本实用新型专利技术涉及一种同步磁阻电机的ALA转子结构，该转子结构由硅钢片沿轴向叠压而成，包括多个磁极，多个磁极绕电机轴设置在相邻区段中，每个磁极包括在径向上间隔分布的多层转子栅格，其特征在于所述转子栅格为渐变型凸极结构，以远离电机轴至靠近电机轴的方向，依次定义为第一层转子栅格、……、第k层转子栅格、第k+1层转子栅格、……；第k层转子栅格与第k+1层转子栅格宽度的比值为α，第k+1层转子栅格的宽度wins与第k层和第k+1层转子栅格之间的硅钢片的宽度wiron的比值为kw，α与kw之间的关系满足公式。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及同步磁阻电机，特别涉及一种同步磁阻电机的ALA转子结构。
技术介绍
同步磁阻电机结构简单，具有高功率密度、宽调速范围、高效率、高功率因数以及 体积小、重量轻等显著优点，特别适合于做机车、飞机、船艇、矿井开采等方面的动力电机。 -般ALA(轴向叠片各向异性）转子的同步磁阻电机结构如图1所示，电机壳内部 设置定子1、ALA转子2、转子肋部3、电机轴4,双层绕组5,转子栅格6。定子1是由硅钢片 叠压而成，ALA转子2由具有特定形状的高导磁材料（如变压器冷轧硅钢片）和非导磁绝缘 材料（如玻璃纤维、塑料和电工纸等）沿轴向叠压而成，无绕组无永磁体，ALA转子2上设有 等间距分布的等宽度转子栅格6,定子1在ALA转子2的外围，双层绕组5采用双层、等距分 布绕在定子1上，与同槽数的三相异步电动机定子双层绕组分布形式相同。以三相四极ALA 转子的同步磁阻电机为例，其气隙中磁场的磁感应强度B xt由双层绕组磁动势产生，是关于 空间和时间的复杂函数。应用傅里叶级数，可以将气隙中磁场的磁感应强度Bxt进行分解， 分解后含有1、3、5……奇次谐波，由奇次谐波可以产生的绕气隙一周的旋转谐波磁动势，旋 转谐波磁动势对定、转子产生的磁拉力会导致电机转矩波动增大、电机噪声增大，降低了电 机的运行性能。因此，同步磁阻电机ALA转子结构的等间距分布的等宽度转子栅格和气隙 中磁场的磁感应强度B xt产生的旋转谐波磁动势的存在，在电机运行过程中存在严重的漏 磁现象和较大的转矩波动，漏磁和转矩波动是同步磁阻电机存在的两个主要问题。文献报 道了 了一种新的电机结构，通过改变ALA转子中气隙宽度与硅钢片宽度的比 值，降低了电磁振动，并与相同功率的三相异步电动机的转矩脉动进行比较，在相同的定子 结构和相同的输入电流的情况下，新的ALA转子结构的电磁振动更小，其不足之处在于该 电机结构并没有考虑到在改变转子结构的同时，会影响到ALA转子的转子肋部的磁饱和程 度的变化，从而会降低电机的运行性能。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术拟解决的技术问题是，提供一种同步磁阻电机 的ALA转子结构。该转子结构易于加工，可有效降低由于电机运转过程中转矩突变导致的 转矩的大幅波动，同时能降振减噪、降低或避免漏磁现象，适用于三相四极和六极的同步磁 阻电机应用的所有场合。 本技术解决所述技术问题所采用的技术方案是，提供一种同步磁阻电机的 ALA转子结构，该转子结构由娃钢片沿轴向叠压而成，包括多个磁极，多个磁极绕电机轴 设置在相邻区段中，每个磁极包括在径向上间隔分布的多层转子栅格，其特征在于所述转 子栅格为渐变型凸极结构，以远离电机轴至靠近电机轴的方向，依次定义为第1层转子栅 格、……、第k层转子栅格、第k+1层转子栅格、……;第1^层转子栅格与第k+1层转子栅 格宽度的比值为a，第k+1层转子栅格的宽度wins与第k层和第k+1层转子栅格之间的硅 钢片的宽度wiMn的比值为kw，a与<之间的关系满足公式（6): 式中，n取自然整数；N为定子槽数；R为电机轴的中心点到双层绕组中心线的距 离；wst为定子齿宽度，一个定子槽与相邻的一个定子齿为单元组合，njl转子栅格所跨过 U个单元组合，且U为半个单元组合的整数倍。 与现有技术相比，本技术是在针对常用的设有等宽度转子栅格的同步磁阻电 机的ALA转子结构进行优化改进，采用优化设置的渐变型凸极结构，该结构只需要通过改 变第k层转子栅格与第k+1层转子栅格宽度的比值a、第k+1层转子栅格的宽度w ins与第k 层和第k+1层转子栅格之间的硅钢片的宽度wiMn的比值kw的大小，就可以实现在增大气隙 中磁场的磁感应强度B xt的基波含量的同时，使其它谐波分量含量相对减少，极大地减少了 v多3的谐波产生的旋转谐波磁动势，最终显著降低了定子和转子所产生的磁拉力对电机 所引起的转矩波动，同时由于转子栅格结构的改变，可以显著增大了 ALA转子的转子肋部 的磁饱和程度，避免了漏磁，从而使空载漏磁系数有效降低，保证了电机转矩平稳地运行， 同时使ALA转子的转子肋部的磁饱和程度提高，进而保障了电机良好的运行性能。【附图说明】 图1是现有技术中常用同步磁阻电机的截面图。 图2是同步磁阻电机ALA四层转子栅格的转子结构参数示意图。 图3是本技术同步磁阻电机的ALA转子结构的一种实施例的转子结构示意 图。 图4是采用本技术ALA转子结构的电机输出转矩波形与采用常用转子的电机 输出转矩波形的对比图。 图5是采用本技术ALA转子结构的电机的气隙中磁场的磁感应强度谐波与采 用常用转子的电机的气隙中磁场的磁感应强度谐波的对比图。 图6是采用本技术的转子栅格的三相六极同步磁阻电机的ALA转子结构。 图中，1.定子、2.ALA转子、3.转子肋部、4.电机轴、5.双层绕组、6.转子栅格。【具体实施方式】 下面结合实施例及其附图详细叙述本技术，但并不以此作为对本技术权 利要求保护范围的限定。 本技术同步磁阻电机的ALA转子结构（简称转子结构，参见图3)同步磁阻电 机的ALA转子结构，该转子结构由娃钢片沿轴向叠压而成，包括多个磁极，多个磁极绕电机 轴4设置在相邻区段中，每个磁极包括在径向上间隔分布的多层转子栅格6,其特征在于所 述转子栅格6为渐变型凸极结构，以远离电机轴4至靠近电机轴的方向，依次定义为第1层 转子栅格、……、第k层转子栅格、第k+1层转子栅格、……；第1^层转子栅格与第k+1层 转子栅格宽度的比值为a，第k+1层转子栅格的宽度w ins与第k层和第k+1层转子栅格之 间的硅钢片的宽度wiMn的比值为kw，a与<之间的关系满足公式（6): 式中，n取自然整数；N为定子槽数；R为电机轴4的中心点到双层绕组5中心线的 距离；w st为定子齿宽度，一个定子槽与相邻的一个定子齿为单元组合，njl栅格所跨过U 个单元组合，且U为半个单元组合的整数倍，即U = 0. 5m，m为单元组合的个数。 本技术的进一步特征在于所述第k+1层转子栅格的宽度wins与第k层和第 k+1层转子栅格之间的硅钢片的宽度w iron的比值为kw取值为0. 4~0. 55, n为1或2。 本技术的进一步特征在于所述磁极的数量为4-6。 本技术的进一步特征在于所述多层转子栅格的转子栅格层数为4。 在图2中，同步磁阻电机的ALA转子涉及到四个重要参数，即相邻转子栅格6之间 硅钢片的宽度w iron、转子栅格6的宽度wins、径向加强筋艮和切向加强筋，图2中R为电 机轴4的中心点到双层绕组5中心线的距离，w st为定子齿宽度。其中w _+wins与定子齿宽 度wst满足公式（1) (wiron+wins)Xn=wst (1) 于是令第一层转子栅格wins(l)、w_(l)满足式（1)，得到公式⑵和⑶：[当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种同步磁阻电机的ALA转子结构，该转子结构由硅钢片沿轴向叠压而成，包括多个磁极，多个磁极绕电机轴设置在相邻区段中，每个磁极包括在径向上间隔分布的多层转子栅格，其特征在于所述转子栅格为渐变型凸极结构，以远离电机轴至靠近电机轴的方向，依次定义为第一层转子栅格、……、第k层转子栅格、第k+1层转子栅格、……；第k层转子栅格与第k+1层转子栅格宽度的比值为α，第k+1层转子栅格的宽度wins与第k层和第k+1层转子栅格之间的硅钢片的宽度wiron的比值为kw，α与kw之间的关系满足公式（6）：（6）式中，n取自然整数；N为定子槽数；R为电机轴的中心点到双层绕组中心线的距离；wst为定子齿宽度, 一个定子槽与相邻的一个定子齿为单元组合，nw层转子栅格所跨过U个单元组合，且U为半个单元组合的整数倍。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：董砚，颜冬，孙鹤旭，荆锴，刘杰，苑晓杰，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：天津;12
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