[发明专利]一种屏蔽式开关磁阻电机及低损耗控制方法

说明书

本发明公开了一种屏蔽式开关磁阻电机及低损耗控制方法，工矿企业中使用。采用4相8/6拓扑结构电机，分别在定子、转子上安装定子屏蔽套和转子屏蔽套，定子屏蔽套和转子屏蔽套之间注有流动的液体，液体能够从屏蔽套之间穿过而不能进入定、转子槽。根据绕组匝数及转子转速，延长相电流的作用时间，保证相邻两相的气隙磁场在屏蔽套上产生的涡旋电流相互抵消，从而减小涡流损耗，控制电机运行时的温升。其结构简单、容错性能好，能够保证系统长期稳定地在液面下运行。本发明能够实现高倍数过载，起动转矩大，变速控制下运行效率高，运行平稳，适用于经常启停的工况。

技术领域

本发明涉及一种开关磁阻电机及低损耗控制方法，尤其适用于一种工矿企业中使用的屏蔽式开关磁阻电机及低损耗控制方法。

背景技术

将泵体与屏蔽电机集成形成驱动系统：屏蔽电动机驱动液泵，输送无固体颗粒的液体，在船舶推动、化工液体输送、矿山冶金、深海开采、农业水利灌溉、特殊医疗设备等领域有重要应用。屏蔽电机的特点是在气隙中加入了金属屏蔽套，屏蔽套呈薄壁圆筒状，轴向贯穿电机本体。泵体输送的液体介质可以进入气隙，但被屏蔽套隔开不会进入绕组。该系统可长期稳定地工作在液面下无需人工维护。同时屏蔽套工作在交变的气隙磁场中，产生大量的涡流损耗，造成系统温升，严重影响了运行效率。

目前作为驱动结构多采用屏蔽鼠笼式感应电动机，该电机起动转矩小，容错性能不佳，驱动粘滞性液体时效率低，不利于变速运行。本发明针对日益增长的对于屏蔽电机更高性能更高可靠性的需求，提出一种适用于频繁启停、大转矩工况的屏蔽开关磁阻电动机，同时提出针对该电机的以降低涡流损耗为目标的控制策略。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种结构简单，能够提供大起动转矩、频繁起动、容错性好，且能够提高运行效率及控制电动机的温升的屏蔽式开关磁阻电机及低损耗控制方法。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明的液浸式屏蔽开关磁阻电动机，包括定子铁芯、定子铁芯内设有转子铁芯，定子铁芯上设有绕组，定子铁芯与转子铁芯之间留有空气隙，定子铁芯内径上设有定子屏蔽套，转子铁芯外径上设有转子屏蔽套；

所述定子屏蔽套和转子屏蔽套为密封结构，定子屏蔽套和转子屏蔽套之间空气隙内注有液体，液体从定子屏蔽套和转子屏蔽套之间穿过，带走定子屏蔽套和转子屏蔽套自身产生感应涡流而引起的涡流损耗，控制电机温升。

所述液体包括水或油，定子屏蔽套和转子屏蔽套之间空气隙密封，并在两侧分别设有液体注入口和液体输出口，液体注入口和液体输出口之间设有液体输入排出装置。

所述液体输入排出装置为循环泵，所述循环泵上设有散热风扇。

所述屏蔽开关磁阻电动机为4相8/6型结构，定制上设有8个定子齿，转子铁芯上设有6个转子齿，两个转子齿之间设有转子齿槽，定子齿宽S_t与转子齿宽R_t之比为0.85-0.88。

所述电机轴向长度较小，其D/L比的数值为1.05-1.25，其中D为定子铁芯外直径，L为电机本体的有效长度。

根据绕组的匝数及转子铁芯转速，以转子铁芯转角位置为控制参数，提前打开相电流，同时滞后关闭相电流。

定子齿上的绕组的匝数为12-15，以转子位置机械角度为控制参数，延长相电流的作用时间的控制策略通过提前打开相电流同时滞后关闭相电流实现，提前打开相电流是指转子齿还未到达、距离非对齐位置还剩余1-2°机械角度时即通入相电流；滞后关闭相电流是指转子齿已经到达并超出对齐位置0-1°机械角度时才断开相电流。