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专利号: 2023101366086
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种短磁路轴径向混合磁通开关磁阻电机,其特征在于:包括转子、径向定子、径向定子励磁绕组、轴向定子、轴向定子励磁绕组;

所述径向定子励磁绕组安装在径向定子的每个齿极上,所述轴向定子励磁绕组安装在轴向定子的每个齿极上;

在所述转子的两侧各安装一个轴向定子,所述径向定子套装在转子上,所述径向定子与转子之间以及轴向定子与转子之间均设有相同的气隙;

电机具有两种磁通路径:一是径向定子与转子成径向磁通路径;另一个是轴向定子与转子形成轴向磁通路径,以此构成轴径向混合磁通开关磁阻电机;

所述转子由多个U型分块转子和不导磁的转子套组成,所述多个U型分块转子沿圆周方向均匀的嵌入在转子套中;

所述U型分块转子由转子轭部、转子齿极和转子极靴组成;

所述转子齿极对称布置在转子轭部两侧,在所述转子齿极两侧设有转子极靴;

所述径向定子位于转子轭部的外侧,所述轴向定子位于转子齿极的外侧;

所述转子、径向定子与轴向定子均采用硅钢片叠制,其中,径向定子采用径向硅钢片叠压制成,轴向定子采用轴向硅钢片叠压而成,且尺寸大小分别相同;

所述轴向定子中相邻齿极缠绕的励磁绕组为同一相,与转子形成一种短磁通路径;

所述径向定子中相邻齿极缠绕的励磁绕组为同一相,与转子形成一种短磁通路径;

在轴向定子中,轴向相对位置的励磁线圈与径向垂直方向的励磁线圈串联,形成一相,与在径向定子中同一侧方向的径向定子励磁线圈并联,形成同一相。

2.根据权利要求1所述的一种短磁路轴径向混合磁通开关磁阻电机,其特征在于:所述轴向定子中相邻两个齿极之间的槽为平行槽结构;

所述U型分块转子中两个齿极之间的槽为平行槽结构。

3.根据权利要求1所述的一种短磁路轴径向混合磁通开关磁阻电机,其特征在于:所述径向定子由径向定子齿极、径向定子极靴、径向定子轭部组成;

多个径向定子齿极沿着圆周方向均布在径向定子轭部内侧,在所述径向定子齿极两侧设有径向定子极靴。

4.根据权利要求1所述的一种短磁路轴径向混合磁通开关磁阻电机,其特征在于:所述轴向定子由轴向定子齿极、轴向定子极靴、轴向定子轭部组成;

多个轴向定子齿极沿着圆周方向均布在轴向定子轭部外侧,在所述轴向定子齿极两侧设有轴向定子极靴。

5.一种基于权利要求1‑4任一所述的短磁路轴径向混合磁通开关磁阻电机控制方法,其特征在于:该方法包括:对同一相绕组通电激励,同一侧相对的轴向定子励磁绕组极性相反,径向定子励磁绕组的极性与轴向定子绕组的一侧相同;

针对不同工况,相应的选择径向定子绕组单独励磁工作模式、轴向定子绕组单独励磁工作模式、轴径向定子绕组励磁工作模式;

当电机工作在径向定子绕组单独励磁工作模式时,此时只有径向定子工作;在此工作模式下,控制与径向定子绕组相关功率开关器件的通断,与轴向定子绕组相关的功率开关器件则一直处于关闭状态;

当电机工作在轴向定子绕组单独励磁工作模式时,此时只有轴向定子工作;在此工作模式下,控制与轴向定子绕组相关功率开关器件的通断,与径向定子绕组相关的功率开关器件则一直处于关闭状态;

当电机工作在轴径向定子绕组励磁工作模式时,此时对电机轴径向定子绕组同时励磁,电机的轴向定子与径向定子都会工作,各自的驱动信号选择各相绕组顺序励磁。

6.根据权利要求5所述的控制方法,其特征在于:

采用不对称半桥电路结构的功率变换器对电机励磁绕组通电;当径向定子励磁绕组与轴向定子励磁绕组按照顺时针方向通电时,则电机顺时针转动,反之电机则逆时针转动;

控制调速系统中功率变换器使用的电力电子器件采用全控型器件MOSFET或IGBT。