[发明专利]包括U形转子磁极结构的开关磁阻电机

说明书

本发明提供一种包括U形转子磁极结构的开关磁阻电机，所述开关磁阻电机包括同轴地设置的定子和转子，定子包括沿周向均匀分布的多个定子磁极，每个定子磁极包括定子磁极根部以及从定子磁极根部沿径向朝向转子延伸的多个定子磁极齿部，每个定子磁极上缠绕有线圈，转子包括沿周向均匀分布的多个转子磁极，每个转子磁极包括转子磁极根部以及从转子磁极根部的同一侧沿周向同曲率地延伸的多个转子磁极齿部，所述多个定子磁极齿部与所述多个转子磁极齿部沿轴向彼此对齐。本发明所提供的开关磁阻电机能够显著减少电机径向振动和转矩脉动，由此可减小由径向振动产生的噪声，提高电机效率。

技术领域

本发明涉及开关磁阻电机领域，具体地说，本发明涉及一种实现单向旋转的包括U形转子磁极结构的开关磁阻电机。

背景技术

开关磁阻电机已经得到较为广泛的应用。然而，传统的开关磁阻电机还存在以下不足：1、传统的开关磁阻电机在运行中所产生的径向振动是开关磁阻电机噪声的主要原因；2、传统的开关磁阻电机在运行中所产生的转矩脉动是开关磁阻电机运行不平稳、效率不高的主要原因；3、传统的开关磁阻电机的功率密度不高；4、传统的四相或五相或更多相的开关磁阻电机的控制系统复杂。

发明内容

本发明的目的在于至少部分克服传统的开关磁阻电机的上述不足，提供一种包括U形转子磁极结构的开关磁阻电机。

所述开关磁阻电机包括同轴地设置的定子和转子，定子包括沿周向均匀分布的多个定子磁极，每个定子磁极包括沿轴向延伸的定子磁极根部以及从定子磁极根部沿径向朝向转子延伸的多个定子磁极齿部，在每个定子磁极齿部或在定子磁极根部上缠绕有线圈，转子包括沿周向均匀分布的多个转子磁极，每个转子磁极包括沿轴向延伸的转子磁极根部以及从转子磁极根部的同一侧沿周向同曲率地延伸的多个转子磁极齿部，所述多个定子磁极齿部与所述多个转子磁极齿部沿轴向彼此对齐，定子磁极的数量大于转子磁极的数量。

定子磁极齿部的轴向宽度与转子磁极齿部的轴向宽度相等。

定子磁极根部的径向厚度是定子磁极齿部的轴向厚度的至少一半。

转子磁极齿部的径向厚度与转子磁极根部的径向厚度相等。

在定子磁极根部的位于相邻两个定子磁极齿部之间的部分缠绕线圈，相邻两个线圈的缠绕方向相反；或者，在每个定子磁极齿部上缠绕线圈，缠绕在相邻两个定子磁极齿部上的线圈的缠绕方向彼此相反。

针对每个定子磁极，在定子磁极根部或定子磁极齿部上缠绕线圈的方式一致。

定子磁极的数量是转子磁极的数量的整数倍N，N≥2。

转子磁极根部沿周向的弧长与定子磁极沿周向的弧长大致相等，转子磁极沿周向的弧长与N个定子磁极连同所述N个定子磁极之间的气隙沿周向的总弧长大致相等。

在转子磁极根部的位于相邻两个转子磁极齿部之间的部分设置有永磁体。

所述定子还包括由非磁性材料制成的空心定子安装筒体，所述多个定子磁极嵌装在所述空心定子安装筒体上，所述转子还包括由非磁性材料制成的空心转子安装筒体，所述多个转子磁极嵌装在所述空心转子安装筒体上，并且所述多个转子磁极的面向定子的表面与所述空心转子安装筒体的外周面齐平。

根据本发明的另一方面，提供一种开关磁阻电机，所述开关磁阻电机包括同轴地设置的定子和转子，定子包括沿周向均匀分布的多个定子磁极，每个定子磁极包括：定子磁极根部，沿着轴向延伸；第一定子磁极延伸部分，从定子磁极根部的两端沿径向朝向转子延伸；第二定子磁极延伸部分，从第一定子磁极延伸部分的下部沿轴向彼此相对地延伸，在定子磁极根部或第一定子磁极延伸部分上缠绕有线圈，转子包括沿周向均匀分布的多个转子磁极，每个转子磁极包括沿轴向延伸的转子磁极根部以及从转子磁极根部的两端沿周向同曲率地延伸的转子磁极齿部，形成U形转子磁极，转子磁极与第二定子磁极延伸部分之间的空间沿轴向对齐，定子磁极的数量大于转子磁极的数量。