磁阻电动机制造技术

本发明专利技术涉及一种磁阻电动机，它的定子（１）有一个用来产生旋转磁场的三相电流定子绕组，它的转子（３）位于一个轴（２）上并主要由铁磁材料构成，转子（３）分成规定数量在圆周方向相互邻接的等圆周角角区（９），优选地各有至少一对面对定子（３）的导磁区（１０、１１）的导磁特性在旋转磁场的主方向上不同。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种磁阻电动机，它的定子有一个用来产生旋转磁埸的三相电流定子绕组，它的转子位于一个轴上并主要由铁磁材料构成，所述转子分成规定数量在圆周方向相互邻接的等圆周角角区，优选地各有至少一对面对定子的导磁区，其导磁特性在旋转磁埸的主方向上不同。作为独立加速同步电动机，磁阻电动机由在先技术所公知(例如，参照Lueger，Lexikon de Technik，vol.14，Lexikon der Finwerktechnik，315页)。常规磁阻电动机的定子与常规同步电动机或称感应电动机的定子没有区别，后者通常用三相电流操作，就象常规的磁阻电动机一样。所述三相电流定子绕组按照标准设计，从而每个线圈的中心平面分配为处在磁阻电动机的轴线上的三个相之一上。在常规的磁阻电动机中，就象同步或称感应电动机一样，可有极数P大于二和槽数Q大于一的绕组。典型地，常规磁阻电动机的三相电流定子绕组做有4个极。因此常规的磁阻电动机的转子分成4个等圆周角角区，它们在圆周方向相互邻接，有一对面对定子的导磁区，其导磁特性在旋转磁埸的主方向上不同。在常规的磁阻电动机中，面对定子的导磁区对由导磁特性在旋转磁埸的主方向上不同，埋入各90度的定子角区中，在转子为此角区的一半，因此是45度的角区。因为在一个转子中的旋转磁埸的主方向总指向转子的径向，埋入转子中产生有不同磁阻从而有不同的导磁特性的导磁区。通常，常规磁阻电动机的转子做成一个鼠笼式转子。因此，在常规的磁阻电动机中有二个转矩在起作用。作为因埋入在转子产生的绕组气隙的结果，在加速区中常规的磁阻电动机出现一个不同步的转矩，与感应电动机未受损的转子相比其特性变坏。在同步转速下，形成同步的所谓磁阻，或者说反应转矩，因为与旋转磁埸同步转动的转子力图占据气隙中的磁能最小的位置。在电动机有载时，转子趋于保持在此位置，但它必须滞后一个小的空间角(负荷角)。最大转矩发生在每相90度的负荷角上并称为牵出转矩。相反地，从异步特性到同步的过渡突然发生，这就是同步化过程。是否动态拖入同步可能取决于静负荷转矩和要加速的惯量。已指出常规的磁阻电动机以每分钟6000转的转速运转。因为多种应用明确地要求较低的转速，并且因为常规的磁阻电动机的转速只能通过增加极数P有限地降低，为了降低转速和/或增加转矩，一般采用机械变速器和/或电变频器。这些附加的功能组件一方面增加了低速常规磁阻电动机的生产成本，一方面不利地影响效率。另一种保证低同步转速的方法也由在先技术公知(例如，参照Lueger，Lexikon de Technik，vol.14，Lexikon der Finwerktechnik，315页)。这种亚同步磁阻电动机单相运转，定子分成等圆周角的、在圆周方向相互邻接的若干角区，各有一对面对转子的导磁区，其导磁特性在旋转磁埸的主方向上不同，所述定子上的角区的数量与转子上的角区数量相应。对于亚同步磁阻电动机，不同导磁特性的导磁区由定子中的埋入产生。如前已述，在亚同步磁阻电动机中转子上的角区数目与定子上的角区数目相同。角区数目PSL可任意选择而与定子绕组的极数无关。亚同步磁阻电动机转速是每分钟3000转。亚同步磁阻电动机的用途非常有限，因为它必须起动到同步转速，并且只产生从0到最大的以两倍于主频率抖动的同步转矩。因此亚同步磁阻电动机的牵引转矩很小。除了常规磁阻电动机和亚同步磁阻电动机之外，电子开关磁阻电动机由在先技术所公知(参照97年CD版大英百科全书，“能量转换”，“磁阻电动机”等。如名称所言，这种电子开关磁阻电动机靠电子开关的直流电工作。电子开关的直流电同时磁化定子中相互对立的低磁阻导磁区上的两个绕组，从而磁化铁磁极。因此，所述两个绕组的中心平面与转子相切，在电子开关磁阻电动机中，转子和定子中的角区数目不同，以产生一个在直流电流从一个绕组结向另一个绕组切换时施加到转子上的转矩。因为这种磁阻电动机的直流电流是电子切换的，理论上能以一切转速作用在转子上，当然，为此需要一个电子控制单元。但是，在公知的电子开关磁阻电动机中，问题在于只能传输相当小的转矩，因此，为达到要求的驱动转矩则需要附加变速装置。另外，在这些电动机中，低转速范围内常常发生转速波动，这是由转矩波动引起的，并且必须用昂贵的电子控制才能矫正。鉴于上述在先技术，本专利技术旨在提出一种磁阻电动机，它在降速和动态牵入的可能性上有改进。根据本专利技术的第一个方面，上述目的是通过下述定子和转子实现的，其中定子分成规定数量的具有相等圆周角的、在圆周方向相互邻接的角区，优选地各角区有至少一对面对转子的导磁区的导磁特性在旋转磁埸的主方向上不同，并定子上的角区数与转子上的角区数相差一个极数的整倍数，优选地为三相电流定子绕组的极个数。本专利技术第一方面所述的磁阻电动机的构形保证了相对于旋转磁埸的转速而降低转子的转速，同时增加磁阻电动机的标称转矩。根据本专利技术的第一方面构成的磁阻电动机的同步转速由下式计算nx=fx120{/}这里nx=每分钟同步转速f=三相电流的频率w1=定子上的角区数w2=定子上的角区数p=三相电流定子绕组的极数在例如转矩增加3到5倍时，本专利技术第一方面所述的磁阻电动机可轻易地达到1∶20或更大范围的降速比。本专利技术第一方面所述的磁阻电动机不用变速装置即可达到齿轮变速电动机的特性。它可以用小的结构尺寸传输大的转矩，高效运转，并且可以用低的生产成本制造。本专利技术第一方面所述的磁阻电动机有良好的同步特性，并且在直流电流磁化定子绕组时有高的静态保持力矩。如上所述，与常规电动机相比，用本专利技术第一方面所述的磁阻电动机可以达到很高的转矩，而电动机的重量相对较小。高的转矩可以通过有总共三个不同“极数”结构的电动机达到，而现有的大数量磁极与磁导磁性耦连。就此，在许多情况下，可以不用机械减速器，因为此电动机即便在低速范围也能产生很高的转矩。本专利技术第一方面所述的磁阻电动机的另一个重要的优点是，与常规电动机比较，它有非常平稳的运转特性，而且在负荷和电压波动时不打滑。本专利技术第一方面所述的磁阻电动机可以按坐标运转，并靠市售变频器(即便没有反转)推动。在电动机加载或者卡塞时电动机电流仅有小的变化，因此，不论是过载还是卡塞都不会损坏电动机。如果通过空气和定子和/或转子的铁磁材料交替形成不同导磁特性的导磁区，换言之，由定子及或转子的铁磁材料的“齿”组成低磁阻导磁区，和定子及或转子“齿”之间的气隙构成高磁阻导磁区，两者的生产成本以及产生不同导磁特性的导磁区的成本非常低。如果低磁阻的导磁区由定子的铁磁材料形成，定子上的角区数与三相电流定子绕组的槽数道相同，可保证进一步降低生产成本。在这种情况下，低磁阻的导磁区可以直接由已经以某种方式存在于槽道间的低磁阻导磁区的延伸形成。实际上已经表明，如果三相电流定子绕组优选为2或4个极，本专利技术第一方面所述的磁阻电动机有特别良好的额定转矩特性和同步特性。而且，实践中发现，在定子和转子上的角区远大于三相电流定子绕组的极数时，优选地是至少5倍，本专利技术第一方面所述的磁阻电动机在额定转矩特性和同步特性均有改善。如果在角区数目最大的部件上的不同导磁特性导磁区的宽度基本上一致，同时，其余一个部件上由铁磁材料形成的导磁区的宽度与角区数目最大的部件上的宽度相对应，对增加额定转矩更有利。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁阻电动机，它的定子（１）有一个用来产生旋转磁埸的三相电流定子绕组，它的转子（３）位于一个轴（２）上并主要由铁磁材料构成，转子（３）具有规定数量在圆周方向相互邻接的等圆周角角区（９），优选地各至少有一对面对定子（３）的导磁区（１０、１１），后者的导磁特性在旋转磁埸的主方向上不同，其特征在于，定子（１）分成规定数量圆周方向相互邻接的等圆周角角区（９），优选地各至少有一对面对转子（３）的导磁区（１３、１４），后者的导磁特性在旋转磁埸的主方向上不同，并且定子（１）上的角区（１２）的数目与转子（３）上的角区（９）的数目相差一个三相电流定子绕组极数的整数倍，优选地就是极个数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：于尔根林德纳，
申请(专利权)人：电机及电磁驱动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]