本發(fā)明涉及電機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)外殼雙定子開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。

背景技術(shù)：

隨著不可再生能源的日漸枯竭，尋找可再生能源、如何提高能源利用率將成為各領(lǐng)域的主攻方向，尤其是純電動(dòng)汽車行業(yè)及電梯行業(yè)。

目前，由于開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、可靠性高；2、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、起動(dòng)電流低；3、適用于頻繁起停及正反向轉(zhuǎn)換運(yùn)行；4、可控參數(shù)多，調(diào)速性能好，可在低速下長(zhǎng)期運(yùn)行；5、效率高、損耗??；6、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，使其已成為純電動(dòng)汽車行業(yè)及電梯行業(yè)的新寵。

但是，任何事物都是具有兩面性的，開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)尚存在以下缺點(diǎn)：1、有轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，特別是在低速下，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)更加明顯；2、由于一般的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)本體采用帶機(jī)座（即外殼）的結(jié)構(gòu)，該開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)的噪聲與振動(dòng)比一般電機(jī)大。

基于此，有必要對(duì)現(xiàn)有的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)加以改進(jìn)，以更好的應(yīng)用于市場(chǎng)中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明在于提供一種無(wú)外殼雙定子開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)過(guò)于明顯的問(wèn)題。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種無(wú)外殼雙定子開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，包括：外定子、內(nèi)定子及設(shè)置于所述外、內(nèi)定子之間的轉(zhuǎn)子，其中，所述外定子的內(nèi)壁沿周向設(shè)有多個(gè)用于容納繞組線圈的第一凹槽，所述第一凹槽之間的凸起形成外定子齒；所述內(nèi)定子的外壁沿周向設(shè)有多個(gè)用于容納繞組線圈的第二凹槽，所述第二凹槽之間的凸起形成內(nèi)定子齒；所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁與外壁沿周向均設(shè)有多個(gè)凸起以分別形成內(nèi)轉(zhuǎn)子齒與外轉(zhuǎn)子齒。

進(jìn)一步地，所述外定子齒的齒數(shù)Ns₁等于所述內(nèi)定子齒的齒數(shù)Ns₂。

進(jìn)一步地，所述外轉(zhuǎn)子齒的齒數(shù)Nr₁等于所述內(nèi)轉(zhuǎn)子齒的齒數(shù)Nr₂。

進(jìn)一步地，相鄰的所述外轉(zhuǎn)子齒與內(nèi)轉(zhuǎn)子齒的中心線之間的夾角θ₂=360°/ Nr₁/2，其中，Nr₁為外轉(zhuǎn)子齒的齒數(shù)。

進(jìn)一步地，相鄰的所述外定子齒與內(nèi)定子齒的中心線之間的夾角等于相鄰的所述外轉(zhuǎn)子齒與內(nèi)轉(zhuǎn)子齒的中心線之間的夾角，以使該相鄰的所述外定子齒與內(nèi)定子齒的磁極方向相同。

進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)子的其中一外轉(zhuǎn)子齒的中心線與所述外定子的其中一外定子齒的中心線相互重合，中心線與所述轉(zhuǎn)子的其余外轉(zhuǎn)子齒的中心線分別重合的其余外定子齒和中心線與所述轉(zhuǎn)子的其余內(nèi)轉(zhuǎn)子齒的中心線分別重合的其余內(nèi)定子齒為同一相。

進(jìn)一步地，所述外定子上設(shè)有多個(gè)第一圓孔，供第一安裝桿插裝于其中，使得在所述無(wú)外殼雙定子開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)可以對(duì)所述外定子進(jìn)行定位與固定。

進(jìn)一步地，所述內(nèi)定子上設(shè)有多個(gè)第二圓孔，供第二安裝桿插裝于其中，使得在所述無(wú)外殼雙定子開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)可以對(duì)所述內(nèi)定子進(jìn)行定位與固定。

進(jìn)一步地，同一相的所述外定子的繞組線圈的連接方式為串聯(lián)、并聯(lián)、先串聯(lián)再并聯(lián)或者先并聯(lián)再串聯(lián)中的任意一種；同一相的所述內(nèi)定子的繞組線圈的連接方式為串聯(lián)、并聯(lián)、先串聯(lián)再并聯(lián)或者先并聯(lián)再串聯(lián)中的任意一種。

進(jìn)一步地，同一相的所述外定子的繞組線圈與所述內(nèi)定子的繞組線圈之間的連接方式為串聯(lián)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

通過(guò)設(shè)置兩個(gè)定子：外定子與內(nèi)定子，并在外、內(nèi)定子之間設(shè)置轉(zhuǎn)子，其中，轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁與外壁沿周向均設(shè)有多個(gè)凸起以分別形成內(nèi)轉(zhuǎn)子齒與外轉(zhuǎn)子齒，使得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)的扭矩輸出由內(nèi)、外轉(zhuǎn)子齒共同承擔(dān)，進(jìn)而降低了每一個(gè)齒的出力值，即降低了轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，從而避免了現(xiàn)有技術(shù)中開(kāi)關(guān)磁阻電轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)過(guò)于明顯的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1為一實(shí)施例的無(wú)外殼雙定子開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下：

100、無(wú)外殼雙定子開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)；1、外定子；11、第一凹槽；111、繞組線圈；12、外定子齒；12a、外定子齒；12b、外定子齒；13、第一圓孔；14、外定子軛部；2、內(nèi)定子；21、第二凹槽；211、繞組線圈；22、內(nèi)定子齒；22b、內(nèi)定子齒；23、第二圓孔；24、內(nèi)定子軛部；3、轉(zhuǎn)子；31、外轉(zhuǎn)子齒；32、內(nèi)轉(zhuǎn)子齒；33、轉(zhuǎn)子軛部。

具體實(shí)施方式

以下參考附圖，對(duì)本發(fā)明各實(shí)施例予以進(jìn)一步地詳盡闡述。

請(qǐng)參閱圖1，在一實(shí)施例中，一種無(wú)外殼雙定子開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)100包括：外定子1、內(nèi)定子2及設(shè)置于外、內(nèi)定子1、2之間的轉(zhuǎn)子3。

其中，外定子1的內(nèi)壁沿周向設(shè)有多個(gè)用于容納繞組線圈111的第一凹槽11，第一凹槽11之間的凸起形成外定子齒12。

內(nèi)定子2的外壁沿周向設(shè)有多個(gè)用于容納繞組線圈211的第二凹槽21，第二凹槽21之間的凸起形成內(nèi)定子齒22。

轉(zhuǎn)子3的內(nèi)壁與外壁沿周向均設(shè)有多個(gè)凸起以分別形成內(nèi)轉(zhuǎn)子齒32與外轉(zhuǎn)子齒31。

進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)子3為空心杯式結(jié)構(gòu)，以更好地與外、內(nèi)定子1、2結(jié)合構(gòu)成無(wú)外殼雙定子開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)100。

本實(shí)施例中，通過(guò)設(shè)置兩個(gè)定子：外定子1與內(nèi)定子2，并在外、內(nèi)定子1、2之間設(shè)置轉(zhuǎn)子3，其中，轉(zhuǎn)子3的內(nèi)壁與外壁沿周向均設(shè)有多個(gè)凸起以分別形成內(nèi)轉(zhuǎn)子齒32與外轉(zhuǎn)子齒31，使得在電機(jī)額定參數(shù)不變、內(nèi)外定子1、2及轉(zhuǎn)子3的齒數(shù)不變、電機(jī)相數(shù)不變的情況下，當(dāng)轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)的扭矩輸出由傳統(tǒng)電機(jī)的全部外轉(zhuǎn)子齒承擔(dān)變更為由內(nèi)、外轉(zhuǎn)子齒32、31共同承擔(dān)，進(jìn)而降低了每一個(gè)齒的出力值，即降低了轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。

此外，通過(guò)在內(nèi)外定子1、2之間設(shè)置轉(zhuǎn)子3，使得轉(zhuǎn)子3的外轉(zhuǎn)子齒31向外接觸外定子齒12，轉(zhuǎn)子3的內(nèi)轉(zhuǎn)子齒32向內(nèi)接觸內(nèi)定子齒22，當(dāng)轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子3的外、內(nèi)轉(zhuǎn)子齒31、32的受力方向相反，從而在無(wú)外殼的基礎(chǔ)上又更進(jìn)一步有效地減少了電機(jī)的振動(dòng)與噪聲。

進(jìn)一步地，如圖1所示，外定子齒12的齒數(shù)Ns₁等于內(nèi)定子齒22的齒數(shù)Ns₂。外轉(zhuǎn)子齒31的齒數(shù)Nr₁等于內(nèi)轉(zhuǎn)子齒32的齒數(shù)Nr₂。本實(shí)施例中，Ns₁= Ns₂=12，Nr₁= Nr₂=8。可以理解的是，外、內(nèi)定子齒12、22的齒數(shù)與外、內(nèi)轉(zhuǎn)子齒31、32之間無(wú)必然聯(lián)系，并不對(duì)其進(jìn)行具體的限制。

通過(guò)前述實(shí)施例中外、內(nèi)定子齒12、22的齒數(shù)設(shè)置，使得電機(jī)運(yùn)行中同一相的內(nèi)外繞組線圈111、211通過(guò)外、內(nèi)定子齒12、22產(chǎn)生的磁極方向（即垂直于外、內(nèi)定子齒12、22的方向）相同或相反。磁極方向相同時(shí)，磁力線的通過(guò)的路徑（或磁力線的閉合回路）為：外定子齒12——外轉(zhuǎn)子齒31——轉(zhuǎn)子軛部33——同相相鄰的外轉(zhuǎn)子齒31——同相相鄰的外定子齒12——外定子軛部14——外定子齒31。磁極方向相反時(shí)，磁力線的通過(guò)的路徑（或磁力線的閉合回路）為：外定子齒12——外轉(zhuǎn)子齒31——轉(zhuǎn)子軛部33——內(nèi)轉(zhuǎn)子齒32——內(nèi)定子齒22——內(nèi)定子軛部24——同相相鄰的內(nèi)定子齒22——同相相鄰的內(nèi)轉(zhuǎn)子齒32——轉(zhuǎn)子軛部33——同相相鄰的外轉(zhuǎn)子齒31——同相相鄰的外定子齒12——外定子軛部14——外定子齒12。

如圖1所示，在一實(shí)施例中，相鄰的外轉(zhuǎn)子齒31與內(nèi)轉(zhuǎn)子齒32的中心線之間的夾角θ₂=360°/ Nr₁/2，其中，Nr₁為外轉(zhuǎn)子齒31的齒數(shù)。

進(jìn)一步地，相鄰的外定子齒12與內(nèi)定子齒22的中心線之間的夾角θ₁等于相鄰的外轉(zhuǎn)子齒31與內(nèi)轉(zhuǎn)子齒32的中心線之間的夾角θ₂，以使該相鄰的外定子齒12與內(nèi)定子齒22的磁極方向相同。

也就是說(shuō)，此時(shí)，外轉(zhuǎn)子齒31與外定子齒12的齒部緊密吻合，內(nèi)轉(zhuǎn)子齒32與內(nèi)定子齒22的齒部緊密吻合，從而可以避免因磁極方向相反而造成的齒部磁場(chǎng)飽和。

進(jìn)一步地，如圖1所示，在轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)動(dòng)的某一時(shí)刻，轉(zhuǎn)子3的其中一外轉(zhuǎn)子齒31的中心線與外定子1的其中一外定子齒12a的中心線相互重合，中心線與轉(zhuǎn)子3的其余外轉(zhuǎn)子齒31的中心線分別重合的其余外定子齒12b和中心線與轉(zhuǎn)子3的其余內(nèi)轉(zhuǎn)子齒32的中心線分別重合的其余內(nèi)定子齒22b為同一相。

進(jìn)一步地，如圖1所示，在一實(shí)施例中，外定子1上設(shè)有多個(gè)第一圓孔13，供第一安裝桿插裝于其中，使得在無(wú)外殼雙定子開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)100可以對(duì)外定子1進(jìn)行定位與固定。

優(yōu)選地，外定子軛部14需要增加預(yù)設(shè)厚度，該預(yù)設(shè)厚度不小于外定子齒12寬度的1/2，以保證開(kāi)孔后該外定子軛部14的最薄處的磁通密度足夠。該多個(gè)第一圓孔13開(kāi)設(shè)與該增加了預(yù)設(shè)厚度的外定子軛部14處，以利于無(wú)外殼雙定子開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)100對(duì)外定子1的定位與固定。

同理，內(nèi)定子2上設(shè)有多個(gè)第二圓孔23，供第二安裝桿插裝于其中，使得在無(wú)外殼雙定子開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)100可以對(duì)內(nèi)定子2進(jìn)行定位與固定。

優(yōu)選地，內(nèi)定子軛部24需要增加預(yù)設(shè)厚度，該預(yù)設(shè)厚度的最大值必須保證第二圓孔23的直徑同內(nèi)轉(zhuǎn)子32的直徑與內(nèi)定子32的直徑的差值的1/2的比值不小于20。該多個(gè)第二圓孔23開(kāi)設(shè)于該增加了預(yù)設(shè)厚度的內(nèi)定子軛部24處，以利于無(wú)外殼雙定子開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)100對(duì)內(nèi)定子2的定位與固定。

在前述實(shí)施例中，由于利用設(shè)置于增加了預(yù)設(shè)厚度的軛部處的第一、第二圓孔13、23供第一、第二安裝桿插裝于其中，以對(duì)外、內(nèi)定子1、2進(jìn)行定位與固定的方式，不僅可以很好地保證無(wú)外殼雙定子開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)100中外、內(nèi)定子1、2的同軸度，而且簡(jiǎn)化了加工制造工藝，有利于降低生產(chǎn)成本，有效地避免了傳統(tǒng)的帶機(jī)座的電機(jī)結(jié)構(gòu)無(wú)法很好地保證外、內(nèi)定子的同軸度的問(wèn)題。

在一實(shí)施例中，同一相的外定子1的繞組線圈111的連接方式為串聯(lián)、并聯(lián)、先串聯(lián)再并聯(lián)或者先并聯(lián)再串聯(lián)中的任意一種。同一相的內(nèi)定子2的繞組線圈211的連接方式為串聯(lián)、并聯(lián)、先串聯(lián)再并聯(lián)或者先并聯(lián)再串聯(lián)中的任意一種。

具體地，將每相多個(gè)繞組線圈111、211獨(dú)立地引出電機(jī)，并利用繼電器將繞組線圈111、211與電源連接，通過(guò)控制繼電器的導(dǎo)通與關(guān)斷來(lái)改變繞組線圈111、211的連接方式。

例如，當(dāng)電機(jī)工作在低速重載的條件下，每相的多個(gè)繞組線圈111、211采用串聯(lián)的連接方式工作。當(dāng)電機(jī)工作在中速重載的條件下，每相的多個(gè)繞組線圈111、211采用先串聯(lián)后并聯(lián)（或者先并聯(lián)后串聯(lián)）的連接方式工作。當(dāng)電機(jī)工作在高速重載的條件下，每相的多個(gè)繞組線圈111、211采用并聯(lián)的連接方式工作。

在本實(shí)施例中，通過(guò)外、內(nèi)定子1、2的每相的多個(gè)繞組線圈111、211可以支持多種連接方式，使得電機(jī)可以根據(jù)不同的轉(zhuǎn)速需求靈活地選擇任意的連接方式，進(jìn)而在不改變電機(jī)繞組線圈111、211及電機(jī)結(jié)構(gòu)的情況下，不僅擴(kuò)大了電機(jī)的工作轉(zhuǎn)速，降低了電機(jī)的輸入電流，有效地降低了電機(jī)的電流損耗，提高了電機(jī)的工作效率，同時(shí)還有利于維持電機(jī)的制造、使用、維護(hù)成本等。

在一實(shí)施例中，同一相的外定子1的繞組線圈111與內(nèi)定子2的繞組線圈211之間的連接方式為串聯(lián)，從而有效地避免了繞組線圈111、211因并聯(lián)而導(dǎo)致外、內(nèi)定子1、2相電流不一致所造成的繞組線圈111、211發(fā)熱的問(wèn)題。

上述內(nèi)容，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用于限制本發(fā)明的實(shí)施方案，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的主要構(gòu)思和精神，可以十分方便地進(jìn)行相應(yīng)的變通或修改，故本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。