电动车、车轮及其开关磁阻电机制造技术

本发明专利技术公开了一种电动车、车轮及其开关磁阻电机，该开关磁阻电机包括定子以及转子，其中所述定子沿轴向分段设置有至少三个定子组件，每一所述定子组件分别包括沿所述定子的周向周期性设置且由定子槽彼此间隔的多个定子齿以及绕设于所述定子齿上的绕组，所述至少三个定子组件的定子齿沿所述定子的周向依次错开预定角度，每个所述定子组件中的所述绕组均为同一相绕组，所述转子包括沿所述转子的周向周期性设置且由转子槽彼此间隔的多个转子齿，其中所述转子齿的数量与所述定子齿的数量相同，且所述转子齿的宽度小于所述定子槽的宽度。本发明专利技术能够提高电机的输出转矩，进而提高开关磁阻电机的效率和力矩，并且绕组利用率最大化。

Electric Vehicles, Wheels and Switched Reluctance Motors

The invention discloses an electric vehicle, a wheel and a switched reluctance motor. The switched reluctance motor comprises a stator and a rotor. The stator is provided with at least three stator assemblies along an axial section. Each stator assembly includes a plurality of stator teeth periodically arranged along the circumference of the stator and spaced between stator slots, and windings wound on the stator teeth. The stator teeth of at least three stator assemblies stagger a predetermined angle in turn along the circumference of the stator. The windings in each stator assembly are the same phase windings. The rotor comprises a plurality of rotor teeth periodically arranged along the circumference of the rotor and spaced between the rotor slots. The number of rotor teeth is the same as the number of stator teeth, and the rotor is the same. The width of the teeth is less than that of the stator slot. The invention can improve the output torque of the motor, thereby improving the efficiency and torque of the switched reluctance motor, and maximizing the utilization rate of the winding.

【技术实现步骤摘要】
电动车、车轮及其开关磁阻电机
本专利技术涉及电机的
，涉及一种电动车、车轮及其开关磁阻电机。
技术介绍
专利技术人在实践中发现，传统的开关磁阻电机存在多种缺陷：1、电机转矩波动大，例如在12/8三相开关磁阻电机中，三相开关磁阻电机的定子组件则需要设置三相绕组，每相绕组所产生的磁力线必须跨越3个极距，如图1所示，由于三相绕组的磁力线相互干扰，绕组之间的互感严重，导致电机转矩波动较大；2、传统的开关磁阻电机的输出转矩较小，导致开关磁阻电机的效率低；3、传统的开关磁阻电机，一般的绕组利用率仅为0.866。
技术实现思路
为了解决现有技术中的开关磁阻电机存在的上述问题，本专利技术提供一种新型的开关磁阻电机，以及利用该开关磁阻电机的车轮和电动车。为解决上述问题，本专利技术实施例提供了一种开关磁阻电机，其包括定子以及转子，其中所述定子沿轴向分段设置有至少三个定子组件，每一所述定子组件分别包括沿所述定子的周向周期性设置且由定子槽彼此间隔的多个定子齿以及绕设于所述定子齿上的绕组，所述至少三个定子组件的定子齿沿所述定子的周向依次错开预定角度，每个所述定子组件中的所述绕组均为同一相绕组，所述转子包括沿所述转子的周向周期性设置且由转子槽彼此间隔的多个转子齿，其中所述转子齿的数量与所述定子齿的数量相同，且所述转子齿的宽度小于所述定子槽的宽度。其中，所述定子槽与所述定子齿的宽度比为1：0.95-0.85，所述定子齿与所述转子齿的宽度比为1:1.05-0.95。所述定子槽与所述定子齿的宽度比为1：0.95-0.85，所述定子齿与所述转子齿的宽度比为1:1.05-0.95。其中，所述定子齿的数量为奇数。其中，所述至少三个定子组件的定子齿的数量和宽度相同，所述预定角度为T1/N，其中所述T1为所述定子齿的电角度周期，所述N为所述至少三个定子组件的数量。其中，N为3或3的整数倍，所述定子齿的电角度周期T1为2π/M，其中M为定子齿的数量。其中，所述开关磁阻电机进一步包括开关驱动电路，所述开关驱动电路连接直流电源和所述至少三个定子组件的所述绕组上，以周期性控制所述直流电源依次在所述至少三个定子组件所对应的驱动时段向所述绕组上施加所述驱动电流，其中所述至少三个定子组件的所述驱动时段的相位彼此错开。其中，所述开关磁阻电机进一步包括电流检测电路，其中所述电流检测电路用于检测流经所述至少三个定子组件的所述绕组的电流总和，所述开关驱动电路根据所述电流检测电路所检测的所述电流总和分别对各所述绕组的所述驱动电流和所述续流电流进行控制，以使得所述电流总和保持预设范围。其中，所述开关磁阻电机进一步包括与所述开关驱动电路连接的位置传感器，所述位置传感器用于测量所述定子和所述转子的相对位置，所述位置传感器包括磁编码器或者光编码器。为解决上述技术问题，本发还提供一种车轮，车轮采用轮毂电机驱动，所述轮毂电机采用上述实施例中任一项所述开关磁阻电机结构。为解决上述技术问题，本发还提供一种电动车，所述电动车为纯电动或混合动力车，所述电动车采用上述实施例中任一项所述开关磁阻电机结构。与现有技术相比，本专利技术实施例提供的该开关磁阻电机具有以下优点：通过定子沿轴向分段设置有至少三个定子组件，每个定子组件设置有多个定子齿和绕设于定子齿上的绕组，至少三个定子组件的定子齿沿定子的周向依次错开预定角度，每个定子组件中的绕组均为同一相绕组，并且转子齿的宽度小于定子槽的宽度；由于每个定子组件中的绕组均为同一相绕组，因此至少三个定子组件的绕组所产生的磁力线互不干扰，克服了绕组互感问题，进而解决了因互感造成的转矩波动问题；由于每个定子组件中的绕组均为同一相绕组，绕组产生的磁场仅跨越一个极距，磁阻大幅减小，绕组产生的最大电感较大，此外转子齿的宽度小于定子槽的宽度，因此当转子齿与定子槽相对时，产生的电感极小，即绕组产生的最小电感极小，从而提高电机的输出转矩，进而提高开关磁阻电机的效率和力矩；另外由于定子齿和转子齿的数量相同，使得绕组利用率最大化。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，也属于本专利技术保护范畴。图1是现有的开关磁阻电机的磁力线示意图；图2是本专利技术第一实施例的开关磁阻电机的立体示意图；图3是图2中开关磁阻电机的分解示意图；图4是外定子内转子的三相开关磁阻电机的立体示意图；图5是图2中A相绕组绕设在第一定子齿的结构示意图；图6是图2中第一定子齿、第二定子齿和第三定子齿的结构示意图；图7是图2中转子齿的中心与第一定子齿的中心重合的磁力线示意图；图8是图2中第一定子齿与转子槽对齐的结构示意图；图9是图2中转子齿与第一定子齿位置错开的磁力线示意图；图10是图2中开关磁阻电机正常工作的电感曲线的示意图；图11是开关磁阻电机的转子齿设有削角的结构示意图；图12是开关驱动电路的电路图；图13是开关磁阻电机的工作原理的时序图；图14是电流检测电路的结构示意图；图15是本专利技术第五实施例的开关磁阻电机的工作原理的时序图；图16是位置传感器的结构示意图；图17是本专利技术第一实施例的开关磁阻电机的电流的控制方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本专利技术，但不对本专利技术的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本专利技术的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。如图2-3所示，本专利技术提供第一实施例的开关磁阻电机，该开关磁阻电机10包括定子11和转子12，其中定子11沿轴向分段设置有至少三个定子组件，每一定子组件包括沿定子11的周向周期性设置且由定子槽彼此间隔的多个定子齿以及绕设在定子齿上的绕组，即多个定子齿沿着定子11的周向周期性设置，并且与多个定子槽彼此间隔。举例来说，本实施例的开关磁阻电机具体可为三相开关磁阻电机，该三相开关磁阻电机可为外转子内定子的三相开关磁阻电机。如图3所示，定子11沿轴向分段设置有三个定子组件，分别为A相定子组件111、B相定子组件112和C相定子组件113。在其他实施例中，开关磁阻电机可为外定子内转子的三相开关磁阻电机30，如图4所示。如图3所示，A相定子组件111包括多个第一定子齿131，多个第一定子齿131与多个第一定子槽134彼此间隔。如图5所示，A相定子组件111进一步包括绕设在第一定子齿131上的A相绕组137，在A相绕本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关磁阻电机，其特征在于，所述开关磁阻电机包括定子以及转子，其中所述定子沿轴向分段设置有至少三个定子组件，每一所述定子组件分别包括沿所述定子的周向周期性设置且由定子槽彼此间隔的多个定子齿以及绕设于所述定子齿上的绕组，所述至少三个定子组件的定子齿沿所述定子的周向依次错开预定角度，每个所述定子组件中的所述绕组均为同一相绕组，所述转子包括沿所述转子的周向周期性设置且由转子槽彼此间隔的多个转子齿，其中所述转子齿的数量与所述定子齿的数量相同，且所述转子齿的宽度小于所述定子槽的宽度。

【技术特征摘要】
2017.07.21 CN PCT/CN2017/0939281.一种开关磁阻电机，其特征在于，所述开关磁阻电机包括定子以及转子，其中所述定子沿轴向分段设置有至少三个定子组件，每一所述定子组件分别包括沿所述定子的周向周期性设置且由定子槽彼此间隔的多个定子齿以及绕设于所述定子齿上的绕组，所述至少三个定子组件的定子齿沿所述定子的周向依次错开预定角度，每个所述定子组件中的所述绕组均为同一相绕组，所述转子包括沿所述转子的周向周期性设置且由转子槽彼此间隔的多个转子齿，其中所述转子齿的数量与所述定子齿的数量相同，且所述转子齿的宽度小于所述定子槽的宽度。2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机，其特征在于，所述定子槽与所述定子齿的宽度比为1：0.95-0.85，所述定子齿与所述转子齿的宽度比为1:1.05-0.95。3.根据权利要求2所述的开关磁阻电机，其特征在于，所述定子齿的数量为奇数。4.根据权利要求2所述的开关磁阻电机，其特征在于，所述至少三个定子组件的定子齿的数量和宽度相同，所述预定角度为T1/N，其中所述T1为所述定子齿的电角度周期，所述N为所述至少三个定子组件的数量。5.根据权利要求4所述的开关磁阻电机，其特征在于，N为3或3的整...

【专利技术属性】
技术研发人员：李铁才，童恩东，漆亚梅，黄国辉，
申请(专利权)人：深圳市配天电机技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44