本發明專利技術涉及一種多段結構的雙凸極開關磁阻發電電動機，主要包括定子磁場繞組(1)、定子鐵芯(2)、轉子電樞繞組(3)、轉軸(4)、轉子鐵芯(5)、機座(6)、控制器(7)、導線(8)、轉子磁場繞組(9)、定子電樞繞組(10)、轉子位置傳感器(11)、前端蓋、風扇、后端蓋和軸承。定子和轉子由三段或三段以上的磁極和電樞組成，其中，一段定子為磁極/轉子為電樞，相鄰的另一段定子為電樞/轉子為磁極；磁極吸引電樞鐵芯的同時，電樞產生電流，上一段電樞產生的電流為下一段磁極提供勵磁電源，除了首段磁極需要從外部提供勵磁電源外，其余各段的磁極的勵磁電源由上一段電樞提供，實現多級自勵，段數越多，電機輸出的扭矩越大。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種電機，特別是一種多段結構的雙凸極開關磁阻發電電動機。
技術介紹
開關磁阻電動機(SR)是近些年發展的新型調速電機，結構簡單結實、調速范圍寬且性能好，現已廣泛用在儀器儀表、家電、電動汽車等領域。磁阻電機的主要特點是轉子上沒有線圈。磁阻電動機利用磁阻最小原理，也就是磁通總是沿磁阻最小的路徑閉合，利用磁引力拉動轉子旋轉。 磁阻電機的轉子上沒有線圈，無需電刷和滑環，是一種無刷調速電機。但也正是因為轉子上沒有線圈，通過轉子的磁通被“浪費”掉了。本專利技術采用多段結構，定子和轉子上都設有磁極和電樞，磁極吸引電樞鐵芯的同時，電樞產生電流，上一段電樞產生的電流為下一段磁極提供勵磁電源，除了首段磁極需要從外部提供勵磁電源外，其余段的磁極的勵磁電源由上一段的電樞提供，實現多級自勵，在消耗同等電量的前提下，比普通的磁阻電動機輸出更大的扭矩。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種能產生多級自勵電源，實現多級自勵和輸出更大轉矩的多段結構的雙凸極開關磁阻發電電動機。本專利技術是這樣實現的一種多段結構的雙凸極開關磁阻發電電動機，主要包括定子磁場繞組(I)、定子鐵芯(2)、轉子電樞繞組(3)、轉軸(4)、轉子鐵芯(5)、機座￠)、控制器(7)、導線(8)、轉子磁場繞組(9)、定子電樞繞組(10)、轉子位置傳感器(11)、前端蓋(12)、風扇(13)、后端蓋(14)和軸承(15)，其特征是定子鐵芯有6個或6個以上數量為偶數的齒，轉子鐵芯有4個或4個以上數量為偶數的齒，定子鐵芯的齒數比轉子鐵芯的齒數多2個或4個或6個；定子鐵芯有3段或3段以上，各段定子鐵芯的齒數相同；定子磁場繞組和定子電樞繞組相間繞在不同段的定子鐵芯上，其中，首段定子鐵芯繞有磁場繞組，第二段定子鐵芯繞有電樞繞組，第三段定子鐵芯繞有磁場繞組，余此類推；各段定子磁極或定子電樞的相數相同；上一段定子電樞繞組用導線與下一段定子磁場繞組串聯，即上一段定子電樞為下一段定子磁極提供勵磁電源；若定子鐵芯的段數為奇數，則末段定子鐵芯上繞有磁場繞組，若定子鐵芯的段數為偶數，則末段定子鐵芯上不設繞組；轉子鐵芯的段數與定子鐵芯的段數相同，各段轉子鐵芯的齒數相同；轉子電樞繞組和轉子磁場繞組相間繞在不同段的轉子鐵芯上，其中，首段轉子鐵芯繞有電樞繞組，第二段轉子鐵芯繞有磁場繞組，余此類推；各段轉子磁極或轉子電樞的相數相同；上一段轉子電樞繞組用導線與下一段轉子磁場繞組串聯，即上一段轉子電樞為下一段轉子磁極提供勵磁電源；若轉子鐵芯的段數為奇數，則末段轉子鐵芯上不設繞組，若轉子鐵芯的段數為偶數，則末段定子鐵芯上設有磁場繞組；能與轉子電樞的凸極同時對齊的定子磁極的凸極的定子磁場繞組用同相勵磁電源連接，組成由2相或2相以上勵磁電源分別供電的定子磁極，能與定子電樞的凸極同時對齊的轉子磁極的凸極的轉子磁場繞組用同相勵磁電源連接，組成由2相或2相以上勵磁電源分別供電的轉子磁極；轉子位置傳感器由定子和轉子兩部份組成，轉子位置傳感器的轉子固定在轉軸上或轉子鐵芯的一側，轉子位置傳感器的定子固定在端蓋或機座上，或者，轉子位置傳感器的定子與控制器設在一起；控制器主要由位置處理單元和功率邏輯開關單元組成，控制器固定在端蓋或機座上。工作原理當定子磁極的其中一相通電時，與通電磁極距離最接近的轉子電樞的凸極受磁力的作用旋轉至與通電磁極的位置，轉子位置傳感器檢測到轉子已經旋轉至既定的位置，通過控制器發出斷開該相磁場繞組電流、接通下一相磁場繞組電流的指令，下一相磁場繞組所在的磁極通電并吸引與其距離最接近的轉子電樞的凸極，實現轉子的持續旋 轉；由于通過轉子電樞鐵芯的磁通沿著轉子電樞的凸極“旋轉”，轉子電樞感應電動勢且產生電流，轉子電樞產生的電流與定子磁極的勵磁電流的頻率是相同的；由于轉子電樞繞組與轉子磁場繞組是串聯的，轉子電樞產生電流的同時，轉子磁極也同步產生磁場；轉子磁極的磁場的變化規律與定子磁極的磁場的變化規律相同，轉子磁場與定子電樞鐵芯產生吸引力，轉子獲得更大的轉矩；由于通過定子電樞鐵芯的磁通沿著定子電樞的凸極“旋轉”，定子電樞感應電動勢且產生電流；上段電樞產生的電流作為勵磁電源供給下段磁極，形成多級自勵，段數越多，電機輸出的扭矩越大。由于外部供給電機的勵磁電流與由首段定/轉子有關，與其它段的轉/定子無關，因此電機輸出的能量大于輸入的能量。定子鐵芯的齒數比轉子鐵芯的齒數多2個或4個或6個，定子與轉子的凸極數之比為6 4或8 6或8 4或10 8或12 8或12 10或12 6等等，亦稱為6/4極或8/6極或8/4極或10/8極或12/10極或12/6極等結構的發電電動機。6/4極電機的定子磁極采用3相勵磁電源,8/6極的定子磁極采用4相勵磁電源,8/4極的定子磁極采用2相勵磁電源，10/8極的定子磁極采用5相勵磁電源。轉子位置傳感器起著轉子位置的跟蹤作用，它將轉子的位置信號轉換成控制電路所需的電信號。常用的位置傳感器有電磁式位置傳感器、光電式位置傳感器和磁敏式位置傳感器。電磁式位置傳感器是利用電磁感應的效應得到轉子的位置信號。其基本原理是在轉子上有一個扇形的導磁片，隨著轉子的轉動發出相應的電信號。光電式位置傳感器由隨轉子一起旋轉的遮光罩和固定不動的光源和光電管組成。若干只光電管由遮光罩控制依次受到光線照射，使各相磁場繞組輪流通電，于是電動機能持續地旋轉。磁敏式位置傳感器也是由定子和轉子兩部份組成，在轉軸上安裝永磁磁極，磁敏元件設在定子上。磁敏元件用對磁場敏感的半導體材料制成，常用的有霍爾元件、磁敏二極管和磁敏電阻。磁敏元件檢測到的轉子位置信號經過處理后，可控制電動機的磁場繞組按順序通電。控制器的電路主要由位置處理單元和功率邏輯開關單元組成。來自位置傳感器的控制信號經信號處理單元處理后，送到功率邏輯開關單元，用作控制電機各相磁場繞組的通、斷電。控制器中包含了功率變換器、位置處理器及相驅動器三部份。目前已有許多專用于控制電機的集成電路，組成開環或閉環控制系統，以調節和控制電機的轉速。“無刷”只是一個相對的概念，正如普通的大型無刷發電機組，只要轉子存在電磁極或電樞，就需要有一個接地電刷。無刷開關磁阻發電電動機的轉子中存在電磁極和電樞，因此也需要有接地電刷，轉子繞組的零線通過電刷接地。定子鐵芯和轉子鐵芯用軟鐵材料制成，一般是用硅鋼片疊壓而成。磁場繞組和電樞繞組用漆包線繞制而成，漆包線為漆包銅線或漆包鋁線或漆包合金線。上段電樞繞組與下段磁場繞組用導線串聯，導線為銅線或鋁線，導線用導線套環固定在轉軸上。定子鐵芯和轉子鐵芯為直槽鐵芯或斜槽鐵芯。從徑向看，直槽鐵芯的齒與轉軸平行，斜槽鐵芯的齒與轉軸交叉。接線盒設在機座上。控制器可與接線盒設在一起，也可以設在端蓋內側，也可以單獨設在機座上。 電機用2個或2個以上的風扇或液體冷卻裝置冷卻，和/或，在機殼上設散熱片散熱。附圖說明圖I、圖2、圖3、圖4為本專利技術第一實施例結構示意圖。圖5、圖6、圖7、圖8為本專利技術第二實施例結構示意圖。圖9為本專利技術第三實施例結構示意圖。圖10為本專利技術第四實施例結構示意圖。具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本專利技術作進一步描述。第一實施例參見圖I電機整體結構平面示意圖，圖2第一段定、轉子橫截面結構示意圖，圖3第二段定、轉子橫截面結構示意圖，圖4第三本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種多段結構的雙凸極開關磁阻發電電動機，主要包括定子磁場繞組(1)、定子鐵芯(2)、轉子電樞繞組(3)、轉軸(4)、轉子鐵芯(5)、機座(6)、控制器(7)、導線(8)、轉子磁場繞組(9)、定子電樞繞組(10)、轉子位置傳感器(11)、前端蓋(12)、風扇(13)、后端蓋(14)和軸承(15)，其特征是：定子鐵芯有6個或6個以上數量為偶數的齒，轉子鐵芯有4個或4個以上數量為偶數的齒，定子鐵芯的齒數比轉子鐵芯的齒數多2個或4個或6個；定子鐵芯有3段或3段以上，各段定子鐵芯的齒數相同；定子磁場繞組和定子電樞繞組相間繞在不同段的定子鐵芯上，其中，首段定子鐵芯繞有磁場繞組，第二段定子鐵芯繞有電樞繞組，第三段定子鐵芯繞有磁場繞組，余此類推；各段定子磁極或定子電樞的相數相同；上一段定子電樞繞組用導線與下一段定子磁場繞組串聯，即上一段定子電樞為下一段定子磁極提供勵磁電源；若定子鐵芯的段數為奇數，則末段定子鐵芯上繞有磁場繞組，若定子鐵芯的段數為偶數，則末段定子鐵芯上不設繞組；轉子鐵芯的段數與定子鐵芯的段數相同，各段轉子鐵芯的齒數相同；轉子電樞繞組和轉子磁場繞組相間繞在不同段的轉子鐵芯上，其中，首段轉子鐵芯繞有電樞繞組，第二段轉子鐵芯繞有磁場繞組，余此類推；各段轉子磁極或轉子電樞的相數相同；上一段轉子電樞繞組用導線與下一段轉子磁場繞組串聯，即上一段轉子電樞為下一段轉子磁極提供勵磁電源；若轉子鐵芯的段數為奇數，則末段轉子鐵芯上不設繞組，若轉子鐵芯的段數為偶數，則末段定子鐵芯上設有磁場繞組；能與轉子電樞的凸極同時對齊的定子磁極的凸極的定子磁場繞組用同相勵磁電源連接，組成由2相或2相以上勵磁電源分別供電的定子磁極，能與定子電樞的凸極同時對齊的轉子磁極的凸極的轉子磁場繞組用同相勵磁電源連接，組成由2相或2相以上勵磁電源分別供電的轉子磁極；轉子位置傳感器由定子和轉子兩部份組成，轉子位置傳感器的轉子固定在轉軸上或轉子鐵芯的一側，轉子位置傳感器的定子固定在端蓋或機座上，或者，轉子位置傳感器的定子與控制器設在一起；控制器主要由位置處理單元和功率邏輯開關單元組成，控制器固定在端蓋或機座上。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：李貴祥，
申請(專利權)人：李貴祥，
類型：發明
國別省市：
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