多采用内转子分块，并采用注塑的方法，把转子凹陷部分注入塑料材料填满，但是制作工艺复杂且成本高，转子多采用的倒梯形结构，并且多采用分布绕组，电机整个绕组端部比较大，降低了电机绕组的利用率并增加了电机的端部效应，降低了电机的性能。因此在电机结构设计阶段，如何增大电机的输出转矩、降低电机的损耗、提高电机的输出效率、降低制作成本及功率变换器成本成为电机结构设计阶段的亟待解决的问题。

发明内容

针对上述技术中存在问题，本发明提出一种U型外转子结构的开关磁阻电机及其功率变换器，设计合理，成本低廉，容易加工和维护的能用于电动车的开关磁阻电机驱动系统中。

为实现上述技术目的，本发明采用如下的技术方案予以实现：

一种电动车用U型外转子结构开关磁阻电机，包括内定子3和设置在内定子周若干U型转子块1，其中，内定子3的定子齿为外圆弧5，U型转子块1的转子齿为内圆弧4，且内定子的外圆弧5和转子齿的内圆弧4之间设有气隙，内定子上缠绕有集中式励磁绕组2。

本发明在于，内定子3和U型外转子块1均是由硅钢片叠压而成。

本发明在于，内定子3径向相对的两个定子极串联形成一相，但极性相反。

本发明在于，相邻两相的定子极绕组缠绕方向相反，形成N极-S极-N极-S极…N极-S极的极性分布。

本发明在于，U型转子块1直接固定在电动车的轮毂上，便于安装和实施。

本发明在于，为了使电机连续旋转，必须采用相邻两相同时激励的方式。