一種磁阻式盤式電機(jī)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種磁阻式盤式電機(jī)，包括軸、第一勵磁線圈、第一定子鐵心、第一電樞線圈、轉(zhuǎn)子鐵心、外殼、第二電樞線圈、第二定子鐵心、第二勵磁繞組和端蓋；第一定子鐵心每隔三個第一定子極有一個凹槽，凹槽內(nèi)嵌有第一勵磁線圈，第一勵磁線圈繞三個第一定子極繞制且相鄰的第一勵磁線圈的繞制方向相反；第二定子鐵心每隔三個第二定子極有一個凹槽，凹槽內(nèi)嵌有第二勵磁線圈，第二勵磁線圈繞三個第二定子極繞制且相鄰的第二勵磁線圈的繞制方向相反；每個第一定子極上都繞有一個第一電樞線圈，每個第二定子極上都繞有一個第二電樞線圈，同相位的電樞線圈串聯(lián)或并聯(lián)可組成一相繞組。本發(fā)明的磁阻式盤式電機(jī)可以有效利用開關(guān)磁阻電動機(jī)效率相對較高的優(yōu)點，也有效的發(fā)揮了電勵磁盤式電機(jī)體積小、高可靠性的特長。
【專利說明】
_種磁阻式盤式電機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種磁阻式盤式電機(jī)，屬于特種電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]永磁電機(jī)，特別是微型永磁直流電動機(jī)，由于結(jié)構(gòu)工藝簡單、質(zhì)量減輕，因而得到了廣泛的應(yīng)用。但由于稀土永磁目前價格還比較貴，稀土永磁電機(jī)的成本一般比電勵磁電機(jī)高，這需要用它的高性能和運(yùn)行費(fèi)用的節(jié)省來補(bǔ)償。因此現(xiàn)在永磁電機(jī)僅適于小功率的場合。對于大功率特種電機(jī)來說，電勵磁電機(jī)更加適用。
[0003]隨著電機(jī)應(yīng)用范圍的逐漸擴(kuò)大，電動發(fā)電機(jī)有著越來越廣泛的應(yīng)用價值。電動發(fā)電機(jī)是同時具有發(fā)電機(jī)與電動機(jī)兩種功能的電機(jī)。例如在儲能水電站中，電動發(fā)電機(jī)既可作為發(fā)電機(jī)由水輪機(jī)帶動發(fā)電，又可轉(zhuǎn)換成電動機(jī)帶動水栗進(jìn)行抽水儲能。
[0004]盤式電機(jī)具有軸向長度短、結(jié)構(gòu)簡單、功率密度高、散熱冷卻快等優(yōu)點。而雙定子盤式電機(jī)則具有很強(qiáng)的聚磁效應(yīng)，電機(jī)的氣隙磁通密度高，使得電機(jī)具有高功率密度和高轉(zhuǎn)矩密度。因此盤式電機(jī)有著廣泛的應(yīng)用前途。
[0005]在本發(fā)明一種磁阻式盤式電機(jī)中，該電機(jī)采用雙定子盤式電勵磁結(jié)構(gòu)。在相近的專利中，申請?zhí)枮?01510786946.X的發(fā)明專利申請:定子永磁型雙凸極盤式電機(jī)，該申請的定子永磁型雙凸極盤式電機(jī)由兩個定子，一個轉(zhuǎn)子，電樞繞組，永磁體，電機(jī)軸組成。該定子永磁型雙凸極盤式電機(jī)中永磁體內(nèi)嵌于定子鐵心中，永磁體沿圓周方向充磁。雖然該發(fā)明采用雙定子盤式結(jié)構(gòu)，但這種采用永磁體的電機(jī)目前仍存在控制難度大、易不可逆退磁、成本高等問題。
[0006]授權(quán)的發(fā)明專利:一種雙功率盤式開關(guān)磁阻電機(jī)，專利號:201210154722.3，公開了一種雙功率盤式開關(guān)磁阻電機(jī)，包括前端板、定子鐵芯、電機(jī)軸、轉(zhuǎn)子盤。該發(fā)明可根據(jù)實際需求使用一個功率轉(zhuǎn)動或兩個功率同時轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子盤速度越高越平滑，運(yùn)行方式多樣、運(yùn)作平穩(wěn)，基本沒有風(fēng)阻，噪音小，散熱性強(qiáng)，耐高溫，提高了功率，節(jié)約能源。
[0007]目前
【申請人】經(jīng)國內(nèi)外檢索，尚未檢索到本發(fā)明所涉及的一種磁阻式盤式電機(jī)，采用兩個盤式定子和電勵磁繞組的盤式電機(jī)，而且本發(fā)明申請的技術(shù)采用了磁阻電機(jī)的工作原理，這與傳統(tǒng)的電機(jī)原理不同。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提出一種體積小、氣隙磁場可調(diào)、電壓調(diào)節(jié)范圍寬、功率密度高和效率高的雙定子結(jié)構(gòu)的電勵磁盤式電機(jī)。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種磁阻式盤式電機(jī)，由軸(I)、第一勵磁線圈(2)、第一定子鐵心(3)、第一電樞線圈、轉(zhuǎn)子鐵心(7)、外殼(8)、第二電樞線圈(9)、第二定子鐵心(12)、第二勵磁繞組(13)和端蓋
(14)組成;其特征在于:
轉(zhuǎn)子鐵心(7)呈圓盤狀，固定在軸(I)上；
轉(zhuǎn)子鐵心(7)在圓盤的兩個端面上都有2N個圓環(huán)扇形凸起的轉(zhuǎn)子極，N為自然數(shù)； 第一定子鐵心(3)、第二定子鐵心(12)和轉(zhuǎn)子鐵心(7)的軸線相同，第一定子鐵心(3)和第二定子鐵心(12)分別位于轉(zhuǎn)子鐵心(7)的兩側(cè)，第一定子鐵心(3)與轉(zhuǎn)子鐵心(7)相對的一側(cè)有3N個圓環(huán)扇形凸起的第一定子極，第一定子鐵心(3)的另一側(cè)固定在所述磁阻式盤式電機(jī)一側(cè)的端蓋(14)上;第二定子鐵心(12)與轉(zhuǎn)子鐵心(7)相對的一側(cè)也有3N個圓環(huán)扇形凸起的第二定子極，第二定子鐵心(12)的另一側(cè)固定在所述磁阻式盤式電機(jī)另一側(cè)的端蓋(14)上；
第一定子鐵心(3)每隔三個第一定子極有一個凹槽，凹槽內(nèi)嵌有第一勵磁線圈(2)，第一勵磁線圈(2)繞三個第一定子極繞制且相鄰的第一勵磁線圈(2)的繞制方向相反;第二定子鐵心(12)每隔三個第二定子極有一個凹槽，凹槽內(nèi)嵌有第二勵磁線圈(13)，第二勵磁線圈(13)繞三個第二定子極繞制且相鄰的第二勵磁線圈(13)的繞制方向相反；
每個第一定子極上都繞有一個第一電樞線圈，每個第二定子極上都繞有一個第二電樞線圈；同相位的電樞線圈串聯(lián)或并聯(lián)可組成一相繞組。
[0009]如上所述的一種磁阻式盤式電機(jī)，其特征在于:
給第一勵磁線圈(2)和第二勵磁線圈(13)通電便可產(chǎn)生磁場；
當(dāng)轉(zhuǎn)子極滑入一相電樞繞組所在的第一定子極或第二定子極時，該相電樞繞組的磁鏈增加;當(dāng)轉(zhuǎn)子極滑出一相電樞繞組所在的定子極時，該相電樞繞組的磁鏈減??；
所述一種磁阻式盤式電機(jī)作為發(fā)動機(jī)運(yùn)行時，由原動機(jī)帶動軸(I)旋轉(zhuǎn)，三相電樞繞組感應(yīng)出三相交流電壓；
所述一種磁阻式盤式電機(jī)作為電動機(jī)運(yùn)行時，轉(zhuǎn)子極正在滑入第一定子極或第二定子極的一相繞組通正向電流，所述一種磁阻式盤式電機(jī)便可以輸出正的轉(zhuǎn)矩。
[0010]本發(fā)明的有益效果如下:
(1)提出一種磁阻式盤式電機(jī)集中了盤式電機(jī)和電勵磁電機(jī)的優(yōu)點，將電勵磁繞組安裝在定子結(jié)構(gòu)中，通過控制勵磁繞組電流方便地調(diào)節(jié)電機(jī)的氣隙磁場；
(2)本發(fā)明一種磁阻式盤式電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡單，轉(zhuǎn)子上沒有繞組，機(jī)械強(qiáng)度大；
(3)本發(fā)明一種磁阻式盤式電機(jī)采用盤式結(jié)構(gòu)，軸向尺寸短，電機(jī)功率密度高，很適合應(yīng)用于大功率拖拉機(jī)上。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明一種磁阻式盤式電機(jī)縱剖圖。其中:1、軸，2、第一勵磁線圈，3、第一定子鐵心，4、第一電樞線圈，7、轉(zhuǎn)子鐵心，8、外殼，9、第二電樞線圈，12、第二定子鐵心，13、第二勵磁繞組，14、端蓋。
[0012]圖2是本發(fā)明一種磁阻式盤式電機(jī)第一定子側(cè)視圖。其中:1、軸，2、第一勵磁線圈，
3、第一定子鐵心，4、A相第一電樞線圈，5、B相第一電樞線圈，6、C相第一電樞線圈，7、導(dǎo)軌。
[0013]圖3為本發(fā)明一種磁阻式盤式電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)視圖。其中:1、軸，7、轉(zhuǎn)子鐵心，15、轉(zhuǎn)子極。
[0014]圖4為本發(fā)明一種磁阻式盤式電機(jī)工作原理圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明創(chuàng)造做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0016]圖1是本發(fā)明一種磁阻式盤式電機(jī)縱剖圖。所示的一種磁阻式盤式電機(jī)，由軸(1)、第一勵磁線圈(2)、第一定子鐵心(3)、第一電樞線圈、轉(zhuǎn)子鐵心(7)、外殼(8)、第二電樞線圈
(9)、第二定子鐵心(12)、第二勵磁繞組(13)和端蓋(14)組成。轉(zhuǎn)子鐵心(7)呈圓盤狀，固定在軸(I)上，轉(zhuǎn)子鐵心(7)在圓盤的兩個端面上都有2N個圓環(huán)扇形凸起的轉(zhuǎn)子極;第一定子鐵心(3)、第二定子鐵心(12)和轉(zhuǎn)子鐵心(7)的軸線相同，第一定子鐵心(3)和第二定子鐵心
(12)分別位于轉(zhuǎn)子鐵心(7)的兩側(cè)，第一定子鐵心(3)與轉(zhuǎn)子鐵心(7)相對的一側(cè)有3N個圓環(huán)扇形凸起的第一定子極，第一定子鐵心(3)的另一側(cè)固定在所述磁阻式盤式電機(jī)一側(cè)的端蓋(14)上;第二定子鐵心(12)與轉(zhuǎn)子鐵心(7)相對的一側(cè)也有3N個圓環(huán)扇形凸起的第二定子極，第二定子鐵心(12)的另一側(cè)固定在所述磁阻式盤式電機(jī)另一側(cè)的端蓋(14)上。
[0017]第一定子鐵心(3)內(nèi)嵌有第一勵磁線圈(2)，第二定子鐵心(12)內(nèi)嵌有第二勵磁線圈(13);每個第一定子極上都繞有一個第一電樞線圈，每個第二定子極上都繞有一個第二電樞線圈，同相位的電樞線圈串聯(lián)或并聯(lián)可組成一相繞組。
[0018]圖2是本發(fā)明一種磁阻式盤式電機(jī)第一定子縱剖圖。如圖所示，第一定子鐵心(3)與轉(zhuǎn)子鐵心(7)相對的一側(cè)有3N個圓環(huán)扇形凸起的第一定子極，每個第一定子極上都繞有一個第一電樞線圈，同相位的電樞線圈串聯(lián)或并聯(lián)可組成一相繞組。第一定子鐵心(3)每隔三個第一定子極有一個凹槽，凹槽內(nèi)嵌有第一勵磁線圈(2)，第一勵磁線圈(2)繞三個第一定子極繞制且相鄰的第一勵磁線圈(2)的繞制方向相反。
[0019]圖3為本發(fā)明一種磁阻式盤式電機(jī)轉(zhuǎn)子縱剖圖?？梢钥闯?轉(zhuǎn)子鐵心(7)呈圓盤狀，固定在軸(I)上，轉(zhuǎn)子鐵心(7)在圓盤的兩個端面上都有2N個圓環(huán)扇形凸起的轉(zhuǎn)子極，N為自然數(shù)。
[0020]圖4為本發(fā)明一種磁阻式盤式電機(jī)工作原理圖。當(dāng)轉(zhuǎn)子極與一相定子極對齊時，該相繞組與勵磁繞組的自感取最大值；當(dāng)轉(zhuǎn)子極與一相定子極完全錯開時，該相繞組與勵磁繞組的自感取最小值。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，各相繞組的磁鏈便可發(fā)生周期性的變化。
[0021]下面對本發(fā)明提出的一種磁阻式盤式電機(jī)進(jìn)行工作原理的說明。
[0022]在本發(fā)明的磁阻式盤式電機(jī)中，給第一勵磁線圈和第二勵磁線圈通電便可產(chǎn)生磁場。軸可以帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)子極滑入一相電樞繞組所在的第一定子極或第二定子極時，該相電樞繞組的磁鏈增加，當(dāng)轉(zhuǎn)子極滑出一相電樞繞組所在的定子極時，該相電樞繞組的磁鏈減小。
[0023]當(dāng)本發(fā)明的一種磁阻式盤式電機(jī)作為發(fā)動機(jī)運(yùn)行時，由原動機(jī)帶動軸旋轉(zhuǎn)，三相電樞繞組感應(yīng)出三相交流電壓；
當(dāng)本發(fā)明的一種磁阻式盤式電機(jī)作為電動機(jī)運(yùn)行時，轉(zhuǎn)子極正在滑入第一定子極或第二定子極的一相繞組通正向電流，所述一種磁阻式盤式電機(jī)便可以輸出正的轉(zhuǎn)矩。
[0024]需要指出的是，以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化和替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種磁阻式盤式電機(jī)，由軸(I)、第一勵磁線圈(2)、第一定子鐵心(3)、第一電樞線圈、轉(zhuǎn)子鐵心(7)、外殼(8)、第二電樞線圈、第二定子鐵心(12)、第二勵磁線圈(13)和端蓋(14)組成;其特征在于: 轉(zhuǎn)子鐵心(7)呈圓盤狀，固定在軸(I)的中間； 轉(zhuǎn)子鐵心(7)在圓盤的兩個端面上都有2N個圓環(huán)扇形凸起的轉(zhuǎn)子極，N為自然數(shù)； 第一定子鐵心(3)、第二定子鐵心(12)和轉(zhuǎn)子鐵心(7)的軸線相同，第一定子鐵心(3)和第二定子鐵心(12)分別位于轉(zhuǎn)子鐵心(7)的兩側(cè)，第一定子鐵心(3)與轉(zhuǎn)子鐵心(7)相對的一側(cè)有3N個圓環(huán)扇形凸起的第一定子極，第一定子鐵心(3)的另一側(cè)固定在所述磁阻式盤式電機(jī)一側(cè)的端蓋上;第二定子鐵心(12)與轉(zhuǎn)子鐵心(7)相對的一側(cè)也有3N個圓環(huán)扇形凸起的第二定子極，第二定子鐵心(12)的另一側(cè)固定在所述磁阻式盤式電機(jī)另一側(cè)的端蓋(14)上； 第一定子鐵心(3)每隔三個第一定子極有一個凹槽，凹槽內(nèi)嵌有第一勵磁線圈(2)，第一勵磁線圈(2)繞三個第一定子極繞制且相鄰的第一勵磁線圈(2)的繞制方向相反;第二定子鐵心(12)每隔三個第二定子極有一個凹槽，凹槽內(nèi)嵌有第二勵磁線圈(13)，第二勵磁線圈(13)繞三個第二定子極繞制且相鄰的第二勵磁線圈(13)的繞制方向相反； 每個第一定子極上都繞有一個第一電樞線圈，每個第二定子極上都繞有一個第二電樞線圈；同相位的電樞線圈串聯(lián)或并聯(lián)可組成一相繞組。2.如權(quán)利要求1所述的一種磁阻式盤式電機(jī)，其特征在于: 給第一勵磁線圈(2)和第二勵磁線圈(13)通電便可產(chǎn)生磁場； 當(dāng)轉(zhuǎn)子極滑入一相電樞繞組所在的第一定子極或第二定子極時，該相電樞繞組的磁鏈增加;當(dāng)轉(zhuǎn)子極滑出一相電樞繞組所在的定子極時，該相電樞繞組的磁鏈減?。?所述一種磁阻式盤式電機(jī)作為發(fā)動機(jī)運(yùn)行時，由原動機(jī)帶動軸(I)旋轉(zhuǎn)，三相電樞繞組感應(yīng)出三相交流電壓； 所述一種磁阻式盤式電機(jī)作為電動機(jī)運(yùn)行時，給轉(zhuǎn)子極正在滑入第一定子極或第二定子極的一相繞組通正向電流，所述一種磁阻式盤式電機(jī)便可以輸出正的轉(zhuǎn)矩。
【文檔編號】H02K21/24GK105915007SQ201610256095
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月25日
【發(fā)明人】史立偉, 郭盈志, 肖東, 張學(xué)義, 鞏合聰, 劉從臻
【申請人】山東理工大學(xué)