一种双转子同步磁阻电机的制作方法

1.本实用新型属于电机领域，具体涉及一种双转子同步磁阻电机。


背景技术：

2.充分利用转子凸度产生的磁阻转矩是一种主要的发展趋势，这种技术在同步磁阻电机中得到了很好的应用。同步磁阻电机是一种依据磁阻最小路径闭合原理，利用转子在不同位置的磁阻不同来产生磁拉力驱动电机旋转的交流电动机。同步磁阻电机的转子不需要绕组线圈，结构简单，可靠性高，成本低，在工业领域有很好的应用前景。
3.目前双转子同步磁阻电机应用在多个工业领域中，具有提供两个独立转速、独立转矩的双轴输出能力，相比于传统的电机结构更有优势。但磁阻电机本身功率因数低、转矩密度和效率相对较低。为了改善这一情况，cn108448849a公开了一种定子永磁型双转子磁场调制电机及其设计方法，其通过在定子轭部增加永磁体来辅助励磁，能提升电机性能，但是其内侧绕组通电后产生的磁场磁力线会与外侧绕组通电后产生的磁场磁力线相互干涉，从而影响电机输出的转矩的稳定性。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种双转子同步磁阻电机，以改善磁路，使内绕组、外绕组通电后产生的磁场磁力线互不干涉，保证电机输出的转矩的稳定性。
5.本实用新型所述的双转子同步磁阻电机，包括外转子、内转子、定子、外绕组、内绕组和辅助励磁组件，定子位于外转子与内转子之间，定子与外转子之间、定子与内转子之间均留有气隙，辅助励磁组件嵌在定子上，外转子具有i个外转子齿，内转子具有j个内转子齿，定子包括定子轭部、位于定子轭部内侧的n个定子内齿和位于定子轭部外侧的n个定子外齿（n个定子内齿的位置与n个定子外齿的位置一一对应），外绕组绕制在定子外齿上，内绕组绕制在定子内齿上；所述定子轭部上设有n个扇环形的空气磁障，n个扇环形的空气磁障沿定子轭部周向间隔均匀分布并围成一圈；其中，n是3的倍数。
6.优选的，相邻两个所述空气磁障之间的间隔在径向上与一个定子内齿正对，隔磁效果更好。
7.优选的，所述空气磁障的径向宽度为定子轭部的径向宽度的1/3，相邻两个所述空气磁障之间的间隔所对的圆心角大于0.1*360
°
/n，且小于一个定子内齿所对的圆心角。在定子轭部设n个这种尺寸的空气磁障，在满足定子机械强度要求的基础上，保证了空气磁障的面积最大化，从而能达到更好的隔磁效果。
8.优选的，所述i=22，所述j=10，所述n=12，即外转子齿有22个，内转子齿有10个，定子内齿、定子外齿有12个。外转子齿的个数、内转子齿的个数、定子内齿的个数、定子外齿的个数是通过针对电机磁场分布、磁链、反电势等电磁性能做了多目标优化研究，而得到的最优组合形式。
9.优选的，所述外绕组、内绕组均采用集中式双层绕组。采用集中式双层绕组可以降
低端部绕组高度，降低铜耗和用铜量。
10.优选的，所述辅助励磁组件包括n块第一永磁体和2n块第二永磁体，n块第一永磁体分别嵌在n个定子外齿上（即一个定子外齿上嵌一块第一永磁体），2n块第二永磁体分别嵌在n个定子内齿上，每个定子内齿上沿径向间隔嵌两块第二永磁体。将第一永磁体嵌在定子外齿上，将两块第二永磁体间隔嵌在定子内齿上，第一、第二永磁体辅助励磁，在让电机产生足够的磁场强度的同时，节省了永磁体材料，节约了成本。
11.优选的，所述第一永磁体呈矩形，所述第二永磁体呈矩形，呈矩形的第一永磁体嵌在定子外齿上时操作更方便，呈矩形的第二永磁体嵌在定子内齿上时操作更方便。
12.优选的，所述第一永磁体的长度为定子外齿的齿厚的2/3，所述第一永磁体的宽度为定子外齿的齿高的1/3。这种尺寸的第一永磁体能更好的实现辅助励磁。
13.优选的，同一定子内齿上的两块第二永磁体在径向上间隔的距离为定子内齿的齿高的1/3。两块第二永磁体间隔嵌装，使辅助励磁效果更好。
14.优选的，所述第二永磁体的长度为定子内齿的齿厚的2/3，所述第二永磁体的宽度为定子内齿的齿高的1/6。这种尺寸的第二永磁体能更好的实现辅助励磁。
15.本实用新型通过在定子轭部上开设n个沿周向均匀分布的扇环形通孔的方式，形成n个扇环形的空气磁障，n个扇环形的空气磁障围成一圈，其利用空气本身较高的磁阻率来增大磁阻，隔离开内绕组、外绕组产生的磁力线，改善了磁路，使内绕组、外绕组通电后产生的磁场磁力线互不干涉，保证了电机输出的转矩的稳定性。
附图说明
16.图1为本实施例中双转子同步磁阻电机的结构示意图。
17.图2为本实施例中双转子同步磁阻电机的部分磁力线分布示意图。
具体实施方式
18.如图1所示，本实施例中的双转子同步磁阻电机，包括外转子1、内转子2、定子、外绕组4、内绕组5和辅助励磁组件。
19.定子位于外转子1与内转子2之间，定子与外转子1之间留有气隙，定子与内转子2之间留有气隙。外转子1具有22个外转子齿11，内转子2具有10个内转子齿21，外转子1与内转子2均采用凸极结构。
20.定子包括定子轭部31、位于定子轭部31内侧的12个定子内齿32和位于定子轭部31外侧的12个定子外齿33，12个定子内齿32的位置与12个定子外齿33的位置一一对应。定子内齿32与定子外齿33均为直齿结构。
21.定子轭部31上设有12个扇环形的空气磁障34（通过开设12个沿周向均匀分布的扇环形通孔的方式形成），12个扇环形的空气磁障34沿定子轭部31周向间隔均匀分布并围成一圈。相邻两个扇环形的空气磁障34之间的间隔在径向上与定子内齿32正对。扇环形的空气磁障34的径向宽度为定子轭部31的径向宽度的1/3，相邻两个扇环形的空气磁障34之间的间隔所对的圆心角大于3
°
且小于一个定子内齿32所对的圆心角。
22.辅助励磁组件包括12块第一永磁体6和24块第二永磁体7。第一永磁体6呈矩形，第二永磁体7呈矩形；第一永磁体6采用稀土材料，交替径向充磁；第二永磁体7采用稀土材料，
交替径向充磁。12块第一永磁体6分别嵌在12个定子外齿33上，一个定子外齿33上嵌一块第一永磁体6，第一永磁体6的长度为定子外齿33的齿厚的2/3，第一永磁体6的宽度为定子外齿33的齿高的1/3。24块第二永磁体7分别嵌在12个定子内齿32上，每个定子内齿32上沿径向间隔嵌两块第二永磁体7，两块第二永磁体7在径向上间隔的距离为定子内齿32的齿高的1/3，第二永磁体7的长度为定子内齿32的齿厚的2/3，第二永磁体7的宽度为定子内齿32的齿高的1/6。
23.外绕组4采用集中式双层绕组，绕制在定子外齿33上。沿顺时针方向绕制在第一个、第四个、第七个、第十个定子外齿33上的绕组相连，组成外侧的a相电枢绕组；沿顺时针方向绕制在第二个、第五个、第八个、第十一个定子外齿33上的绕组相连，组成外侧的b相电枢绕组；沿顺时针方向绕制在第三个、第六个、第九个、第十二个定子外齿33上的绕组相连，组成外侧的c相电枢绕组。
24.内绕组5采用集中式双层绕组，绕制在定子内齿32上。沿顺时针方向绕制在第一个、第四个、第七个、第十个定子内齿32上的绕组相连，组成内侧的a相电枢绕组；沿顺时针方向绕制在第二个、第五个、第八个、第十一个定子内齿32上的绕组相连，组成内侧的b相电枢绕组；沿顺时针方向绕制在第三个、第六个、第九个、第十二个定子内齿32上的绕组相连，组成内侧的c相电枢绕组。
25.外转子1与定子之间有气隙，外转子1与定子外齿33、外绕组4、位于空气磁障34外侧的部分定子轭部、第一永磁体6构成一个磁阻电机，其部分磁力线走向如图2所示。内转子2与定子之间有气隙，内转子2与定子内齿32、内绕组5、位于空气磁障34内侧的部分定子轭部、第二永磁体7构成另一个磁阻电机，其部分磁力线走向如图2所示。