雙螺旋外定子構(gòu)件直排開關(guān)磁阻電機制造技術(shù)

雙螺旋外定子構(gòu)件直排開關(guān)磁阻電機013，其特征在于：沿圓周相對設(shè)置的兩個外螺旋定子齒極鐵芯0231，外螺旋定子齒極鐵芯0231外套設(shè)外螺旋線圈0232構(gòu)成外螺旋定子齒極，6個外螺旋定子齒極直線排列構(gòu)成外螺旋定子齒極直排定子構(gòu)件0239，兩個外螺旋定子齒極直排定子構(gòu)件沿圓周相對設(shè)置，構(gòu)成外螺旋定子齒極直排定子，其內(nèi)套設(shè)動子齒極033，動子齒極033由螺旋動子單元螺旋排列構(gòu)成整體雙螺旋動子0331。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
雙螺旋外定子構(gòu)件直排開關(guān)磁阻電機
本專利技術(shù)屬于電機領(lǐng)域，具體就是一種新型結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻電動機。
技術(shù)介紹
開關(guān)磁阻電動機系統(tǒng)（SwitchedReluctanceDrive：SRD）是繼變頻調(diào)速系統(tǒng)、無刷直流電動機調(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)計和制作技術(shù)為一體的光、機、電一體化高新技術(shù)。開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)主要由開關(guān)磁阻電動機（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的一端。開關(guān)磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)所用的開關(guān)磁阻電動機（SRM）是SRD中實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換的部件，也是SRD有別于其他電動機驅(qū)動系統(tǒng)的主要標志。現(xiàn)有SRM系雙凸極可變磁阻電動機，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，徑向相對的兩個繞組聯(lián)接起來，稱為“一相”，SR電動機可以設(shè)計成多種不同相數(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)磁阻電動機傳動系統(tǒng)綜合了感應(yīng)電動機傳動系統(tǒng)和直流電動汽車電機傳動系統(tǒng)的優(yōu)點，是這些傳動系統(tǒng)的有力競爭者，其主要優(yōu)點如下：1、開關(guān)磁阻電動機有較大的電動機利用系數(shù)，可以是感應(yīng)電動機利用系數(shù)的1.2～1.4倍。2、電動機的結(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。3、開關(guān)磁阻電動機的轉(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開關(guān)元件，且與電動機繞組串聯(lián)，不會像PWM逆變器電源那樣，存在兩個開關(guān)元件直通的危險。所以，開關(guān)磁阻電動機驅(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，而且轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量小，在電流每次換相時又可以隨時改變相匝轉(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，得到滿足不同負載要求的機械特性，易于實現(xiàn)系統(tǒng)的軟啟動和四象限運行等功能，控制靈活。又由于SRD系統(tǒng)是自同步系統(tǒng)運行，不會像變頻供電的感應(yīng)電動機那樣在低頻時出現(xiàn)不穩(wěn)定和振蕩問題。6、由于SR開關(guān)磁阻電動機采用了獨特的結(jié)構(gòu)和設(shè)計方法以及相應(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載范圍內(nèi)都可以維持在教導(dǎo)水平。開關(guān)磁阻電動機驅(qū)動系統(tǒng)的主要缺點是：1、有轉(zhuǎn)矩脈動。從工作原理可知，S開關(guān)磁阻電動機轉(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)矩不是一個恒定轉(zhuǎn)矩，而有一定的諧波分量，這影響了SR電動機低速運行性能。2、SR電動機傳動系統(tǒng)的噪聲與震動比一般電動機大。上述缺點，本質(zhì)上是開關(guān)磁阻電動機驅(qū)動系統(tǒng)即SRD系統(tǒng)的開關(guān)磁阻電動機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SRM的結(jié)構(gòu)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了減小現(xiàn)有開關(guān)磁阻電動機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SRM，具體就是雙外螺旋外定子構(gòu)件直排開關(guān)磁阻電機013，為沿圓周相對設(shè)置的兩個外螺旋定子齒極鐵芯0231，外螺旋定子齒極鐵芯0231外套設(shè)外螺旋線圈0232構(gòu)成外螺旋定子齒極，6個外螺旋定子齒極直線排列構(gòu)成外螺旋定子齒極直排定子構(gòu)件0239，其內(nèi)套設(shè)動子齒極033，動子齒極033由螺旋動子單元螺旋排列構(gòu)成整體雙螺旋動子0331。螺旋鐵芯0231的螺距為660mm，長度為50mm，螺旋線圈0232的厚度為2.5mm，長度為330mm，單個螺旋齒極長度為55mm，6個單個螺旋齒極沿轉(zhuǎn)軸方向直線排列，其軛部由軛鐵0233連接，軛鐵0223與6個螺旋鐵芯0231為整體成形結(jié)構(gòu)或者整體硅鋼片沿圓周疊置而成，動子齒極為與定子鐵芯配合的沿圓周相對設(shè)置的圓弧角為45度的圓環(huán)沿軸向螺旋構(gòu)成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。其螺距為660mm，長度為330mm包含6個螺旋齒極單元以螺旋的結(jié)構(gòu)排列，動子齒極置于外定子齒極內(nèi)。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，隨著層數(shù)增多，相鄰兩層之間的齒極中心線夾角更小，增加了施加磁力轉(zhuǎn)矩的層數(shù)，由于層數(shù)的增加，施加磁力轉(zhuǎn)矩的層數(shù)也就增加，當增加的層數(shù)均施加磁力轉(zhuǎn)矩時，僅僅在相鄰兩層齒極中心線夾角的范圍內(nèi)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動，當層數(shù)多夾角小時，又大大減小了轉(zhuǎn)矩脈動，由極大減小了轉(zhuǎn)矩脈動也就極大減小了噪音和振動。附圖說明圖1是雙外螺旋外定子構(gòu)件直排開關(guān)磁阻電機構(gòu)件組合結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式圖1為雙螺旋外定子構(gòu)件直排開關(guān)磁阻電機013，為沿圓周相對設(shè)置的兩個外螺旋定子齒極鐵芯0231，外螺旋定子齒極鐵芯0231外套設(shè)外螺旋線圈0232構(gòu)成外螺旋定子齒極，6個外螺旋定子齒極直線排列構(gòu)成外螺旋定子齒極直排定子構(gòu)件0239，其內(nèi)套設(shè)動子齒極033，動子齒極033由螺旋動子單元螺旋排列構(gòu)成整體雙螺旋動子0331。螺旋鐵芯0231的螺距為660mm，長度為50mm，螺旋線圈0232的厚度為2.5mm，長度為330mm，單個螺旋齒極長度為55mm，6個單個螺旋齒極沿轉(zhuǎn)軸方向直線排列，其軛部由軛鐵0233連接，軛鐵0223與6個螺旋鐵芯0231為整體成形結(jié)構(gòu)或者整體硅鋼片沿圓周疊置而成，動子齒極為與定子鐵芯配合的沿圓周相對設(shè)置的圓弧角為45度的圓環(huán)沿軸向螺旋構(gòu)成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。其螺距為660mm，長度為330mm包含6個螺旋齒極單元以螺旋的結(jié)構(gòu)排列，動子齒極置于外定子齒極內(nèi)。圓弧角度為：360/m/2=360/4=90°。層間齒極中心線夾角為360/2/6=30°。當?shù)谝粚佣ㄗ育X極中心線與對應(yīng)定子齒極單元中心線重合時，第二層中心線夾角為30°，第二層為60°，第四層為90°其中第四層為平衡位置，初始啟動時，需要第二、第三層單獨或共同產(chǎn)生磁力，使第四層脫離平衡位置，轉(zhuǎn)動之后，就可以在平衡位置使第四層單獨產(chǎn)生磁力，也就是有3層能夠進行排列組合產(chǎn)生磁力，就有多種控制方式，轉(zhuǎn)動30°后，第三、四、五層重復(fù)以此循環(huán)。當僅僅一層導(dǎo)磁時，若同層上下兩個齒極指向軸心端同極性，則當定子齒極磁力線穿過氣隙，進入對應(yīng)動子單元后磁力線沿轉(zhuǎn)軸方向向兩側(cè)進入相鄰動子單元，然后由相鄰動子單元穿過氣隙進入相鄰定子齒極后，通過軛鐵進入導(dǎo)磁定子齒極形成回路。同層上下兩個齒極指向軸心端相反極性，則定子齒極的磁力線穿過氣隙進入上動子齒極后沿軸方向的兩側(cè)通過支撐板進入下動子齒極穿過下動子齒極與一定子齒極之間的氣隙進入下定子齒極鐵芯產(chǎn)生扭矩。當兩層同時導(dǎo)磁時，相鄰兩個定子齒極的磁方向相反，這樣磁力線由定子齒極穿過氣隙進入對應(yīng)動子齒極單元，然后沿軸方向進入相鄰動子齒極單元，穿過氣隙進入相鄰定子齒極后，通過軛鐵至磁力線出發(fā)定子齒極形成閉合回路。當然，上述支撐板可以刪除，由非導(dǎo)磁材料支撐動子齒極本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
雙螺旋外定子構(gòu)件直排開關(guān)磁阻電機013，其特征在于：沿圓周相對設(shè)置的兩個外螺旋定子齒極鐵芯0231，外螺旋定子齒極鐵芯0231外套設(shè)外螺旋線圈0232構(gòu)成外螺旋定子齒極，6個外螺旋定子齒極直線排列構(gòu)成外螺旋定子齒極直排定子構(gòu)件0239，兩個外螺旋定子齒極直排定子構(gòu)件沿圓周相對設(shè)置，構(gòu)成外螺旋定子齒極直排定子，其內(nèi)套設(shè)動子齒極033，動子齒極033由螺旋動子單元螺旋排列構(gòu)成整體雙螺旋動子0331。

【技術(shù)特征摘要】
1.雙螺旋外定子構(gòu)件直排開關(guān)磁阻電機013，其特征在于：沿圓周相對設(shè)置的兩個外螺旋定子齒極鐵芯0231，外螺旋定子齒極鐵芯0231外套設(shè)外螺旋線圈0232構(gòu)成外螺旋定子齒極，6個外螺旋定子齒極直線排列構(gòu)成外螺旋定子齒極直排定子構(gòu)件0239，兩個外螺旋定子齒極直排定子構(gòu)件沿圓周相對設(shè)置，構(gòu)成外螺旋定子齒極直排定子，其內(nèi)套設(shè)動子齒極033，動子齒極033由螺旋動子單元螺旋排列構(gòu)成整體雙螺旋動子0331。2.如權(quán)利要求1...

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