專利名稱：開關磁阻電機轉(zhuǎn)子及其電機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種開關磁阻電機轉(zhuǎn)子，更具體地，涉及一種能夠減小開關磁阻電機的輸出轉(zhuǎn)矩的脈動的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子。還涉及采用上述電機轉(zhuǎn)子的開關磁阻電機。
背景技術：
目前，大部分變頻壓縮機米用永磁同步電機作為其動力部件，而永磁同步電機需要使用安裝有永磁體的轉(zhuǎn)子，但是所采用的永磁體易于受到溫度、電流等外部因素的影響而產(chǎn)生退磁,嚴重時導致永磁體的永久失磁,從而導致永磁同步電機的失效。此外,永磁體價格昂貴，特別是稀土永磁體，因此限制了永磁同步電機的應用范圍。開關磁阻電機由于設計簡單、結(jié)構(gòu)牢固，并且無需采用磁體等優(yōu)點而逐漸被廣泛地使用。開關磁阻電機通常具有雙凸極結(jié)構(gòu)，在定子凸極上繞制有繞組，為電機的旋轉(zhuǎn)提供勵磁。但是，現(xiàn)有技術中的開關磁阻電機在運轉(zhuǎn)過程中由于轉(zhuǎn)子凸極的磁阻變化較大，導致其輸出轉(zhuǎn)矩的脈動較大，由此使得電機運轉(zhuǎn)時的穩(wěn)定性變差、效率降低，電機的應用范圍受到限制。為此，現(xiàn)有技術中需要一種能夠減小輸出轉(zhuǎn)矩的脈動以及提高電機運轉(zhuǎn)過程中的穩(wěn)定性和效率的開關磁阻電機。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種開關磁阻電機轉(zhuǎn)子，其包括轉(zhuǎn)子本體和從轉(zhuǎn)子本體沿徑向方向向外凸出的多個轉(zhuǎn)子凸極。其中，在多個轉(zhuǎn)子凸極中的至少一個中設置有磁阻增大部。根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子的一個實施例，在多個轉(zhuǎn)子凸極中的每一個中均設置有磁阻增大部。根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子的再一個實施例，磁阻增大部設置在轉(zhuǎn)子凸極的端部。 在根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子的另一個實施例中，磁阻增大部設置在轉(zhuǎn)子凸極的沿著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向的后部部分上。根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子的再一個實施例，上述磁阻增大部是隔磁槽。在根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子的又一個實施例中，隔磁槽的徑向尺寸沿著與旋轉(zhuǎn)方向相反的方向逐漸增大。根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子的又一個實施例，隔磁槽從轉(zhuǎn)子凸極的對稱中心線的附近延伸至轉(zhuǎn)子凸極的后側(cè)緣的附近。在根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子的另一個實施例中，隔磁槽的前緣與轉(zhuǎn)子凸極的徑向?qū)ΨQ中心線之間的第一距離在-3mm至5_的范圍內(nèi)，其中，負值表示前緣沿著旋轉(zhuǎn)方向位于徑向?qū)ΨQ中心線的前方。有利地，上述第一距離在-1.5mm至0.5mm的范圍內(nèi)。根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子的再一個實施例，隔磁槽的外緣與轉(zhuǎn)子凸極的頂部邊緣之間的第二距離為Omm至3mm。有利地,該第二距離為0.3mm至0.8mm。[0013]在根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子的還一個實施例中，隔磁槽的后緣與轉(zhuǎn)子凸極的后側(cè)緣之間的第三距離為Omm至3mm。有利地,該第三距離為0.3mm至0.8mm。根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子的又一個實施例，隔磁槽的最小徑向尺寸與上述第二距離之間滿足以下關系:最小徑向尺寸=0.3mm+Kl X第二距離，其中，3 < Kl < 5。有利地，隔磁槽的最小徑向尺寸的范圍為0.3mm至1.2mm。在根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子的另一個實施例中，隔磁槽的最大徑向尺寸與上述第二距離之間滿足以下關系:最大徑向尺寸=1.5mm+K2X第二距離，其中，5彡K2彡8。有利地，隔磁槽的最大徑向尺寸的范圍為3mm至5.2mm。根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子的還一個實施例，磁阻增大部為設置在轉(zhuǎn)子凸極中的每一個的端部的凹部。在根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子的另一個實施例中，凹部從轉(zhuǎn)子凸極的后側(cè)緣延伸至轉(zhuǎn)子凸極的對稱中心線的附近。根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子的再一個實施例，凹部從轉(zhuǎn)子凸極的后側(cè)緣延伸至轉(zhuǎn)子凸極的對稱中心線。在根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子的還一個實施例中，在凹部的延伸至對稱中心線的附近的端部處形成臺階部，臺階部的高度為0_至5_。有利地，臺階部的高度為2mm 至 3.5mm。根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子的再一個實施例，轉(zhuǎn)子凸極的位于臺階部的后方的第二外緣為圓弧形。在根據(jù)本實用新型的開 關磁阻電機轉(zhuǎn)子的還一個實施例中，凹部的徑向尺寸沿著與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向逐漸增大。根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子的又一個實施例，其中，在多個轉(zhuǎn)子凸極中的至少一個中設置有自扣部。在根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子的另一個實施例中，在多個轉(zhuǎn)子凸極中的每一個中均設置有自扣部。根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子的再一個實施例，自扣部設置在轉(zhuǎn)子凸極的沿電機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向的后部部分上。在根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子的還一個實施例中，在任意相鄰的兩個轉(zhuǎn)子凸極的外緣之間設置有阻隔橋。根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子的又一個實施例，阻隔橋的外緣與轉(zhuǎn)子凸極的外緣形成轉(zhuǎn)子的大致圓形的外周緣。根據(jù)本實用新型的另一個方面，提供一種開關磁阻電機，其包括定子和轉(zhuǎn)子。定子包括定子基部和從定子基部朝向定子的中心凸出的多個定子凸極，在多個定子凸極中的每一個的外周上繞制有繞組。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)地設置在定子的內(nèi)腔中。其中，轉(zhuǎn)子是如上所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子。在根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機的一個實施例中，定子包括18個定子凸極。根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機的另一個實施例，轉(zhuǎn)子包括12個轉(zhuǎn)子凸極。根據(jù)本實用新型的在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子凸極上設置有隔磁槽的開關磁阻電機在工作過程中的輸出轉(zhuǎn)矩的脈動減小，由此提高了電機的效率。
通過以下參照附圖提供的對具體實施方式
的描述，將能夠更加清楚地理解本實用新型的進一步的特征和優(yōu)點，在附圖中:圖1是示出現(xiàn)有技術中的開關磁阻電機的總體結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2a_2c是示出圖1中的開關磁阻電機的轉(zhuǎn)子凸極相對于定子凸極處于不同位置的放大的示意圖；圖3是根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機的第一實施例的示意圖；圖4是示出圖3中的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子的局部放大圖；圖5是示出圖3中的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子上的隔磁槽的結(jié)構(gòu)的局部放大圖；圖6是根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子的第二實施例的示意圖；圖7是根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子的第三實施例的示意圖；圖8是圖7中示出的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子的局部放大圖；以及圖9是根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子的第四實施例的示意圖。
具體實施方式
下面參照附圖對本實用新型示例性實施例進行詳細描述。對示例性實施例的描述僅僅是出于示范目的，而絕不是對本實用新型及其應用或用法的限制。以下參照圖1簡要地說明開關磁阻電機10的組成結(jié)構(gòu)和工作原理。開關磁阻電機10包括定子20和旋轉(zhuǎn)地設置在定子20的內(nèi)腔中的轉(zhuǎn)子40，定子20包括從其基部22朝向定子20的中心凸出的多個定子凸極24，定子繞組26圍繞定子凸極24的外周繞制。轉(zhuǎn)子40包括轉(zhuǎn)子本體42和從轉(zhuǎn)子本體42沿徑向方向向外凸出的轉(zhuǎn)子凸極44。轉(zhuǎn)子凸極44的端部與定子凸極24的相對的端部之間具有一定的間隙，由此使得轉(zhuǎn)子40能夠在定子20的內(nèi)腔中自由地旋轉(zhuǎn)。定子基部22和定子凸極24以及轉(zhuǎn)子本體42和轉(zhuǎn)子凸極44均通過導磁性能良好的材料制成。當繞制在每個定子凸極24周圍的定子繞組26被按照一定的時序供給電流時，將產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)子40旋轉(zhuǎn)的磁場。如上所述的開關磁阻電機10的工作原理是磁通總是沿磁導率最大的路徑閉合。根據(jù)上述原理，對于開關磁阻電機10的轉(zhuǎn)子40中的每組成對的轉(zhuǎn)子凸極44，通過給沿轉(zhuǎn)子40的旋轉(zhuǎn)方向A位于成對的轉(zhuǎn)子凸極44的前方且與其距離最近的成對的定子凸極24上的繞組26供給電流，使繞組26產(chǎn)生磁場。比如，如圖1所示，對于成對的轉(zhuǎn)子凸極44-1和44-2，分別為沿旋轉(zhuǎn)方向A位于其前方的相應的成對的定子凸極24-1和24-2上的繞組26-1和26-2供給電流，則在定子凸極24-1和24_2上產(chǎn)生的磁場沿著轉(zhuǎn)子凸極44_1、轉(zhuǎn)子本體42、轉(zhuǎn)子凸極44-2以及定子基部22形成閉合路徑。由于磁通傾向于沿著磁導率最大的路徑傳播，因此，轉(zhuǎn)子凸極44-1和44-2在磁力的作用下分別朝向與定子凸極24-1和24_2距離更近的位置運動，從而形成磁導率更大的閉合路徑，由此使得轉(zhuǎn)子40沿旋轉(zhuǎn)方向A旋轉(zhuǎn)。當轉(zhuǎn)子凸極44-1和44-2分別與定子凸極24-1和24_2沿徑向方向?qū)蕰r,使定子凸極24-1和24-2上的繞組26-1和26_2切斷電流，并使得沿旋轉(zhuǎn)方向A位于定子凸極24_1和24-2后方的另一組定子凸極上的繞組26接通電流，由此為轉(zhuǎn)子40連續(xù)地提供使其旋轉(zhuǎn)的電磁力。通過相應的開關 元件按照一定的順序控制成對的定子凸極24上的繞組26的電流接通狀態(tài)，從而為轉(zhuǎn)子40提供使其持續(xù)旋轉(zhuǎn)的磁場。由此可見，開關磁阻電機10是利用磁阻變化產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩進行工作的，但由于其磁阻變化較大，因此導致轉(zhuǎn)矩輸出的脈動較大。當開關磁阻電機10的轉(zhuǎn)子凸極44從其沿旋轉(zhuǎn)方向A的前部側(cè)緣與相應的定子凸極24的沿旋轉(zhuǎn)方向A的后部側(cè)緣對準的位置運動至該轉(zhuǎn)子凸極44的對稱中心線OB與相應的定子凸極24的后部側(cè)緣對準的位置時，為轉(zhuǎn)子凸極44的電感增大區(qū)域，此時的電感產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。如圖2a和2b所示，以轉(zhuǎn)子凸極44-1和定子凸極24-1為例，上述運動過程即為從如圖2a所示的轉(zhuǎn)子凸極44-1的位置運動至如圖2b所示的轉(zhuǎn)子凸極44-1的位置，在此過程中產(chǎn)生的電感能夠產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，這在開關磁阻電機10的運轉(zhuǎn)過程中是所期望的。而當轉(zhuǎn)子凸極44繼續(xù)向前運動時，即從轉(zhuǎn)子凸極44的對稱中心線OB與相應的定子凸極24的后側(cè)緣大致對齊的位置運動至轉(zhuǎn)子凸極44的對稱中心線OB與定子凸極24的對稱中心線OB大致對齊時，為電感減小區(qū)域，此時的電感將產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩。如圖2b和2c所示，上述過程即為從如圖2b所示的轉(zhuǎn)子凸極44-1的位置運動至如圖2c所示的轉(zhuǎn)子凸極44-1的位置，在此過程中產(chǎn)生的電感則會產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，這對于開關磁阻電機10的運轉(zhuǎn)是不利的?？梢酝ㄟ^開關控制器對相應的定子凸極44上的繞組26進行斷電控制，從而避免產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩。但是，由于存在電感，導致電流控制存在滯后，因此影響了轉(zhuǎn)矩的輸出并且導致轉(zhuǎn)矩輸出的脈動增大。如上所述，在開關磁阻電機10的運轉(zhuǎn)過程中，所期望的是輸出轉(zhuǎn)矩的脈動越小越好，也就是產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩的電感越小越好。而在電感減小區(qū)域減小旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子凸極44上的電感的有效方法是增大轉(zhuǎn)子凸極44的磁阻。也就是說，為了減小轉(zhuǎn)子凸極44沿旋轉(zhuǎn)方向A運動通過電感減小區(qū)域時的電感，需要適當?shù)卦龃筠D(zhuǎn)子凸極44的沿旋轉(zhuǎn)方向A的后部部分的磁阻。如圖3所示，在根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機10中，在多個轉(zhuǎn)子凸極44中的至少一個中設置有隔磁槽46，有利地，在多個轉(zhuǎn)子凸極44中的每一個中均設置有隔磁槽46。進一步地，隔磁槽46形成在轉(zhuǎn)子凸極44的沿轉(zhuǎn)子40的旋轉(zhuǎn)方向A的后部部分上，在每個轉(zhuǎn)子凸極44上的隔磁槽46的數(shù)量可以根據(jù)設計需要設置一個或者更多個。隔磁槽46可以為中空空間或填充有磁阻相對較大的物質(zhì)，使得隔磁槽46處的磁阻遠大于轉(zhuǎn)子凸極44的其他位置處的磁阻，由此可以將隔磁槽46稱為磁阻增大部。在此需要說明的是，沿著開關磁阻電機10的轉(zhuǎn)子40的旋轉(zhuǎn)方向`A，將與旋轉(zhuǎn)方向A相同的方位稱為前方或前部，將與旋轉(zhuǎn)方向A相反的方位稱為后方或后部。如在作為圖3中的開關磁阻電機10的局部放大圖的圖4中所示，隔磁槽46設置在轉(zhuǎn)子凸極44的沿旋轉(zhuǎn)方向A位于對稱中心線OB的后部的部分上。有利地，隔磁槽46設置在轉(zhuǎn)子凸極44的沿轉(zhuǎn)子40的徑向方向的端部，也就是說，隔磁槽46設置在轉(zhuǎn)子凸極44的徑向端部。進一步地，隔磁槽46的尺寸沿著轉(zhuǎn)子40的旋轉(zhuǎn)方向A逐漸變小，從而使得轉(zhuǎn)子凸極44的磁阻沿著與轉(zhuǎn)子40的旋轉(zhuǎn)方向A相反的方向逐漸增大，由此使得轉(zhuǎn)子凸極44在旋轉(zhuǎn)時在電感減小區(qū)域中的電感相應地減小。也就是說，上述隔磁槽46由此能夠使得轉(zhuǎn)子凸極44在從如圖2b中所示的轉(zhuǎn)子凸極44-1的位置運動至如圖2c中所示的轉(zhuǎn)子凸極44-1的位置時的電感減小，由此減小由電感所引起的制動轉(zhuǎn)矩。根據(jù)本實用新型的在轉(zhuǎn)子40的轉(zhuǎn)子凸極44上設置有隔磁槽46的開關磁阻電機10在工作過程中其輸出轉(zhuǎn)矩的脈動減小，而且提高了電機的效率。進一步地，在定子凸極44中設置有自扣部48，自扣部48設置在定子凸極44的沿旋轉(zhuǎn)方向A的后部部分中。可以在多個定子凸極44中的至少一個上設置自扣部48，有利地，在多個定子凸極44中的每一個上均設置自扣部48。形成轉(zhuǎn)子40的疊片通過自扣部48鉚接在一起，自扣部48可以形成為正方形、矩形、圓形或其他合適的形狀，其可以通過在每個疊片上沖壓相應的材料形成，沖壓出的材料可以用于使各個疊片固定地鉚接在一起。由于在自扣部48形成了磁阻較大的斷裂部分或形成了不包含導磁材料的空間，因此使得定子凸極44的后部部分的磁阻進一步地增大。因此，能夠進一步地減小定子凸極44旋轉(zhuǎn)通過電感減小區(qū)域時所產(chǎn)生的電感，從而進一步減小由電感所引起的制動轉(zhuǎn)矩，由此可以進一步減小開關磁阻電機10的輸出轉(zhuǎn)矩的脈動。以下說明隔磁槽46的具體的尺寸特征。如圖5所示，隔磁槽46沿著旋轉(zhuǎn)方向A設置在轉(zhuǎn)子凸極44的后部部分上，有利地，隔磁槽46的大部分沿著旋轉(zhuǎn)方向A位于對稱中心線OB的后方。其中，轉(zhuǎn)子凸極44的旋轉(zhuǎn)方向A為從右向左，即在圖中沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)。從圖5中可以看出，隔磁槽46從轉(zhuǎn)子凸極44的對稱中心線OB的附近延伸至轉(zhuǎn)子凸極44的后側(cè)緣441的附近，并且其沿著轉(zhuǎn)子40的徑向方向的尺寸沿著從左至右的方向逐漸變大，也就是說，隔磁槽46的徑向尺寸沿著與轉(zhuǎn)子凸極44的旋轉(zhuǎn)方向A相反的方向逐漸增大。隔磁槽46的靠近轉(zhuǎn)子凸極44的對稱中心線OB的前緣46-1與對稱中心線OB的第一距離Wl的尺寸范圍為-3mm至5mm，也就是說，隔磁槽46的靠近轉(zhuǎn)子凸極44的對稱中心線OB的前緣46-1可以位于對稱中心線OB的左側(cè)3mm處至右側(cè)5mm處的范圍內(nèi)。有利地，上述第一距離Wl的范圍為-1.5mm至0.5mm。進一步地，隔磁槽46的靠近轉(zhuǎn)子凸極44的頂部邊緣442的外緣46-2與頂部邊緣442之間的第二距離W2的尺寸范圍為Omm至3mm，S卩，隔磁槽46可以直接設置在轉(zhuǎn)子凸極44的頂部，使得隔磁槽46通過轉(zhuǎn)子凸極44的頂部直接暴露于外部；或者，隔磁槽46也可以設置在轉(zhuǎn)子凸極44的內(nèi)部，即隔磁槽46的外緣46-2與轉(zhuǎn)子凸極44的頂部邊緣442之間具有3mm以內(nèi)但大于Omm的間距。有利地，上述第二距離W2的范圍為0.3mm至0.8mm。此外，隔磁槽46的靠近轉(zhuǎn)子凸極44的后側(cè)緣441的后緣46-3與轉(zhuǎn)子凸極44的后側(cè)緣441之間的第三距離W3的尺寸范圍為Omm至3mm，S卩，隔磁槽46可以直接設置在轉(zhuǎn)子凸極44的右側(cè)部，使得隔磁槽46通過轉(zhuǎn)子凸極44的右側(cè)部直接暴露于外部；另外，隔磁槽46 也可以設置在轉(zhuǎn)子凸極44的內(nèi)部，即隔磁槽46的后緣46-3與轉(zhuǎn)子凸極44的后側(cè)緣441之間具有3mm以內(nèi)但大于Omm的間距。有利地，上述第三距離W3的范圍為0.3mm至0.8_。在根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機的轉(zhuǎn)子40中，隔磁槽46沿著轉(zhuǎn)子40的徑向方向的尺寸，即隔磁槽46的徑向尺寸，沿著與轉(zhuǎn)子40的旋轉(zhuǎn)方向A相反的方向逐漸增大。隔磁槽46的沿轉(zhuǎn)子40的旋轉(zhuǎn)方向A的最前側(cè)端部具有最小徑向尺寸H1，其與如上所述的第二距離W2具有以下關系:最小徑向尺寸Hl=0.3mm+KlX第二距離W2，其中，Kl為常數(shù)，其取值范圍為3至5，即3 < Kl < 5。另外，隔磁槽46的沿轉(zhuǎn)子40的旋轉(zhuǎn)方向A的最后側(cè)端部具有最大徑向尺寸H2，其與如上所述的第二距離W2具有以下關系:最大徑向尺寸H2=0.3mm+K2X第二距離W2，其中，K2為常數(shù)，其取值范圍為5至8，即5 < K2 < 8。有利地，隔磁槽46的最小徑向尺寸Hl為0.3mm至1.2mm,隔磁槽46的最大徑向尺寸H2為3mm至5.2mm。具有如上尺寸的隔磁槽46不僅能夠使的轉(zhuǎn)子凸極44的沿旋轉(zhuǎn)方向A的后部部分具有逐漸增大的足夠的磁阻，而且能夠確保轉(zhuǎn)子凸極44的強度要求。在轉(zhuǎn)子凸極44上設置隔磁槽46可以增大轉(zhuǎn)子凸極44的磁阻，從而減小轉(zhuǎn)子凸極44在旋轉(zhuǎn)上所產(chǎn)生的電感，由此能夠在開關磁阻電機10的開關控制器換向時迅速關斷電流，從而有利于減小換向時的滯后電流所產(chǎn)生的制動轉(zhuǎn)矩。另外，由于隔磁槽46沿著轉(zhuǎn)子40的旋轉(zhuǎn)方向A設置在轉(zhuǎn)子凸極44的后部部分上，因此其沒有影響到轉(zhuǎn)子凸極44的產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的部分處的磁導性能，即，在轉(zhuǎn)子凸極44的沿旋轉(zhuǎn)方向A的前部部分上沒有隔磁槽，因此有利于提高轉(zhuǎn)子凸極44磁導性能，便于產(chǎn)生使轉(zhuǎn)子40旋轉(zhuǎn)的較大的磁力。如上所述，根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機10在其轉(zhuǎn)子凸極44旋轉(zhuǎn)經(jīng)過電感增大區(qū)域時能夠產(chǎn)生更大的電感，從而產(chǎn)生更大的輸出轉(zhuǎn)矩，而在轉(zhuǎn)子凸極44旋轉(zhuǎn)經(jīng)過電感減小區(qū)域時能夠迅速地減小電感，從而減小由電感所產(chǎn)生的制動轉(zhuǎn)矩，使得開關磁阻電機10輸出轉(zhuǎn)矩的脈動減小，并且效率得以提聞。進一步地，根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機10的轉(zhuǎn)子40的另一個實施例，可以在轉(zhuǎn)子凸極44之間設置阻隔橋62，如圖6所示，在每相鄰的兩個轉(zhuǎn)子凸極44之間設置阻隔橋62。阻隔橋62設置在位于相鄰的轉(zhuǎn)子凸極44之間的空間的最外側(cè)，使得轉(zhuǎn)子凸極44的外側(cè)邊緣與阻隔橋62的外緣構(gòu)成轉(zhuǎn)子40的外周緣。也就是說，轉(zhuǎn)子凸極44的外側(cè)邊緣與阻隔橋62的外緣共同形成完整的圓形，即為轉(zhuǎn)子40的外周緣。同樣，可以在轉(zhuǎn)子凸極44的沿旋轉(zhuǎn)方向A的后部部分上設置如上所述的隔磁槽46。當然，轉(zhuǎn)子凸極44上也可以設置如上所述的自扣部48。根據(jù)本實施例的隔磁槽46和自扣部48與根據(jù)在前所述實施例中的隔磁槽和自扣部的結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同，在此不作詳細說明。如此設置的阻隔橋62能夠在轉(zhuǎn)子40的旋轉(zhuǎn)過程中減小空氣阻力，從而減小空氣磨損，同時還降低了由于風阻所產(chǎn)生的噪音。因此，根據(jù)本實用新型的該實施例的開關磁阻電機10的效率得到進一步的提高。在根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機10的轉(zhuǎn)子40的再一個實施例中，如圖7所示，使轉(zhuǎn)子凸極44的端部形成為臺階狀。從圖7中可以看出，在轉(zhuǎn)子凸極44的沿旋轉(zhuǎn)方向A的后部部分上形成有凹部64，由此使得轉(zhuǎn)子凸極44的端部形成為臺階狀。凹部64可以通過使轉(zhuǎn)子凸極44的沿旋轉(zhuǎn)方向A位于其對稱中心線OB的后方的第二外緣446具有比轉(zhuǎn)子凸極44位于前方的第一外緣445的半徑更小的半徑的弧形形成，由此形成臺階狀的轉(zhuǎn)子凸極44，并且在第一外緣445與第二外緣446之間形成臺階部447。也就是說，多個轉(zhuǎn)子凸極44的第一外緣445形成的圓形的半徑大于多個轉(zhuǎn)子凸極44的第二外緣446所形成的圓形的半徑，其中，多個轉(zhuǎn)子凸極 44的第一外緣445所形成的圓形與多個轉(zhuǎn)子凸極44的第二外緣446所形成的圓形為同心圓，并且與轉(zhuǎn)子本體42具有同一個圓心。有利地，臺階部447沿著轉(zhuǎn)子凸極44的對稱中心線形成。當然，轉(zhuǎn)子凸極44的第一外緣445和/或轉(zhuǎn)子凸極44的第二外緣446可以為直線形，或者可以為具有不同圓心的弧形，也可以其中之一為圓弧形。有利地，凹部64的在轉(zhuǎn)子40的徑向方向上的尺寸沿著與旋轉(zhuǎn)方向A相反的方向逐漸增大，也就說，凹部64的徑向尺寸沿著旋轉(zhuǎn)方向A逐漸減小，這有利于使得轉(zhuǎn)子凸極44的磁阻沿著與旋轉(zhuǎn)方向A相反的方向逐漸增大。如圖8所示，轉(zhuǎn)子凸極44的臺階部447的高度W4的尺寸范圍為Omm至5mm,也就是說，當?shù)谝煌饩?45和第二外緣446為同心圓弧時,轉(zhuǎn)子凸極44的第一外緣445的圓弧半徑比第二外緣446的圓弧半徑大Omm至5mm,即轉(zhuǎn)子凸極44的第一外緣445可以與第二外緣446為具有相同半徑的弧形外緣，或者轉(zhuǎn)子凸極44的第一外緣445的圓弧半徑比第二外緣446的圓弧半徑大至多5mm但大于0mm。有利地，臺階部447的高度W4的范圍為2mm至3.5mm。凹部64可以形成為楔形、凸狀弧形、凹狀弧形以及類似形狀。在根據(jù)本實用新型的該實施例中，如圖7和圖8所示，可以在轉(zhuǎn)子凸極44上設置自扣部48，形成轉(zhuǎn)子本體42和轉(zhuǎn)子凸極44的疊片通過自扣部48鉚接在一起，從而形成完整的轉(zhuǎn)子40。當然，也可以在轉(zhuǎn)子凸極44的后部部分上形成如上所述的隔磁槽46。通過形成在轉(zhuǎn)子凸極44的端部上的凹部64可以增加轉(zhuǎn)子凸極44的磁阻，從而減小轉(zhuǎn)子40旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生在轉(zhuǎn)子凸極44上的電感，由此能夠在開關磁阻電機10的開關控制器換向時迅速關斷相應的定子凸極24上的繞組26的電流的情況下，使轉(zhuǎn)子凸極44中的電感迅速減小，從而減小由電感所產(chǎn)生的制動轉(zhuǎn)矩。通過這種結(jié)構(gòu)能夠減小開關磁阻電機10的輸出轉(zhuǎn)矩的脈動，并因此提高了電機的效率。同樣，通過在轉(zhuǎn)子凸極44上設置隔磁槽46和/或自扣部48，能夠進一步減小開關磁阻電機10的輸出轉(zhuǎn)矩的脈動以及提高其效率。進一步地，如圖9所示，也可以在任意相鄰的兩個轉(zhuǎn)子凸極44之間設置阻隔橋62。阻隔橋62的結(jié)構(gòu)和功能與參照圖6所述的實施例相同，在此不做贅述。雖然參照示例性實施方式對本實用新型進行了描述，但是應當理解，本實用新型并不局限于文中詳細描述和示出的具體實施方式
，在不偏離權(quán)利要求書所限定的范圍的情況下，本領域技術人員可以對所述示例性實施方式做出各種改變。
權(quán)利要求1.一種開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，包括: 轉(zhuǎn)子本體(42);和 多個轉(zhuǎn)子凸極(44)，所述多個轉(zhuǎn)子凸極(44)從所述轉(zhuǎn)子本體(42)沿徑向方向向外凸出， 其中，在所述多個轉(zhuǎn)子凸極(44)中的至少一個中設置有磁阻增大部(46、64)。
2.如權(quán)利要求1所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，在所述多個轉(zhuǎn)子凸極(44)中的每一個中均設置有所述磁阻增大部(46、64 )。
3.如權(quán)利要求1所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，所述磁阻增大部(46、64)設置在所述轉(zhuǎn)子凸極(44)的端部。
4.如權(quán)利要求1所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，所述磁阻增大部(46、64)設置在所述轉(zhuǎn)子凸極(44)的沿著所述轉(zhuǎn)子(40)的旋轉(zhuǎn)方向(A)的后部部分上。
5.如權(quán)利要求1-4中的任一項所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，所述磁阻增大部(46、64)是隔磁槽(46)。
6.如權(quán)利要求5所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，所述隔磁槽(46)的徑向尺寸沿著與所述旋轉(zhuǎn)方向(A)相反的方向逐漸增大。
7.如權(quán)利要求5所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，所述隔磁槽(46)從所述轉(zhuǎn)子凸極(44)的對稱中心線(OB)的附近延伸至所述轉(zhuǎn)子凸極(44)的后側(cè)緣(441)的附近。
8.如權(quán)利要求 7所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，所述隔磁槽(46)的前緣(46-1)與所述轉(zhuǎn)子凸極(44)的徑向?qū)ΨQ中心線(OB)之間的第一距離(Wl)在-3mm至5mm的范圍內(nèi)，其中，負值表示所述前緣(46-1)沿著所述旋轉(zhuǎn)方向(A)位于所述徑向?qū)ΨQ中心線(OB)的前方。
9.如權(quán)利要求8所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，所述第一距離(Wl)在-1.5mm至0.5mm的范圍內(nèi)。
10.如權(quán)利要求7所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，所述隔磁槽(46)的外緣(46-2)與所述轉(zhuǎn)子凸極(44)的頂部邊緣(442)之間的第二距離(W2)為Omm至3mm。
11.如權(quán)利要求10所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，所述第二距離(W2)為0.3mm至 0.8mm。
12.如權(quán)利要求7所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，所述隔磁槽(46)的后緣(46-3)與所述轉(zhuǎn)子凸極(44)的后側(cè)緣(441)之間的第三距離(W3)為Omm至3mm。
13.如權(quán)利要求12所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，所述第三距離(W3)為0.3mm至 0.8mm。
14.如權(quán)利要求10所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，所述隔磁槽(46)的最小徑向尺寸(Hl)與所述第二距離(W2)之間滿足以下關系: 最小徑向尺寸(Hl)=0.3mm+Kl X第二距離(W2)， 其中，3彡Kl ( 5。
15.如權(quán)利要求14所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，所述隔磁槽(46)的最小徑向尺寸(Hl)的范圍為0.3mm至1.2_。
16.如權(quán)利要求10所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，所述隔磁槽(46)的最大徑向尺寸(H2)與所述第二距離(W2)之間滿足以下關系:最大徑向尺寸(H2)=l.5mm+K2X第二距離(W2)， 其中，5彡K2 ( 8。
17.如權(quán)利要求16所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，所述隔磁槽(46)的最大徑向尺寸(H2)的范圍為3mm至5.2mm。
18.如權(quán)利要求1所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，所述磁阻增大部(46、64)為設置在所述轉(zhuǎn)子凸極(44)中的每一個的端部的凹部(64)。
19.如權(quán)利要求18所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，所述凹部(64)從所述轉(zhuǎn)子凸極(44)的后側(cè)緣(441)延伸至所述轉(zhuǎn)子凸極(44)的對稱中心線(OB)的附近。
20.如權(quán)利要求19所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，所述凹部(64)從所述轉(zhuǎn)子凸極(44)的所述后側(cè)緣(441)延伸至所述轉(zhuǎn)子凸極(44)的所述對稱中心線(0B)。
21.如權(quán)利要求19所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，在所述凹部(64)的延伸至所述對稱中心線(OB)的附近的端部處形成臺階部(447)，所述臺階部(447)的高度(W4)為Omm至 Smnin
22.如權(quán)利要求21所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，所述臺階部(447)的高度(W4)為 2mm 至 3.5臟。
23.如權(quán)利要求21所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，所述轉(zhuǎn)子凸極(44)的位于所述臺階部(447)的后方的第二外緣(446)為圓弧形。
24.如權(quán)利要求19所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，所述凹部(64)的徑向尺寸沿著與所述轉(zhuǎn)子(40)的旋轉(zhuǎn)方向(A)相反的方向逐漸增大?！?br> 25.如權(quán)利要求5所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，在所述多個轉(zhuǎn)子凸極(44)中的至少一個中設置有自扣部(48)。
26.如權(quán)利要求25所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，在所述多個轉(zhuǎn)子凸極(44)中的每一個中均設置有自扣部(48)。
27.如權(quán)利要求25所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，所述自扣部(48)設置在所述轉(zhuǎn)子凸極(44)的沿所述電機轉(zhuǎn)子(40)的旋轉(zhuǎn)方向(A)的后部部分上。
28.如權(quán)利要求18-24中的任一項所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，在所述多個轉(zhuǎn)子凸極(44)中的至少一個中設置有自扣部(48)。
29.如權(quán)利要求5所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，在任意相鄰的兩個所述轉(zhuǎn)子凸極(44)的外緣之間設置有阻隔橋(62)。
30.如權(quán)利要求29所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，所述阻隔橋(62)的外緣與所述轉(zhuǎn)子凸極(44)的外緣形成所述轉(zhuǎn)子(40)的大致圓形的外周緣。
31.如權(quán)利要求18-24中的任一項所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，在任意相鄰的兩個所述轉(zhuǎn)子凸極(44)的外緣之間設置有阻隔橋(62)。
32.如權(quán)利要求25所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，在任意相鄰的兩個所述轉(zhuǎn)子凸極(44)的外緣之間設置有阻隔橋(62)。
33.如權(quán)利要求28所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)，其中，在任意相鄰的兩個所述轉(zhuǎn)子凸極(44)的外緣之間設置有阻隔橋(62)。
34.—種開關磁阻電機(10),包括: 定子(20 )，所述定子(20 )包括定子基部(22 )和從所述定子基部朝向所述定子(20 )的中心凸出的多個定子凸極(24)，在所述多個定子凸極(24)中的每一個的外周上繞制有繞組(26);和 轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)地設置在所述定子(20)的內(nèi)腔中， 其中，所述轉(zhuǎn)子是如權(quán)利要求1-33中的任一項所述的開關磁阻電機轉(zhuǎn)子(40)。
35.如權(quán)利要求34所述的開關磁阻電機(10)，其中，所述定子(20)包括18個所述定子凸極(24)。
36.如權(quán)利要求34或35所述的開關磁阻電機(10)，其中，所述轉(zhuǎn)子(40)包括12個轉(zhuǎn)子 凸極(44)。
專利摘要本實用新型涉及一種開關磁阻電機轉(zhuǎn)子，其包括轉(zhuǎn)子本體和從轉(zhuǎn)子本體沿徑向方向向外凸出的多個轉(zhuǎn)子凸極。其中，在多個轉(zhuǎn)子凸極中的至少一個中設置有磁阻增大部。還涉及一種包括這種電機轉(zhuǎn)子的開關磁阻電機。根據(jù)本實用新型的開關磁阻電機能夠減小輸出轉(zhuǎn)矩的脈動、并且提高電機運轉(zhuǎn)過程中的穩(wěn)定性和效率。
文檔編號H02K1/14GK203151246SQ201320072100
公開日2013年8月21日 申請日期2013年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月7日
發(fā)明者巫存 申請人:艾默生環(huán)境優(yōu)化技術(蘇州)有限公司