[发明专利]一种6n/5n极分段转子开关磁阻电机

说明书

本发明公布了一种6n/5n极分段转子开关磁阻电机。所述电机由定子、转子和线圈构成；定子齿数为6n，转子齿数为5n，相数为3，n为自然数；所述转子由5n个转子铁心和1个非导磁支撑架构成，且转子铁心固定到非导磁支撑架上；6n个定子齿均匀布置，5n个转子铁心均匀分布；n为奇数时，线圈为集中式结构，n为偶数时，线圈为集中式或分布式结构；每相磁路均为短磁路结构，铁心损耗小，且相间磁路无耦合。本发明电机输出转矩大、风阻损耗小、震动噪声小、可靠性高且容错性强。

技术领域

本发明涉及一种6n/5n极分段转子开关磁阻电机，属于电机类的开关磁阻电机技术领域。

背景技术

开关磁阻电机定、转子为双凸极结构，转子无绕组和永磁体，具有结构简单坚固、低成本、耐高温和高速适应性强等特点，在航空航天、精密加工、电动汽车等军事和民用领域应用广泛。

然而，由于转子的凸极结构，使得开关磁阻电机的风损更大，并进一步加剧了震动噪声问题，削弱了其在低噪领域的应用。为此，人们提出了一种名为分段转子开关磁阻电机（Segmented Switched Reluctance Motor），以减小风阻损耗和减小噪声。该电机的转子为圆柱型结构，外圆面光滑平整，可有效减小风摩损耗。不过，传统分段转子开关磁阻电机，通常采用6/4、8/6、12/8、12/10极等经典结构，基于运行机理要求，这些结构的相间磁路存在较强的耦合，相间互感较大，由互感产生的互感转矩也较大，导致转矩脉动增加；另外，相间耦合也导致电机的容错性和可靠性降低。

因此，本申请提出了一种6n/5n极分段转子开关磁阻电机，其具有短磁路结构，不仅铁心损耗较小、输出转矩大，而且由于相间磁路无耦合，可有效削除互感转矩对输出性能的影响，并可提高系统的可靠和容错性能。

发明内容

本发明为了克服现有技术的不足，提出一种6n/5n极分段转子开关磁阻电机。所述电机由定子、转子和线圈构成；定子齿数为6n，转子齿数为5n，相数为3，n为自然数；所述转子由5n个转子铁心和1个非导磁支撑架构成，且转子铁心固定到非导磁支撑架上；6n个定子齿均匀布置，5n个转子铁心均匀分布；n为奇数时，线圈为集中式结构，n为偶数时，线圈即可为集中式，也可为分布式结构；每相磁路均为短磁路结构，铁心损耗小，且相间磁路无耦合；本发明电机输出转矩大、风阻损耗小、震动噪声小、可靠性高且容错性强。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种6n/5n极分段转子开关磁阻电机，为三相工作制电机，包括定子、转子和线圈；所述转子由转子铁心和非导磁支撑架构成；

所述定子为凸极结构，定子齿数为6n，n为自然数；6n个所述定子齿圆周上均匀布置，且齿宽相等；

所述转子包括5n个转子铁心和1个非导磁支撑架；所述转子铁心为扇形结构，所述非导磁支撑架为凸极结构，齿数为5n；非导磁支撑架的5n个齿均匀分布，齿与齿相差72°/n；所述非导磁支撑架的相邻两个齿间固定1个所述转子铁心；所述转子铁心与非导磁支撑架的外面形成1个光滑连续的圆柱面；

n为奇数时，每个定子齿上绕有1个线圈，共6n个；n=1时，相邻两个定子齿上的2个线圈，采用串联或并联方式，连接为一相绕组，共三相；n≥3时，相邻两个定子齿上的2个线圈，采用串联或并联方式，连接为1个线圈串，共3n个；3n个所述线圈串在空间上相差120°/n；空间上相差360°/n的n个线圈串，采用串联或并联方式，连接为一相绕组，共三相；

n为偶数时，所述电机的线圈有2种布置方式；

布置方式1：每个定子齿上绕有1个线圈，共6n个；相邻两个定子齿上的2个线圈，采用串联或并联方式，连接为1个线圈串，共3n个；3n个所述线圈串在空间上相差120°/n；空间上相差360°/n的n个线圈串，采用串联或并联方式，连接为一相绕组，共三相；