一种低转矩脉动同步磁阻直线电机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种低转矩脉动同步磁阻直线电机，包括定子和动子，所述的定子中设置有若干个沿定子长度方向分布的凹槽，所述的凹槽中绕制有绕组，其特征在于所述的动子中设有若干组沿动子长度方向分布的磁障组，每个磁障组包括至少一个内部磁障；所述的内部磁障呈梯形镂空槽状结构，包括与动子长度方向平行的底槽和两侧侧槽，所述的两侧侧槽自底槽起向定子方向张开。本实用新型专利技术采用梯形镂空槽结构的内部磁障，能起到最佳的聚磁作用，从而使气隙磁密由矩形波改善为阶梯形波，提高了气隙磁密基波幅值，降低谐波畸变率，达到减小转矩脉动，提高同步磁阻直线电机性能的目的。提高同步磁阻直线电机性能的目的。提高同步磁阻直线电机性能的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种低转矩脉动同步磁阻直线电机


[0001]本技术涉及直线电机
，尤其涉及同步磁阻式直接电机，具体地说是一种低转矩脉动同步磁阻直线电机。

技术介绍

[0002]目前，在很多应用场所的设备中，同步磁阻直线电机有低成本、高可靠性的优势。常见的同步磁阻直线电机为有相连磁桥。电机硅钢片和各磁障相互连接。这种结构虽保持了位置关系和增强了机械强度，但连接端部的相连磁桥产生漏磁，导致了电机推力性能和驱动效率无法提升。转矩脉动大，振动噪声大。
[0003]现有同步磁阻电机利用的是磁阻转矩，电机凸极性比较强，其转矩脉动比较大，并且动子内部有很多槽，动子结构相对复杂，转矩脉动的优化设计较为困难，而过大的转矩脉动会导致电机震动大、噪音高。

技术实现思路

[0004]本技术要解决的是现有同步磁阻电机转矩脉动比较大，电机震动大，噪音高的技术问题，旨在提供一种无相连磁桥低转矩脉动同步磁阻直线电机。
[0005]为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案：一种低转矩脉动同步磁阻直线电机，包括定子和动子，所述的定子中设置有若干个沿定子长度方向分布的凹槽，所述的凹槽中绕制有绕组，其特征在于所述的动子中设有若干组沿动子长度方向分布的磁障组，每个磁障组包括至少一个内部磁障；所述的内部磁障呈梯形镂空槽状结构，包括与动子长度方向平行的底槽和两侧侧槽，所述的两侧侧槽自底槽起向定子方向张开。
[0006]同步磁阻直线电机，非正弦分布的气隙磁场会引起大量和各种谐波，容易造成转矩脉动和增加电机的损耗。本技术提出了一种动子带磁障的新结构的电机，并采用梯形镂空槽结构的内部磁障，能起到最佳的聚磁作用，从而使气隙磁密由矩形波改善为阶梯形波，提高了气隙磁密基波幅值，降低谐波畸变率，达到减小转矩脉动，提高同步磁阻直线电机性能的目的。
[0007]作为本技术的改进，所述的磁障组包括一到多个内部磁障。两到多个内部磁障沿动子高度方向间隔排列，从而形成两到多层结构。优选地，所述的磁障组包括三个内部磁障。
[0008]作为本技术的进一步改进，在上层磁障的上方还设有顶部中心磁障。所述的顶部中心磁障呈梯形状结构。
[0009]作为本技术的再进一步改进，所述的磁障组沿动子长度方向均匀分布，每个磁障组与其对应的动子部分形成一个动子单元。各动子单元可以相互独立，也可以一体化制成。磁障的具体形状由梯形镂空槽的参数等控制变量决定，通过改变各控制变量的大小来可以寻找最佳性能点。每层磁障的高度可以相同，也可以不同。同一磁障的各部位的高度可以相同，也可以不同。
[0010]作为本技术的再进一步改进，每个动子单元的长度L和动子单元高度H之间的关系为：0.3*L≤H≤0.5*L。
[0011]作为本技术的再进一步改进，底层磁障的底边距离动子底边距离T与动子单元高度H的关系为：0.075*H≤T≤0.125*H。
[0012]作为本技术的再进一步改进，底层磁障顶部外侧与动子左侧边的距离S，与动子单元长度L的关系为：0.03*L≤S≤0.05*L。
[0013]作为本技术的再进一步改进，内部磁障顶部的开口宽度在0.03*L和0.06*L之间，其中L为动子单元长度。
[0014]作为本技术的再进一步改进，内部磁障底槽的高度在0.075*H和0.125*H之间，其中H为动子单元高度。
[0015]作为本技术的再进一步改进，相邻磁障底槽之间的间隔在0.075*H和0.125*H之间，其中H为动子高度。
[0016]作为本技术的更进一步改进，所述的磁障可以是空心的梯形镂空槽，也可以在梯形镂空槽中填充不导磁材料。优选地，所述的不导磁材料为树脂。由于在动子中开设磁障，动子被分隔成多层结构，为方便加工，在磁障的端部需要磁桥连接，但同时会造成功率因素下降。当采用不导磁材料填充后，不导磁材料将各个磁障包裹，对硅钢片制成的主磁桥进行固定，使其成为一个整体。各磁障之间无相连磁桥，可提高电机的功率因素和效率。
附图说明
[0017]下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。
[0018]图1为本技术一种低转矩脉动同步磁阻直线电机的结构示意图。
[0019]图2为本技术动子单元的结构示意图。
[0020]图3为本技术动子单元的控制变更示意图。
[0021]图4为本技术动子单元的另一种实施方式的结构示意图。
[0022]图中，1
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定子，2
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动子，101
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定子凹槽，201
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内部磁障，202
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不导磁材料，203
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底槽，204
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左侧槽，205
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右侧槽，206
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动子单元，207
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底层磁障，208
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中间层磁障，209
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上层磁障，210
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顶部中心磁障。
具体实施方式
[0023]参照图1，本技术的低转矩脉动同步磁阻直线电机，包括定子1和动子2，所述的定子1中设置有若干个沿定子长度方向分布的凹槽101，所述的凹槽101中绕制有绕组。所述的动子2中设有若干组沿动子长度方向均匀分布的磁障组，每个磁障组包括至少一个内部磁障201。
[0024]每个磁障组与其对应的动子部分形成一个动子单元206。各动子单元206可以相互独立，也可以一体化制成。内部磁障的具体形状由梯形镂空槽的参数等控制变量决定，通过改变各控制变量的大小来可以寻找最佳性能点。每层磁障的高度可以相同，也可以不同。同一内部磁障的各部位的高度可以相同，也可以不同。
[0025]参照图2，动子单元206上设有四层磁障，包括由底层磁障207、中间层磁障208和上层磁障209构成的内部磁障，以及一个顶部中心磁障210。各层磁障沿动子高度方向间隔排
列。其中底层磁障207、中间层磁障208和上层磁障209呈梯形镂空槽状结构，包括与动子长度方向平行的底槽203、左侧槽204和右侧槽205，所述的两侧侧槽204、205自底槽起向定子1方向张开。顶部中心磁障210呈梯形状结构。
[0026]同步磁阻直线电机，非正弦分布的气隙磁场会引起大量和各种谐波，容易造成转矩脉动和增加电机的损耗。本技术提出了一种动子带磁障的新结构的电机，并采用梯形镂空槽结构的磁障，能起到最佳的聚磁作用，从而使气隙磁密由矩形波改善为阶梯形波，提高了气隙磁密基波幅值，降低谐波畸变率，达到减小转矩脉动，提高同步磁阻直线电机性能的目的。
[0027]参照图3，本技术通过改变以下各控制变量的大小的适配比，达到最佳性能点。
[0028]动子长度L和动子高度H之间的关系为：0.3*L≤H≤0.5*L。
[0029]底层磁障的底边距离动子底边距离T与动子高度H的关系为：0.075*H≤T≤0.125*H。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低转矩脉动同步磁阻直线电机，包括定子和动子，所述的定子中设置有若干个沿定子长度方向分布的凹槽，所述的凹槽中绕制有绕组，其特征在于所述的动子中设有若干组沿动子长度方向分布的磁障组，每个磁障组包括至少一个内部磁障；所述的内部磁障呈梯形镂空槽状结构，包括与动子长度方向平行的底槽和两侧侧槽，所述的两侧侧槽自底槽起向定子方向张开。2.如权利要求1所述的一种低转矩脉动同步磁阻直线电机，其特征在于所述的磁障组包括一到多个内部磁障；两到多个内部磁障沿动子高度方向间隔排列，从而形成两到多层结构。3.如权利要求2所述的一种低转矩脉动同步磁阻直线电机，其特征在于在上层磁障的上方还设有顶部中心磁障，所述的顶部中心磁障呈梯形状结构。4.如权利要求1所述的一种低转矩脉动同步磁阻直线电机，其特征在于所述的磁障组沿动子长度方向均匀分布，每个磁障组与其对应的动子部分形成一个动子单元。5.如权利要求4所述的一种低转矩脉动同步磁阻直线电机，其特征在于每个动子单元的长度L和动子单元的高度H之间的关系为：0.3*L≤H≤0.5*L。6.如权利要求4所述的一种低转矩脉动...

【专利技术属性】
技术研发人员：范坚坚，赵琪，马勇明，刘智远，
申请(专利权)人：杭州瑞拉腾电气科技有限公司，
类型：新型
国别省市：