一种电动汽车用分块双定子开关磁阻电机制造技术

本发明专利技术公开一种电动汽车用分块双定子开关磁阻电机，N

A Block Double Stator Switched Reluctance Motor for Electric Vehicles

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车用分块双定子开关磁阻电机
本专利技术属于电机制造应用
，具体是一种开关磁阻电机，适用于需要频繁启停的电动汽车。
技术介绍
开关磁阻电机以其结构简单、鲁棒性好、启动转矩大、启动电流小、效率较高等诸多优点而电动汽车中得到应用。然而传统的开关磁阻电机因其呈双凸极的定转子结构而存在着转矩脉动和振动噪声相对较大的固有问题，且相比较于永磁同步电机，其转矩密度也较低。这些缺点制约着传统开关磁阻电机在电动汽车领域的推广。针对这一问题提出了双定子结构的开关磁阻电机，如中国专利公开号为CN106329860A的文献中提出了一种无外壳双定子开关磁阻电机，利用外定子将电机做成无壳化，其主要解决了传统带机座的开关磁阻电机外壳因定子振动而噪声大的问题，但实际上，由于该电机采用的仍是传统的双凸极定转子结构，所以定子振动的问题并没有得到根本的解决，且由于内外定子与转子产生的闭合回路在转子中重叠在一起，使得磁链过饱和，甚至内外定子的磁回路会产生相互干扰从而使得电机的实际运行效率大大降低，也不利于后期磁链、转矩的计算而增加控制难度。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有双定子结构的开关磁阻电机存在的问题，提出一种能改善双定子开关磁阻电机的定转子振动、提高电机磁回路的利用率、提升电机转矩和效率的电动汽车用分块双定子开关磁阻电机。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术最中间是转轴，转轴外同轴心套有内定子支撑件，内定子支撑件外同轴心紧密套有非导磁内定子套环，Ns个内分块定子沿非导磁内定子套环外壁的圆周方向均匀布置，Ns个内分块定子外有间隙同轴心套有Nr个内侧分块转子，Nr个内侧分块转子沿圆周方向均匀布置在一个非导磁转子套环的内壁上，非导磁转子套环的外壁上沿圆周方向均匀布置Nr个外侧分块转子，Nr个外侧分块转子外有间隙同轴心套有Ns个外分块定子，Ns个外分块定子1沿圆周方向均匀布置在一非导磁外定子套环的内壁上；每个外分块定子的径向截面都是M型，包括圆弧型的外定子轭部，外定子轭部的两端向内延伸两个相同的外定子辅助齿、中间向内延伸一个外定子分叉激励齿，外定子分叉激励齿上绕有外绕组，外定子分叉激励齿的内端沿径向向内延伸出两个外定子分叉齿，两个外定子分叉齿呈开口朝向内端的V型布置；内分块定子和外分块定子的拓扑结构相同，两者采用对面的方式布置，内分块定子的内定子分叉激励齿上绕有内绕组。进一步地，Ns个外分块定子、Ns个内分块定子、Nr个外侧分块转子、Nr个内侧分块转子的个数满足式，LCM为取最小公倍数，m为电机相数。进一步地，外侧分块转子和内侧分块转子的拓扑结构相同，均由转子扇形块是转子矩形嵌块组成，两者采用背靠背方式布置。本专利技术的有益之处在于：1、本专利技术利用分块的定转子结构，使内外定子产生的闭合磁路相互独立不受干扰，非导磁转子套环接受来自内外侧分块转子传递来的转矩，叠加后通过转轴输出，大大提高了输出转矩。相比于传统双定子结构，也减少了转子上的磁链过饱和，提高了电磁利用率，改善电机效率。2、本专利技术内外定子采用M型的分块结构，并将位于中间的激励齿设置成分叉结构，两侧为辅助齿，解决了齿间局部磁密过大的问题。梯形分块转子每两个与一个分块定子形成两个闭合短磁路，使得外定子与外侧分块转子形成闭合磁路，内定子与内侧分块转子形成闭合磁路，使得磁回路更加的合理，缩短了励磁回路，提升了电机磁回路利用效率，减小了磁漏和损耗。相比于传统双凸极的结构，本专利技术所述电机在最大电感位置处减小了齿间的局部位置饱和现象，在相同的励磁条件下提高了最大电感值，进而提升了电机输出转矩。3、本专利技术利用非导磁的外定子套环作为外壳而不需要传统电机在定子外另加一个壳体结构，这就消除了因定子振动而在外壳上产生的噪声。如果所选用的非导磁材料具有较好的韧性，从而可以吸收分块定子传来的振动，则电机噪声将进一步减小。4、分块定转子之间气隙的存在可以起到隔离的作用，有效地实现了磁路、电路、温度之间的隔离，也为电机的冷却散热提供了空间。且分块结构的固有特性也使得当电机某一分块发生故障时，便于拆卸更换。附图说明图1是本专利技术一种电动汽车用分块双定子开关磁阻电机结构的径向截面示意图；图2是图1中单个外分块定子和两个外侧分块转子布置结构放大示意图；图3是图1中两个外分块定子和单个内分块定子布置结构放大示意图；图4图1中外侧分块转子和内侧分块转子布置结构放大示意图；图5是本专利技术中所述电机处于最大电感位置时外侧定转子构成的励磁回路示意图；图6是本专利技术中所述电机处于最大电感位置时内侧定转子构成的励磁回路示意图；图7是本专利技术中所述电机其中一相剖面放大结构中绕组串联方式及处于最大电感位置时的励磁回路示意图。图中标号及名称为：1、外分块定子；1-1、外定子分叉激励齿；1-1-1、外定子分叉齿；1-2、外定子辅助齿；1-3、外定子轭部；1-4、外定子梯形嵌块；2、非导磁外定子套环；3、外侧分块转子；3-1：转子扇形块；3-2、转子矩形嵌块；4、非导磁转子套环；5、内侧分块转子；6、内分块定子；6-1、内定子分叉激励齿；6-1-1、内定子分叉齿；6-2、内定子辅助齿；6-3、内定子轭部；6-4、内定子梯形嵌块；7、非导磁内定子套环；8、外绕组；9、内绕组；10、内定子支撑件；11、转轴。具体实施方式参见图1，本专利技术包括Ns个外分块定子1、Ns个内分块定子6、Nr个外侧分块转子3、Nr个内侧分块转子5、1个内定子支撑件10和1个转轴11。Ns个外分块定子1、Ns个内分块定子6、Nr个外侧分块转子3和Nr个内侧分块转子5均由硅钢片叠压而成。本专利技术最中间是转轴11，转轴11外同轴心地套有内定子支撑件10，转轴11和内定子支撑件10具有相同的轴心线并且之间不接触有间隙。在内定子支撑件10外同轴心地紧密套有非导磁内定子套环7，非导磁内定子套环7内壁紧密贴合在内定子支撑件10外壁上，非导磁内定子套环7通过内定子支撑件10与电机壳体固定连接。Ns个内分块定子6沿非导磁内定子套环7外壁的圆周方向均匀布置，一个非导磁内定子套环7和Ns个分块内定子6固定连接成一个整体，形成内定子部件。在Ns个内分块定子6外有间隙同轴心地套有Nr个内侧分块转子5，Nr个内侧分块转子5沿圆周方向均匀布置在一个非导磁转子套环4的内壁上。非导磁转子套环4的外壁上沿圆周方向均匀布置Nr个外侧分块转子3。Nr个内侧分块转子5、Nr个外侧分块转子3和非导磁转子套环4固定连接成一个整体，形成中间转子部件。内分块定子6和内侧分块转子5之间的间隙是径向内气隙。非导磁转子套环4的轴向两端固定连接在转轴11上，与转轴11同步转动。在Nr个外侧分块转子3外有间隙同轴心地套有Ns个外分块定子1，Ns个外分块定子1沿圆周方向均匀布置在一个非导磁外定子套环2的内壁上，Ns个外分块定子1和非导磁外定子套环2固定连接成一个整体，形成外定子部件。外分块定子1和外侧分块转子3之间的间隙是径向外气隙。外分块定子1通过非导磁外定子套环2与电机壳体固定连接，保证安装的稳定性和紧固性。本专利技术中非导磁外定子套环2、非导磁转子套环4以及非导磁内定子套环7加工材料为非导磁材料。参见图2，每个外分块定子1的径向截面都是M型结构，包括圆弧型的外定子轭部1-3，外定子轭部1-3同轴心地套在非导磁外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车用分块双定子开关磁阻电机，最中间是转轴（11），转轴（11）外同轴心套有内定子支撑件（10），其特征是：内定子支撑件（10）外同轴心紧密套有非导磁内定子套环（7），

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车用分块双定子开关磁阻电机，最中间是转轴（11），转轴（11）外同轴心套有内定子支撑件（10），其特征是：内定子支撑件（10）外同轴心紧密套有非导磁内定子套环（7），Ns个内分块定子（6）沿非导磁内定子套环（7）外壁的圆周方向均匀布置，Ns个内分块定子（6）外有间隙同轴心套有Nr个内侧分块转子（5），Nr个内侧分块转子（5）沿圆周方向均匀布置在一个非导磁转子套环（4）的内壁上，非导磁转子套环（4）的外壁上沿圆周方向均匀布置Nr个外侧分块转子（3），Nr个外侧分块转子（3）外有间隙同轴心套有Ns个外分块定子（1），Ns个外分块定子（1）沿圆周方向均匀布置在一非导磁外定子套环（2）的内壁上；每个外分块定子（1）的径向截面都是M型，包括圆弧型的外定子轭部（1-3），外定子轭部（1-3）的两端向内延伸两个相同的外定子辅助齿（1-2）、中间向内延伸一个外定子分叉激励齿（1-1），外定子分叉激励齿（1-1）上绕有外绕组（8），外定子分叉激励齿（1-1）的内端沿径向向内延伸出两个外定子分叉齿（1-1-1），两个外定子分叉齿（1-1-1）呈开口朝向内端的V型布置；内分块定子（6）和外分块定子1的拓扑结构相同，两者采用对面的方式布置，内分块定子（6）的内定子分叉激励齿（6-1）上绕有内绕组（9）。2.根据权利要求1所述的一种电动汽车用分块双定子开关磁阻电机，其特征是：Ns个外分块定子（1）和内分块定子（6）、Nr个外侧分块转子（3）和内侧分块转子（5）的个数满足式，LCM为取最小公倍数，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓东，邬江陵，陈龙，刁凯凯，周卫琪，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32