外單螺旋齒極直線排列開關(guān)磁阻電機(jī)制造技術(shù)

外單螺旋齒極直線排列開關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于：外單螺旋鐵芯0211外套設(shè)外單螺旋線圈0212構(gòu)成外單螺旋定子齒極構(gòu)件0219，兩個(gè)外單螺旋定子齒極構(gòu)件0219沿軸向直線排列構(gòu)成外單螺旋齒極直線排列定子021，其內(nèi)套設(shè)動子齒極031，動子齒極031為半圓環(huán)沿旋轉(zhuǎn)軸方向的螺旋體，螺距為兩個(gè)外單螺旋定子齒極的長度。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
外單螺旋齒極直線排列開關(guān)磁阻電機(jī)
本專利技術(shù)屬于電機(jī)領(lǐng)域，具體就是一種新型結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻電動機(jī)。
技術(shù)介紹
開關(guān)磁阻電動機(jī)系統(tǒng)（SwitchedReluctanceDrive：SRD）是繼變頻調(diào)速系統(tǒng)、無刷直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)之后發(fā)展起來的最新一代無級調(diào)速系統(tǒng)，是集現(xiàn)代微電子技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、電力電子技術(shù)、紅外光電技術(shù)及現(xiàn)代電磁理論、設(shè)計(jì)和制作技術(shù)為一體的光、機(jī)、電一體化高新技術(shù)。開關(guān)磁阻電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)主要由開關(guān)磁阻電動機(jī)（SRM）、功率變換器、控制器、轉(zhuǎn)子位置檢測器四大部分組成。控制器內(nèi)包含控制電路與功率變換器，而轉(zhuǎn)子位置檢測器則安裝在電機(jī)的一端。開關(guān)磁阻電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)所用的開關(guān)磁阻電動機(jī)（SRM）是SRD中實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的部件，也是SRD有別于其他電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的主要標(biāo)志。現(xiàn)有SRM系雙凸極可變磁阻電動機(jī)，其定、轉(zhuǎn)子的凸極均由普通硅鋼片疊壓而成。轉(zhuǎn)子既無繞組也無永磁體，定子極上繞有集中繞組，徑向相對的兩個(gè)繞組聯(lián)接起來，稱為“一相”，SR電動機(jī)可以設(shè)計(jì)成多種不同相數(shù)結(jié)構(gòu)，且定、轉(zhuǎn)子的極數(shù)有多種不同的搭配。相數(shù)多、步距角小，有利于減少轉(zhuǎn)矩脈動，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且主開關(guān)器件多，成本高，現(xiàn)今應(yīng)用較多的是四相（8/6）結(jié)構(gòu)和三相（12/8）結(jié)構(gòu)。開關(guān)磁阻電動機(jī)傳動系統(tǒng)綜合了感應(yīng)電動機(jī)傳動系統(tǒng)和直流電動汽車電機(jī)傳動系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，是這些傳動系統(tǒng)的有力競爭者，其主要優(yōu)點(diǎn)如下：1、開關(guān)磁阻電動機(jī)有較大的電動機(jī)利用系數(shù)，可以是感應(yīng)電動機(jī)利用系數(shù)的1.2～1.4倍。2、電動機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)子上沒有任何形式的繞組；定子上只有簡單的集中繞組，端部較短，沒有相間跨接線。因此，具有制造工序少、成本低、工作可靠、維修量小等特點(diǎn)。3、開關(guān)磁阻電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電流極性無關(guān)，只需要單向的電流激勵，理想上公率變換電路中每相可以只用一個(gè)開關(guān)元件，且與電動機(jī)繞組串聯(lián)，不會像PWM逆變器電源那樣，存在兩個(gè)開關(guān)元件直通的危險(xiǎn)。所以，開關(guān)磁阻電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)SED線路簡單，可靠性高，成本低于PWM交流調(diào)速系統(tǒng)。4、開關(guān)磁阻電動機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)形式對轉(zhuǎn)速限制小，可制成高轉(zhuǎn)速電動機(jī)，而且轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量小，在電流每次換相時(shí)又可以隨時(shí)改變相匝轉(zhuǎn)矩的大小和方向，因而系統(tǒng)有良好的動態(tài)響應(yīng)。5、SRD系統(tǒng)可以通過對電流的導(dǎo)通、斷開和對幅值的控制，得到滿足不同負(fù)載要求的機(jī)械特性，易于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的軟啟動和四象限運(yùn)行等功能，控制靈活。又由于SRD系統(tǒng)是自同步系統(tǒng)運(yùn)行，不會像變頻供電的感應(yīng)電動機(jī)那樣在低頻時(shí)出現(xiàn)不穩(wěn)定和振蕩問題。6、由于SR開關(guān)磁阻電動機(jī)采用了獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法以及相應(yīng)的控制技巧，其單位處理可以與感應(yīng)電動機(jī)相媲美，甚至還略占優(yōu)勢。SRD系統(tǒng)的效率和功率密度在寬廣的速度和負(fù)載范圍內(nèi)都可以維持在教導(dǎo)水平。開關(guān)磁阻電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是：1、有轉(zhuǎn)矩脈動。從工作原理可知，S開關(guān)磁阻電動機(jī)轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩是由一些列脈沖轉(zhuǎn)矩疊加而成的，由于雙凸極結(jié)構(gòu)和磁路飽和非線性的影響，合成轉(zhuǎn)矩不是一個(gè)恒定轉(zhuǎn)矩，而有一定的諧波分量，這影響了SR電動機(jī)低速運(yùn)行性能。2、SR電動機(jī)傳動系統(tǒng)的噪聲與震動比一般電動機(jī)大。上述缺點(diǎn)，本質(zhì)上是開關(guān)磁阻電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)即SRD系統(tǒng)的開關(guān)磁阻電動機(jī)SRM的結(jié)構(gòu)造成的，要想減小轉(zhuǎn)矩脈動及其引起的噪聲與震動，就要改變開關(guān)磁阻電動機(jī)SRM的結(jié)構(gòu)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了減小現(xiàn)有開關(guān)磁阻電動機(jī)SRM轉(zhuǎn)矩脈動引起的震動和噪音，本專利技術(shù)提供一種全新結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻電動機(jī)SRM，具體就是外單螺旋齒極直線排列開關(guān)磁阻電機(jī)011，外單螺旋鐵芯0211外套設(shè)外單螺旋線圈0212構(gòu)成外單螺旋定子齒極構(gòu)件0219，兩個(gè)外單螺旋定子齒極構(gòu)件0219沿軸向直線排列構(gòu)成外單螺旋齒極直線排列定子021，其內(nèi)套設(shè)動子齒極031，動子齒極為半圓環(huán)沿旋轉(zhuǎn)軸方向螺旋體，螺距為兩個(gè)外單螺旋定子齒極的長度。所述的外單螺旋齒極直線排列開關(guān)磁阻電機(jī)，所述兩個(gè)外單螺旋定子齒極構(gòu)件0219沿軸向直線排列構(gòu)成外單螺旋齒極直線排列定子021，兩個(gè)外單螺旋定子齒極構(gòu)件0219的軛部由軛鐵連接固定。本專利技術(shù)的有益效果是：本專利技術(shù)由于磁極為疊加磁場，增加了電機(jī)的功率密度；另外使用兩極齒極，齒極圓弧面角度為90°，就減小了轉(zhuǎn)矩脈動，極大減小了轉(zhuǎn)矩脈動也就極大減小了噪音和振動。附圖說明圖1是外單螺旋齒極直線排列開關(guān)磁阻電機(jī)構(gòu)件組合結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式實(shí)施例1：圖1為外單螺旋齒極直線排列開關(guān)磁阻電機(jī)011，外單螺旋鐵芯0211外套設(shè)外單螺旋線圈0212構(gòu)成外單螺旋定子齒極構(gòu)件0219，兩個(gè)外單螺旋定子齒極構(gòu)件0219沿軸向直線排列構(gòu)成外單螺旋齒極直線排列定子021，其內(nèi)套設(shè)動子齒極031，動子齒極為半圓環(huán)沿旋轉(zhuǎn)軸方向螺旋體，螺距為兩個(gè)外單螺旋定子齒極的長度。螺旋鐵芯0211的螺距為1000mm，長度為460mm內(nèi)側(cè)形成螺旋圓弧面，用于與動子配合，形成旋轉(zhuǎn)軸方向的磁回路，螺旋鐵芯0211的軛部是與兩個(gè)螺旋鐵芯0211整體成型的軛鐵0213，若螺旋鐵芯0211的材料為硅鋼片，與軛鐵0213一體成型的螺旋鐵芯0211為，與軛鐵0213一體成型的螺旋硅鋼片，沿圓周方向疊成整體螺旋單齒極鐵芯0211和軛鐵0213，圖中沒有示出，動子齒極的螺距為1000mm，長度為1000mm，就是兩個(gè)長度為500mm的單螺旋齒極單元螺旋排列在一起，置于單螺旋齒極直線排列定子內(nèi)。由于單螺旋齒極構(gòu)件直線排列定子在為兩層，當(dāng)?shù)谝粚佣ㄗ育X極中心線與對應(yīng)動子齒極單元中心線重合時(shí)，第二層定子齒極中心線其本處于相反位置，這樣在轉(zhuǎn)動過程中由于轉(zhuǎn)動慣性，動子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)使另一個(gè)單螺旋齒極對單螺旋齒極螺旋排列動子產(chǎn)生磁拉力，使該動子旋轉(zhuǎn)，以此往復(fù)，使該動子持續(xù)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)停止轉(zhuǎn)動后，設(shè)置在偏離定子齒極位置的永磁體吸引該動子，使其中心線與對應(yīng)定子齒極中心偏離，使啟用時(shí)定子齒極能夠使動子齒極旋轉(zhuǎn)。一種開關(guān)磁阻電動機(jī)，包括定子齒極和動子齒極，動子齒極相對于定子齒極轉(zhuǎn)動配合，所述定子齒極的數(shù)目與動子齒極的數(shù)目相等；定子齒極沿轉(zhuǎn)動軸方向?yàn)閷訝罟潭ㄟB接，定子齒極厚度對應(yīng)動子齒極的厚度范圍稱為動子齒極單元（定子齒極，指的是單個(gè)定子齒極；定子齒極厚度是定子齒極鐵芯厚度加其外部套設(shè)的定子齒極線圈厚度；另外動子可以是整體成型結(jié)構(gòu)，每層之間為整體連接，也可以是層狀排列，每層之間層疊固定連接，所以定子齒極厚度對應(yīng)動子齒極的厚度范圍稱為動子齒極為單元，動子齒極單元包括至少一個(gè)動子齒極），定子齒極由定子齒極鐵芯及其外部套設(shè)的定子齒極線圈構(gòu)成，定子齒極鐵芯與動子齒極形成氣隙的端組為凹凸配合的圓弧面，定子齒極與動子齒極的配合關(guān)系為，無論動子齒極相對于定子齒極旋轉(zhuǎn)到任何角度，至少一層定子齒極中心線與對應(yīng)動子齒極單元的動子齒極中心線形成夾角α，0＜α≤β，β為定子齒極鐵芯或者動子齒極沿旋轉(zhuǎn)軸方向的橫截面的圓弧對應(yīng)圓心的角度。動子齒極圓弧角度與定子齒極鐵芯圓弧角度僅僅相差二者之間的氣隙引起的圓弧角度差，由于氣隙很小，二者圓弧半徑差別也很小，相同齒極寬度對應(yīng)的圓弧角差別也很小，假設(shè)氣隙無限小，則凹凸圓弧面對應(yīng)的角度就相等，所以β即代表定子齒極鐵芯圓弧角，又代表動子齒極圓弧角，定子齒極鐵芯圓弧角也稱為定子齒極圓弧角。這樣的設(shè)置，能夠保證始終存在一層，其定子齒極中心線與對應(yīng)動子齒極單元的動子中心線的夾角小于β，使穿過二者之本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
外單螺旋齒極直線排列開關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于：外單螺旋鐵芯0211外套設(shè)外單螺旋線圈0212構(gòu)成外單螺旋定子齒極構(gòu)件0219，兩個(gè)外單螺旋定子齒極構(gòu)件0219沿軸向直線排列構(gòu)成外單螺旋齒極直線排列定子021，其內(nèi)套設(shè)動子齒極031，動子齒極031為半圓環(huán)沿旋轉(zhuǎn)軸方向的螺旋體，螺距為兩個(gè)外單螺旋定子齒極的長度。

【技術(shù)特征摘要】
1.外單螺旋齒極直線排列開關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于：外單螺旋鐵芯0211外套設(shè)外單螺旋線圈0212構(gòu)成外單螺旋定子齒極構(gòu)件0219，兩個(gè)外單螺旋定子齒極構(gòu)件0219沿軸向直線排列構(gòu)成外單螺旋齒極直線排列定子021，其內(nèi)套設(shè)動子齒極031，動子齒極031為半圓環(huán)沿...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張春，
申請(專利權(quán))人：鄭州吉田專利運(yùn)營有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：河南,41