一種氣隙可調(diào)節(jié)的12/14無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，特別是一種氣隙可調(diào)節(jié)的無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，特別適合于低速、大轉(zhuǎn)矩、軸向空間小的應(yīng)用場(chǎng)合。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子無(wú)永磁體無(wú)線圈，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固耐用，可靠性高，可控性好，因此得到很大發(fā)展，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、家用電器以及通用工業(yè)等。但是，隨著能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題的日益凸顯，傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大、能量轉(zhuǎn)化密度低、噪聲大等問(wèn)題也引起人們的廣泛關(guān)注。隨后產(chǎn)生盤(pán)式軸向磁場(chǎng)的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)不僅結(jié)合普通開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，而且軸向長(zhǎng)度短、體積小、重量輕、功率密度高、散熱性能好、結(jié)構(gòu)多樣化，可以滿足不同的性能需求，具有寬廣的應(yīng)用范圍，因此越來(lái)越受到人們的重視。但是，軸向磁場(chǎng)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)定、轉(zhuǎn)子之間存在軸向的磁拉力，普通軸向磁場(chǎng)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)未能充分利用定、轉(zhuǎn)子之間的軸向磁拉力，從而產(chǎn)生噪聲和熱量。且盤(pán)式開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)優(yōu)于普通開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)很重要的一個(gè)特征是其轉(zhuǎn)子磁路不依賴與轉(zhuǎn)子半徑，只與定、轉(zhuǎn)子齒厚度有關(guān)，這可以允許增大轉(zhuǎn)子磁極數(shù)，從而進(jìn)一步降低振動(dòng)和噪聲。最常見(jiàn)的軸向盤(pán)式開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)是三相的6/4結(jié)構(gòu)軸向磁場(chǎng)盤(pán)式開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī),該結(jié)構(gòu)電機(jī)轉(zhuǎn)子極數(shù)少，未能充分發(fā)揮盤(pán)式電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，且該電機(jī)采用長(zhǎng)磁路結(jié)構(gòu)，功率密度低。眾所周知，氣隙是開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)很重要的參數(shù)，它直接影響電機(jī)的性能。而普通開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)氣隙的選擇受到加工工藝的嚴(yán)重限制，所選的氣隙參數(shù)必須在工藝允許范圍內(nèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有軸向磁場(chǎng)盤(pán)式開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的缺點(diǎn)，提供一種氣隙可調(diào)節(jié)且不依賴于加工工藝要求的12/14無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
[0005]一種氣隙可調(diào)節(jié)的12/14無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，包含轉(zhuǎn)子鐵芯和定子鐵芯，所述轉(zhuǎn)子鐵芯通過(guò)軸8與定子鐵芯連接，所述轉(zhuǎn)子鐵芯包含轉(zhuǎn)子軛6、轉(zhuǎn)子磁極齒7，其中，轉(zhuǎn)子軛6位于底端，轉(zhuǎn)子軛6的上端鑲嵌有均勻分布的14個(gè)轉(zhuǎn)子磁極齒7，所述定子鐵芯包括最上端的定子軛1、鑲嵌在定子軛I下面的4個(gè)定子輔助磁極齒2和8個(gè)定子轉(zhuǎn)矩磁極齒3，所述的定子輔助磁極齒2包括調(diào)節(jié)磁極齒11和緊貼定子輔助磁極齒2內(nèi)側(cè)的永磁體10，定子輔助磁極齒2上繞制有輔助調(diào)節(jié)線圈4，定子轉(zhuǎn)矩磁極齒3上繞制由轉(zhuǎn)矩繞組線圈5，所述定子鐵芯與轉(zhuǎn)子鐵芯之間留有間隙，形成氣隙9。
[0006]作為上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述的永磁體10充磁方向?yàn)檩S向。
[0007]進(jìn)一步地，相鄰兩個(gè)定子輔助磁極齒的永磁體10極性相反。
[0008]進(jìn)一步地，所述的氣隙9寬度小于1mm。
[0009]進(jìn)一步地，所述的輔助調(diào)節(jié)線圈2和轉(zhuǎn)矩繞組線圈5集成設(shè)置。
[0010]進(jìn)一步地，用以形成所述軸8的材料包含電工純鐵、IJ50或40Cr制成。
[0011]進(jìn)一步地，所述4個(gè)定子輔助磁極齒2和8個(gè)定子轉(zhuǎn)矩磁極齒3按照一個(gè)定子輔助磁極齒與兩個(gè)定子轉(zhuǎn)矩磁極齒配合的方式均勻分布在定子軛I下面。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)為:
[0013]1.本發(fā)明充分利用了軸向磁場(chǎng)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)定、轉(zhuǎn)子之間的軸向磁拉力，實(shí)現(xiàn)了無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的軸向懸浮，并且實(shí)現(xiàn)電機(jī)氣隙可調(diào)節(jié)、不依賴于加工工藝要求。
[0014]2.本發(fā)明用永磁體代替部分線圈產(chǎn)生磁拉力，減少了線圈電流和匝數(shù)，從而減少電機(jī)銅耗。
[0015]3.本發(fā)明采用短磁路結(jié)構(gòu)，提高電機(jī)功率密度。本發(fā)明所述電機(jī)充分利用軸向磁場(chǎng)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)定、轉(zhuǎn)子間軸向磁拉力，減小噪聲，縮短了磁通閉合回路，提高電機(jī)功率密度。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的三維立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中定子鐵芯的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例中轉(zhuǎn)子鐵芯俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4為本發(fā)明一實(shí)施例中輔助調(diào)節(jié)線圈磁通路徑的前視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5為本發(fā)明一實(shí)施例中轉(zhuǎn)矩繞組線圈磁通路徑示意圖。
[0021]其中I是定子軛，2是定子輔助磁極齒，3是定子轉(zhuǎn)矩磁極齒，4是輔助調(diào)節(jié)線圈，5是轉(zhuǎn)矩繞組線圈，6是轉(zhuǎn)子軛，7是轉(zhuǎn)子磁極齒，8是軸，9是氣隙，10是永磁體，11是調(diào)節(jié)磁極齒。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更為具體的說(shuō)明。
[0023]實(shí)施例1
[0024]如圖1?5所示，一種氣隙可調(diào)節(jié)的12/14無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，包含轉(zhuǎn)子鐵芯和定子鐵芯，所述轉(zhuǎn)子鐵芯通過(guò)軸8與定子鐵芯連接，所述轉(zhuǎn)子鐵芯包含轉(zhuǎn)子軛6、轉(zhuǎn)子磁極齒7，其中，轉(zhuǎn)子軛6位于底端，轉(zhuǎn)子軛6的上端鑲嵌有均勻分布的14個(gè)轉(zhuǎn)子磁極齒7，所述定子鐵芯包括最上端的定子軛1、鑲嵌在定子軛I下面的4個(gè)定子輔助磁極齒2和8個(gè)定子轉(zhuǎn)矩磁極齒3，所述的定子輔助磁極齒2包括調(diào)節(jié)磁極齒11和緊貼定子輔助磁極齒2內(nèi)側(cè)的永磁體10，定子輔助磁極齒2上繞制有輔助調(diào)節(jié)線圈4，定子轉(zhuǎn)矩磁極齒3上繞制由轉(zhuǎn)矩繞組線圈5，所述定子鐵芯與轉(zhuǎn)子鐵芯之間留有間隙，形成氣隙9。所述的永磁體10充磁方向?yàn)檩S向。相鄰兩個(gè)定子輔助磁極齒的永磁體10極性相反。所述的氣隙9寬度小于1_。所述的輔助調(diào)節(jié)線圈2和轉(zhuǎn)矩繞組線圈5集成設(shè)置。用以形成所述軸8的材料包含電工純鐵、1J50或40Cr制成。所述4個(gè)定子輔助磁極齒2和8個(gè)定子轉(zhuǎn)矩磁極齒3按照一個(gè)定子輔助磁極齒與兩個(gè)定子轉(zhuǎn)矩磁極齒配合的方式均勻分布在定子軛I下面。
[0025]工作時(shí)，將轉(zhuǎn)矩磁極齒Al、A2、A3、A4上的繞組線圈串聯(lián)；轉(zhuǎn)矩磁極齒B1、B2、B3、B4上的繞組線圈串聯(lián)。輔助磁極齒P1、P2、P3、P4上的繞組線圈串聯(lián)。
[0026]氣隙可調(diào)節(jié)的12/14無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)由定子鐵芯、輔助調(diào)節(jié)線圈4、轉(zhuǎn)矩繞組線圈5、轉(zhuǎn)子鐵芯、軸8組成。其中定子鐵芯沿+x、_x、+y和-y放置的4個(gè)定子輔助磁極齒2構(gòu)成氣隙可調(diào)節(jié)12/14無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)α、β兩方向的4個(gè)磁極，它們之間通過(guò)定子軛I連接。每個(gè)定子輔助磁極齒2上繞制有輔助調(diào)節(jié)線圈4，用于調(diào)節(jié)氣隙的大小。定子輔助磁極齒2由永磁體10和調(diào)節(jié)磁極齒11組裝而成，用于減小輔助調(diào)節(jié)線圈4的匝數(shù)和電流，進(jìn)而減少電機(jī)的銅耗。定子鐵芯的8個(gè)定子轉(zhuǎn)矩磁極齒3構(gòu)成氣隙可調(diào)節(jié)的12/14無(wú)軸承開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)Α、Β兩相的8個(gè)磁極，它們之間通過(guò)定子軛I連接，每個(gè)定子轉(zhuǎn)矩磁極齒3上繞制有轉(zhuǎn)矩繞組線圈5，用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。定子鐵芯的上側(cè)為轉(zhuǎn)子鐵芯，定子鐵芯和轉(zhuǎn)子鐵芯之間留有間隙形成空氣隙。此外，定子鐵芯的輔助磁極齒2極