一種開關(guān)磁阻電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種開關(guān)磁阻電機(jī)，包括定子結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)軸、與所述轉(zhuǎn)軸連接的轉(zhuǎn)子；所述定子結(jié)構(gòu)整體為密封結(jié)構(gòu)，包括定子鐵芯、環(huán)繞于所述定子鐵芯外周的繞組、罩于所述定子鐵芯外的殼體，以及與所述殼體連接形成密封腔的連接筒，所述定子鐵芯和繞組包圍于所述密封腔內(nèi)，所述密封腔內(nèi)封裝有對所述定子鐵芯和繞組的振動產(chǎn)生阻尼作用力的蒸發(fā)冷卻液。采用這種結(jié)構(gòu)，由于定子鐵芯是發(fā)出振動與噪聲的主要部件，而定子鐵芯浸泡在絕緣的液體當(dāng)中，該液體對定子任何運(yùn)動趨勢形成極大的摩擦阻力，也就阻尼衰減定子的振動，另外也會阻止聲音的傳播，因此減振、降噪效果明顯。
【專利說明】—種開關(guān)磁阻電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種開關(guān)磁阻電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]電動汽車是用電力完全替代石油類燃料做驅(qū)動的汽車，在環(huán)保、清潔、節(jié)能等方面占據(jù)著絕對的優(yōu)勢。電動汽車的驅(qū)動電機(jī)主要有直流電機(jī)、異步電機(jī)、永磁無刷電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)等。開關(guān)磁阻電機(jī)以結(jié)構(gòu)簡單、成本低、適用能力強(qiáng)、調(diào)速范圍寬等優(yōu)點(diǎn)成為各驅(qū)動系統(tǒng)的有力競爭者。
[0003]如圖1所示，該圖為現(xiàn)有技術(shù)中開關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖。當(dāng)A相繞組2'電流的控制開關(guān)SI和S2閉合時,A相通電，同時B相、C相不通電,A相勵磁產(chǎn)生磁場，因電機(jī)的磁通總是沿磁阻最小的路徑閉合，且當(dāng)A相磁極的軸線與轉(zhuǎn)子7'磁極a的軸線重合時磁路的磁阻最小，因此扭曲磁力線產(chǎn)生了切向拉力，試圖使a-a’與A-A’重合，最終旋轉(zhuǎn)到a_a’與A-A’重合的位置停止轉(zhuǎn)動。隨后若要使電機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)動，就需要使B相通電，同時A相和C相斷電，此時電機(jī)內(nèi)的磁場變成了以B相磁極為軸線的磁場，電機(jī)轉(zhuǎn)子T會繼續(xù)旋轉(zhuǎn)直到與B-B’完全重合。隨后給C相通電，同時A相和B相斷電，此時電機(jī)內(nèi)的磁場變成了以C相磁極為軸線的磁場，電機(jī)轉(zhuǎn)子7'會繼續(xù)旋轉(zhuǎn)直到與C-C’完全重合為止。如此反復(fù)循環(huán)，只要三相定子繞組2'按A-B-C-A…的順序依次通電，電機(jī)的轉(zhuǎn)子7'就會繞轉(zhuǎn)軸8'的中心線一直沿同一方向旋轉(zhuǎn)。
[0004]由上述工作過程可以看出，開關(guān)磁阻電機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩不像傳統(tǒng)的交、直流電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩是穩(wěn)定的，而是脈動性質(zhì)的，相應(yīng)的磁拉力不僅有切向的，還有徑向的，其中拉動電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的是磁拉力的切向分量，因其脈動性質(zhì)，導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行不平穩(wěn)、產(chǎn)生形變和振動，進(jìn)而產(chǎn)生嚴(yán)重的噪聲 。磁拉力的徑向分量會隨著轉(zhuǎn)子7'位置和定子繞組2'電流發(fā)生變化，由此導(dǎo)致了電機(jī)定子鐵芯P的形變和振動，進(jìn)而又產(chǎn)生了更加嚴(yán)重的噪聲。
[0005]有鑒于此，亟待針對上述技術(shù)問題，對現(xiàn)有技術(shù)中的開關(guān)磁阻電機(jī)做進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計，消除定子鐵芯產(chǎn)生的振動和噪聲，增強(qiáng)開關(guān)磁阻電機(jī)的工作穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的為提供一種開關(guān)磁阻電機(jī)，該電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)為整體密封結(jié)構(gòu)，將定子鐵芯和繞組包圍在密封腔中，且密封腔中封裝蒸發(fā)冷卻液，可減振降噪，增強(qiáng)開關(guān)磁阻電機(jī)的工作穩(wěn)定性。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種開關(guān)磁阻電機(jī)，包括定子結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)軸、與所述轉(zhuǎn)軸連接的轉(zhuǎn)子；所述定子結(jié)構(gòu)整體為密封結(jié)構(gòu)，包括定子鐵芯、環(huán)繞于所述定子鐵芯外周的繞組、罩于所述定子鐵芯外的殼體，以及與所述殼體連接形成密封腔的連接筒，所述定子鐵芯和繞組包圍于所述密封腔內(nèi)，所述密封腔內(nèi)封裝有對所述定子鐵芯和繞組的振動產(chǎn)生阻尼作用力的蒸發(fā)冷卻液。
[0008]采用這種結(jié)構(gòu)，由于蒸發(fā)冷卻液是低沸點(diǎn)、高絕緣、不燃燒的蒸發(fā)冷卻液，電機(jī)運(yùn)行時，繞組、定子鐵芯、以及其它結(jié)構(gòu)部件由于各種損耗而產(chǎn)生大量熱量，使充滿在其周圍的蒸發(fā)冷卻液溫度升高，直至達(dá)到與腔體內(nèi)的壓力相對應(yīng)的液態(tài)介質(zhì)的飽和溫度、開始沸騰，進(jìn)而吸熱汽化，呈氣、液兩相狀態(tài)，使發(fā)熱部件得以充分冷卻，又因沸騰換熱期間沸騰工質(zhì)的溫度基本分布在飽和溫度點(diǎn)附近，使介質(zhì)浸泡的各個定子部位溫度分布比較均勻，尤其是定子端部無局部過熱點(diǎn)。氣、液兩相狀態(tài)的蒸汽冷卻液，其密度小于液態(tài)介質(zhì)，產(chǎn)生浮力而向上浮升遇到頂部的冷凝器，將熱量傳給其內(nèi)的冷凝水后冷凝成液體又滴回到原處，這樣實(shí)現(xiàn)了常溫下自循環(huán)、無噪音的蒸發(fā)冷卻。最重要的是，由于定子鐵芯是發(fā)出振動與噪聲的主要部件，而定子鐵芯浸泡在絕緣的液體當(dāng)中，該液體對定子任何運(yùn)動趨勢形成極大的摩擦阻力，也就阻尼衰減定子的振動，另外也會阻止聲音的傳播，因此減振、降噪效果明顯。
[0009]優(yōu)選地，所述連接筒為圓筒型，所述連接筒整體設(shè)于所述轉(zhuǎn)子與所述定子鐵芯之間，所述連接筒的軸向兩端與所述殼體連接。
[0010]優(yōu)選地，所述連接筒軸向連接所述定子鐵芯和所述殼體、所述繞組與所述殼體，且所述連接筒從內(nèi)側(cè)包封所述繞組，所述密封腔的內(nèi)壁包括所述定子鐵芯的內(nèi)壁和所述連接筒的內(nèi)壁。
[0011]優(yōu)選地，所述連接筒包括兩個相同的半筒結(jié)構(gòu)，每個半筒結(jié)構(gòu)包括與所述定子鐵芯數(shù)目相同的弧形連接板，每個所述連接板包括壓裝段和連接段；所述壓裝段壓裝于所述繞組的內(nèi)側(cè)，每相鄰兩個所述壓裝段形成容置所述定子鐵芯的凹槽；多個所述連接段首尾相連形成環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形結(jié)構(gòu)與所述殼體連接，兩個所述半筒結(jié)構(gòu)的所述壓裝段對接形成所述連接筒。
[0012]優(yōu)選地，在所述開關(guān)磁阻電機(jī)的橫截面內(nèi)，所述壓裝段的內(nèi)表面與所述定子鐵芯的內(nèi)表面處于以所述開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)軸中心為圓心的同一圓弧上。
[0013]優(yōu)選地，每相鄰兩個所述連接板的連接段首尾對接形成所述環(huán)形結(jié)構(gòu)，且每個所述連接板均與所述殼體連接。
[0014]優(yōu)選地，每相鄰兩個所述連接板的連接段首尾重疊形成所述環(huán)形結(jié)構(gòu)，且每兩個所述連接板在重疊部分與所述殼體連接。
[0015]優(yōu)選地，所述環(huán)形結(jié)構(gòu)的相間設(shè)置的所述連接段的兩端設(shè)有彎折部，所述彎折部與其相鄰的所述連接段重疊。
[0016]優(yōu)選地，所述連接板上設(shè)有第一定位孔，所述殼體包括端蓋和設(shè)于所述端蓋一側(cè)的固定筒，所述固定筒設(shè)有與所述第一定位孔對應(yīng)的第二定位孔，所述固定筒和所述環(huán)形結(jié)構(gòu)通過插裝于所述第一定位孔和第二定位孔的螺紋緊固件連接。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為開關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0018]圖2為本發(fā)明所提供開關(guān)磁阻電機(jī)的一種【具體實(shí)施方式】的定子密封結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0019]圖3、圖4分別為圖2中密封筒的主視剖面圖、側(cè)視剖面圖；
[0020]圖5為本發(fā)明所提供開關(guān)磁阻電機(jī)的另一種【具體實(shí)施方式】的定子密封結(jié)構(gòu)的示意圖；[0021]圖6為圖5所不定子密封結(jié)構(gòu)的橫截面視圖；
[0022]圖7為圖6中連接筒的半筒結(jié)構(gòu)的一種【具體實(shí)施方式】的立體圖；
[0023]圖8為圖7中連接板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖9為圖6中連接筒的半筒結(jié)構(gòu)的另一種【具體實(shí)施方式】的立體圖；
[0025]圖10、圖11為本發(fā)明所提供開關(guān)磁阻電機(jī)的殼體的主視圖、側(cè)視圖。
[0026]其中，圖1中的附圖標(biāo)記與部件名稱之間的對應(yīng)關(guān)系為:
[0027]定子鐵芯I';繞組2';殼體3';轉(zhuǎn)子V ;轉(zhuǎn)軸8'；
[0028]圖2至圖11中的附圖標(biāo)記與部件名稱之間的對應(yīng)關(guān)系為:
[0029]定子鐵芯I ;
[0030]繞組2 ；
[0031]殼體3 ;端蓋31 ;固定筒32 ;第二定位孔321 ；
[0032]連接筒4 ;半筒結(jié)構(gòu)4a ;連接板41 ;壓裝段411 ;連接段412 ;第一定位孔4121 ;彎折部4122 ;凹槽42 ；
[0033]密封腔5 ;蒸發(fā)冷卻液6 ;轉(zhuǎn)子7 ;轉(zhuǎn)軸8 ;冷凝器9。
【具體實(shí)施方式】
[0034]本發(fā)明的核心為提供一種開關(guān)磁阻電機(jī)，該電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)為整體密封結(jié)構(gòu)，將定子鐵芯和繞組包圍在密封腔中，且密封腔中封裝蒸發(fā)冷卻液，蒸發(fā)冷卻液對定子的振動產(chǎn)生摩擦阻尼作用，可減振降噪，增強(qiáng)開關(guān)磁阻電機(jī)的工作穩(wěn)定性。
[0035]為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0036]需要說明的是，本文中出現(xiàn)的方位詞“軸向”指的是安裝轉(zhuǎn)子的主軸的軸線延伸的方向，即圖5中左右延伸的方向；方位詞“外”指的是由電機(jī)的轉(zhuǎn)軸中心軸線徑向向外擴(kuò)散的方向，即圖6中由圓心向外擴(kuò)散的方向；方位詞“內(nèi)”則相反。應(yīng)當(dāng)理解，這些方位詞是以說明書附圖為基準(zhǔn)而設(shè)立的，它們的出現(xiàn)不應(yīng)當(dāng)影響本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0037]請參考圖2，圖2為本發(fā)明所提供開關(guān)磁阻電機(jī)的一種【具體實(shí)施方式】的定子密封結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0038]在一種【具體實(shí)施方式】中，如圖2所示，本發(fā)明提供一種開關(guān)磁阻電機(jī)，該電機(jī)包括定子結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)軸8、與轉(zhuǎn)軸8連接的轉(zhuǎn)子7。定子結(jié)構(gòu)整體為密封結(jié)構(gòu)，包括定子鐵芯1、環(huán)繞于定子鐵芯I外周的繞組2、罩于定子鐵芯I外的殼體3，以及與殼體3連接形成密封腔的連接筒4，定子鐵芯I和繞組2包圍于密封腔內(nèi)，密封腔內(nèi)封裝有對所述定子鐵芯I和繞組2的振動產(chǎn)生阻尼作用力的蒸發(fā)冷卻液6。
[0039]由于上述開關(guān)磁阻電機(jī)產(chǎn)生的是脈動的電磁力波，當(dāng)定子鐵芯I的齒與轉(zhuǎn)子7的槽相對時，這種徑向磁吸力最小，當(dāng)定子鐵芯I的齒與轉(zhuǎn)子7的齒相對時，這種徑向磁吸力最大。而定子是殼體結(jié)構(gòu)，不可避免因受到徑向脈動磁吸力作用發(fā)生規(guī)則性壓縮、擴(kuò)張的振動，該振動通過機(jī)殼向外發(fā)射噪聲，因此定子結(jié)構(gòu)是開關(guān)磁阻電機(jī)噪聲的主要根源。
[0040]采用上述結(jié)構(gòu)后，由于蒸發(fā)冷卻液是低沸點(diǎn)、高絕緣、不燃燒的蒸發(fā)冷卻液6，電機(jī)運(yùn)行時，繞組2、定子鐵芯1、以及其它結(jié)構(gòu)部件由于各種損耗而產(chǎn)生大量熱量，使充滿在其周圍的蒸發(fā)冷卻液6溫度升高，直至達(dá)到與腔體內(nèi)的壓力相對應(yīng)的液態(tài)介質(zhì)的飽和溫度、開始沸騰，進(jìn)而吸熱汽化，呈氣、液兩相狀態(tài)，使發(fā)熱部件得以充分冷卻，又因沸騰換熱期間沸騰工質(zhì)的溫度基本分布在飽和溫度點(diǎn)附近，使介質(zhì)浸泡的各個定子部位溫度分布比較均勻，尤其是定子端部無局部過熱點(diǎn)。氣、液兩相狀態(tài)的蒸汽冷卻液，其密度小于液態(tài)介質(zhì)，產(chǎn)生浮力而向上浮升遇到頂部的冷凝器9，將熱量傳給其內(nèi)的冷凝水后冷凝成液體又滴回到原處，這樣實(shí)現(xiàn)了常溫下自循環(huán)、無噪音的蒸發(fā)冷卻。
[0041]最重要的是，由于定子鐵芯是發(fā)出振動與噪聲的主要部件，而定子鐵芯浸泡在絕緣的液體當(dāng)中，通過磁場分析得到電磁力的分布情況，然后進(jìn)行定子整個結(jié)構(gòu)內(nèi)的振動計算，對此用機(jī)電類比法進(jìn)行簡要分析，可以得到
[0042]定子鐵心與電機(jī)機(jī)殼的振動速度為:
[0043]
【權(quán)利要求】
1.一種開關(guān)磁阻電機(jī)，包括定子結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)軸(8)、與所述轉(zhuǎn)軸(8)連接的轉(zhuǎn)子(7);其特征在于，所述定子結(jié)構(gòu)整體為密封結(jié)構(gòu)，包括定子鐵芯(I )、環(huán)繞于所述定子鐵芯(I)外周的繞組(2)、罩于所述定子鐵芯(I)外的殼體(3)，以及與所述殼體(3)連接形成密封腔的連接筒(4)，所述定子鐵芯(I)和繞組(2)包圍于所述密封腔內(nèi)，所述密封腔內(nèi)封裝有對所述定子鐵芯(I)和繞組(2)的振動產(chǎn)生阻尼作用力的蒸發(fā)冷卻液(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于，所述連接筒(4)為圓筒型，所述連接筒(4)整體設(shè)于所述轉(zhuǎn)子(7)與所述定子鐵芯(I)之間，所述連接筒(4)的軸向兩端與所述殼體(3)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于，所述連接筒(4)軸向連接所述定子鐵芯(I)和所述殼體(3)、所述繞組(2)與所述殼體(3)，且所述連接筒(4)從內(nèi)側(cè)包封所述繞組(2)，所述密封腔(5)的內(nèi)壁包括所述定子鐵芯(I)的內(nèi)壁和所述連接筒(4)的內(nèi)壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的開關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于，所述連接筒(4)包括兩個相同的半筒結(jié)構(gòu)(4a)， 每個半筒結(jié)構(gòu)(4a)包括與所述定子鐵芯(I)數(shù)目相同的弧形連接板(41)，每個所述連接板(41)包括壓裝段(411)和連接段(412);所述壓裝段(411)壓裝于所述繞組(2)的內(nèi)側(cè)，每相鄰兩個所述壓裝段(411)形成容置所述定子鐵芯(I)的凹槽(42 );多個所述連接段(412)首尾相連形成環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形結(jié)構(gòu)與所述殼體(3)連接， 兩個所述半筒結(jié)構(gòu)(4a)的所述壓裝段(411)對接形成所述連接筒(4 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的開關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于，在所述開關(guān)磁阻電機(jī)的橫截面內(nèi)，所述壓裝段(411)的內(nèi)表面與所述定子鐵芯(I)的內(nèi)表面處于以所述開關(guān)磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)軸(8)中心為圓心的同一圓弧上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的開關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于，每相鄰兩個所述連接板(41)的連接段(412 )首尾對接形成所述環(huán)形結(jié)構(gòu)，且每個所述連接板(41)均與所述殼體(3 )連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的開關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于，每相鄰兩個所述連接板(41)的連接段(412 )首尾重疊形成所述環(huán)形結(jié)構(gòu)，且每兩個所述連接板(41)在重疊部分與所述殼體(3)連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的開關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于，所述環(huán)形結(jié)構(gòu)的相間設(shè)置的所述連接段(412)的兩端設(shè)有彎折部(4122)，所述彎折部(4122)與其相鄰的所述連接段(412)重疊。
9.根據(jù)權(quán)利要求3-8任一項(xiàng)所述的開關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于，所述連接板(41)上設(shè)有第一定位孔(4121)，所述殼體(3)包括端蓋(31)和設(shè)于所述端蓋(31) —側(cè)的固定筒(32)，所述固定筒(32)設(shè)有與所述第一定位孔(4121)對應(yīng)的第二定位孔(321)，所述固定筒(32)和所述環(huán)形結(jié)構(gòu)通過插裝于所述第一定位孔(4121)和第二定位孔(321)的螺紋緊固件連接。
【文檔編號】H02K1/12GK103840574SQ201410127817
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】欒茹, 魏博 申請人:北京建筑大學(xué)