專利名稱：開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電機(jī)，特別是一種開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(SR)是近些年發(fā)展的新型調(diào)速電機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)實(shí)、調(diào)速范圍寬且性能好，現(xiàn)已廣泛用在儀器儀表、家電、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域。磁阻電機(jī)的主要特點(diǎn)是轉(zhuǎn)子上沒(méi)有線圈。磁阻電動(dòng)機(jī)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(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子上沒(méi)有線圈，無(wú)需電刷和滑環(huán)，是一種無(wú)刷調(diào)速電機(jī)。但也正是因 為轉(zhuǎn)子上沒(méi)有線圈，通過(guò)轉(zhuǎn)子的磁通被“浪費(fèi)”掉了。本發(fā)明在開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上，在轉(zhuǎn)子上增設(shè)電樞繞組，在定子磁場(chǎng)牽引轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，利用轉(zhuǎn)子上的電樞繞組發(fā)電，實(shí)現(xiàn)輸出機(jī)械能的同時(shí)，“回收”部份電能。其實(shí)兩者并不矛盾，電樞繞組切割磁力線發(fā)電并不會(huì)削弱定子磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子的牽引力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能同時(shí)輸出機(jī)械能和電能的開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)，主要包括勵(lì)磁繞組(I)、定子鐵心(2)、轉(zhuǎn)子鐵心(3)、轉(zhuǎn)軸(4)、電樞繞組(5)、機(jī)座￠)、接線盒(7)、端蓋、風(fēng)扇、轉(zhuǎn)子位置傳感器和控制器，其特征是定子鐵心有6個(gè)或6個(gè)以上數(shù)量為偶數(shù)的凸極，定子鐵心上繞有勵(lì)磁繞組；轉(zhuǎn)子鐵心有4個(gè)或4個(gè)以上數(shù)量為偶數(shù)的凸極，轉(zhuǎn)子鐵心上繞有電樞繞組，組成單相或多相電樞；定子鐵心的凸極數(shù)量比轉(zhuǎn)子鐵心的凸極數(shù)量多2個(gè)或4個(gè)或6個(gè)；能與轉(zhuǎn)子的凸極同時(shí)對(duì)齊的定子凸極的勵(lì)磁繞組用同相勵(lì)磁電源連接，組成由2相或2相以上勵(lì)磁電源分別供電的定子磁極。工作原理當(dāng)磁極的其中一相通電時(shí)，與兩個(gè)徑向相對(duì)的通電磁極距離最接近的兩個(gè)徑向相對(duì)的轉(zhuǎn)子鐵心凸極受磁力的作用旋轉(zhuǎn)至與通電磁極相對(duì)的位置，轉(zhuǎn)子位置傳感器檢測(cè)到轉(zhuǎn)子已經(jīng)旋轉(zhuǎn)至既定的位置，通過(guò)控制器發(fā)出斷開(kāi)該相勵(lì)磁繞組電流、接通下一相勵(lì)磁繞組電流的指令，下一相勵(lì)磁繞組所在的磁極通電并吸引與其距離最接近的轉(zhuǎn)子鐵心凸極，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的持續(xù)旋轉(zhuǎn)；由于通電磁極的磁場(chǎng)的“旋轉(zhuǎn)”速度總是比轉(zhuǎn)子鐵心的凸極快I至2個(gè)凸極的位置，通過(guò)轉(zhuǎn)子鐵心的磁通沿著轉(zhuǎn)子鐵心的凸極“旋轉(zhuǎn)”，電樞繞組感應(yīng)到電動(dòng)勢(shì)且產(chǎn)生電流；利用控制器中的功率變換器調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的電壓，以調(diào)節(jié)電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩大小。定子鐵心的凸極數(shù)量比轉(zhuǎn)子鐵心的凸極數(shù)量多2個(gè)或4個(gè)或6個(gè)，定子與轉(zhuǎn)子的凸極數(shù)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或8/6或8/4或10/8或12/10或12/6等結(jié)構(gòu)的發(fā)電電動(dòng)機(jī)。6/4極采用3相勵(lì)磁電源，8/6極采用4相勵(lì)磁電源，8/4極采用2相勵(lì)磁電源，10/8極采用5相勵(lì)磁電源。轉(zhuǎn)子位置傳感器起著轉(zhuǎn)子位置的跟蹤作用，它將轉(zhuǎn)子的位置信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制電路所需的電信號(hào)。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(yīng)的效應(yīng)得到轉(zhuǎn)子的位置信號(hào)。其基本原理是在轉(zhuǎn)子上有一個(gè)扇形的導(dǎo)磁片，隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)出相應(yīng)的電信號(hào)。光電式位置傳感器由隨轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的遮光罩和固定不動(dòng)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，使各相勵(lì)磁繞組輪流通電，于是電動(dòng)機(jī)能持續(xù)地旋轉(zhuǎn)。磁敏式位置傳感器也是由定子和轉(zhuǎn)子兩部份組成，在轉(zhuǎn)軸上安裝永磁磁極，磁敏元件設(shè)在定子上。磁敏元件用對(duì)磁場(chǎng)敏感的半導(dǎo)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(cè)到的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后，可控制電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組按順序通電?？刂破鞯碾娐分饕晌恢锰幚韱卧凸β蔬壿嬮_(kāi)關(guān)單元組成。來(lái)自位置傳感器的 控制信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理單元處理后，送到功率邏輯開(kāi)關(guān)單元，用作控制電機(jī)各相勵(lì)磁繞組的通、斷電。控制器中包含了功率變換器、位置處理器及相驅(qū)動(dòng)器三部份。目前已有許多專用于控制電機(jī)的集成電路，組成開(kāi)環(huán)或閉環(huán)控制系統(tǒng)，以調(diào)節(jié)和控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。所述發(fā)電電動(dòng)機(jī)為有刷開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)或無(wú)刷開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)。有刷開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)設(shè)有電刷裝置和換向器，用以輸送由電樞產(chǎn)生的電流。電刷裝置由電刷、刷握、刷桿、刷桿座、彈簧等組成，電刷裝置固定在端蓋內(nèi)側(cè)，換向器固定在轉(zhuǎn)軸上。有刷開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)的電樞產(chǎn)生的電流通過(guò)換向器和電刷裝置輸出交流電或直流電，輸出的直流電作為勵(lì)磁電源的一部份直接供給電機(jī)本身，或者，輸出的交流電經(jīng)變壓和整流后可作為勵(lì)磁電源的一部份供給電機(jī)本身，以減少對(duì)外部的勵(lì)磁電源的依賴。如電機(jī)的勵(lì)磁電源是4相的，則電樞產(chǎn)生的電流供給其中3相或2相，同時(shí)斷開(kāi)3相或2相的外部勵(lì)磁電源。若電樞產(chǎn)生的電流并不適宜或不方便供給電機(jī)本身，則可以輸送至外部負(fù)載。無(wú)刷開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子設(shè)有旋轉(zhuǎn)整流器，電機(jī)作為勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)使用，電樞產(chǎn)生的電流作為其它同軸電機(jī)的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電源經(jīng)整流后供給同軸電機(jī)。轉(zhuǎn)子鐵心和定子鐵心用軟鐵材料制成，一般是用硅鋼片疊壓而成。勵(lì)磁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。電機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵心為直槽凸極鐵心或斜槽凸極鐵心，定子鐵心為直槽凸極鐵心或斜槽凸極鐵心。從徑向看，直槽凸極鐵心的凸極與轉(zhuǎn)軸平行，斜槽凸極鐵心的凸極與轉(zhuǎn)軸交叉。接線盒設(shè)在機(jī)座上。控制器可與接線盒設(shè)在一起，也可以設(shè)在端蓋內(nèi)側(cè)，也可以單獨(dú)設(shè)在機(jī)座上。電機(jī)用風(fēng)扇或液體冷卻裝置冷卻，和/或，在機(jī)殼上設(shè)散熱片散熱。風(fēng)扇固定在轉(zhuǎn)軸上，位于前端蓋的內(nèi)側(cè)。大中型電機(jī)可設(shè)雙風(fēng)扇，分別設(shè)在轉(zhuǎn)子的兩側(cè)。為了方便搬運(yùn)，可在機(jī)殼上設(shè)吊攀。


圖I為本發(fā)明第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明第三實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明第四實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。第一實(shí)施例
參見(jiàn)圖I電機(jī)橫截面結(jié)構(gòu)示意圖，一種開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)，主要包括勵(lì)磁繞組(I)、定子鐵心(2)、轉(zhuǎn)子鐵心(3)、轉(zhuǎn)軸(4)、電樞繞組(5)、機(jī)座￠)、接線盒(7)、端蓋、風(fēng)扇、電刷裝置、換向器、轉(zhuǎn)子位置傳感器和控制器。定子鐵心為直槽型凸極鐵心，定子鐵心有6個(gè)凸極，定子鐵心上繞有勵(lì)磁繞組，徑向相對(duì)的兩個(gè)勵(lì)磁繞組是連接在一起的，組成由3相勵(lì)磁電源分別供電的3對(duì)磁極；轉(zhuǎn)子鐵心為直槽型凸極鐵心，轉(zhuǎn)子鐵心有4個(gè)凸極，轉(zhuǎn)子鐵心上繞有電樞繞組，電樞繞組串聯(lián)成單相電樞。勵(lì)磁繞組和電樞繞組用漆包銅繞繞制而成。轉(zhuǎn)子位置傳感器為磁敏式位置傳感器，包括安裝在轉(zhuǎn)軸上的永磁磁極和固定在前端蓋內(nèi)側(cè)元件板上的霍爾元件?？刂破鞴潭ㄔ诤蠖松w的外側(cè)，后端蓋上還設(shè)有防塵罩，控制器用防塵罩遮蓋?？刂破鞯碾娐分饕晌恢锰幚韱卧凸β蔬壿嬮_(kāi)關(guān)單元組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，以調(diào)節(jié)和控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。來(lái)自位置傳感器的控制信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理單元處理后，送到功率邏輯開(kāi)關(guān)單元，用作控制電機(jī)各相勵(lì)磁繞組的通、斷電?？刂破髦邪斯β首儞Q器、位置處理器及相驅(qū)動(dòng)器三部份。電刷裝置由電刷、刷握、刷桿、刷桿座、彈簧等組成，電刷裝置固定在端蓋內(nèi)側(cè)，換向器固定在轉(zhuǎn)軸上。電樞產(chǎn)生的電流通過(guò)換向器和電刷裝置輸出直流電，輸出的直流電作為勵(lì)磁電源的一部份供給電機(jī)本身的其中2相勵(lì)磁繞組，同時(shí)斷開(kāi)2相外部勵(lì)磁電源。風(fēng)扇固定在轉(zhuǎn)軸上，位于前端蓋的內(nèi)側(cè)。轉(zhuǎn)軸通過(guò)軸承定位于前端蓋和后端蓋。機(jī)座上設(shè)有散熱片。接線盒設(shè)在機(jī)座的外側(cè)。前端蓋和后端蓋分別設(shè)有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)□。第二實(shí)施例參見(jiàn)圖2電機(jī)橫截面結(jié)構(gòu)示意圖，一種開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)，主要包括勵(lì)磁繞組(I)、定子鐵心(2)、轉(zhuǎn)子鐵心(3)、轉(zhuǎn)軸(4)、電樞繞組(5)、機(jī)座￠)、接線盒(7)、端蓋、風(fēng)扇、電刷裝置、換向器、轉(zhuǎn)子位置傳感器和控制器。電機(jī)為8/6極電機(jī)，徑向相對(duì)的兩個(gè)勵(lì)磁繞組是連接在一起的，組成由4相勵(lì)磁電源分別供電的定子磁極。其余未述部分同第一實(shí)施例，不再重復(fù)。第三實(shí)施例參見(jiàn)圖3電機(jī)橫截面結(jié)構(gòu)示意圖，一種開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)，主要包括勵(lì)磁繞組(I)、定子鐵心(2)、轉(zhuǎn)子鐵心(3)、轉(zhuǎn)軸(4)、電樞繞組(5)、機(jī)座￠)、接線盒(7)、端蓋、風(fēng)扇、電刷裝置、換向器、轉(zhuǎn)子位置傳感器和控制器。電機(jī)為8/4極電機(jī)，能與轉(zhuǎn)子凸極同時(shí)對(duì)齊的定子凸極的勵(lì)磁繞組有2組，每組有4個(gè)繞組，同組的4個(gè)繞組由同相勵(lì)磁電源供電，組成由2相勵(lì)磁電源分別供電的定子磁極。其余未述部分同第一實(shí)施例，不再重復(fù)。第四實(shí)施例
參見(jiàn)圖4電機(jī)橫截面結(jié)構(gòu)示意圖，一種開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)，主要包括勵(lì)磁繞組
(I)、定子鐵心(2)、轉(zhuǎn)子鐵心(3)、轉(zhuǎn)軸(4)、電樞繞組(5)、機(jī)座￠)、接線盒(7)、端蓋、風(fēng)扇、電刷裝置、換向器、轉(zhuǎn)子位置傳感器和控制器。電機(jī)為10/8極電機(jī)，徑向相對(duì)的兩個(gè)勵(lì)磁繞組是連接在一起的，組成由5相勵(lì)磁電源分別供電的定子磁極。其余未述部分同第一 實(shí)施例，不再重復(fù)。
權(quán)利要求
1.一種開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)，主要包括勵(lì)磁繞組(I)、定子鐵心(2)、轉(zhuǎn)子鐵心(3)、轉(zhuǎn)軸(4)、電樞繞組(5)、機(jī)座￠)、接線盒(7)、端蓋、風(fēng)扇、轉(zhuǎn)子位置傳感器和控制器，其特征是定子鐵心有6個(gè)或6個(gè)以上數(shù)量為偶數(shù)的凸極，定子鐵心上繞有勵(lì)磁繞組；轉(zhuǎn)子鐵心有4個(gè)或4個(gè)以上數(shù)量為偶數(shù)的凸極，轉(zhuǎn)子鐵心上繞有電樞繞組，組成單相或多相電樞；定子鐵心的凸極數(shù)量比轉(zhuǎn)子鐵心的凸極數(shù)量多2個(gè)或4個(gè)或6個(gè)；能與轉(zhuǎn)子的凸極同時(shí)對(duì)齊的定子凸極的勵(lì)磁繞組用同相勵(lì)磁電源連接，組成由2相或2相以上勵(lì)磁電源分別供電的定子磁極。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)，其特征是所述發(fā)電電動(dòng)機(jī)為有刷開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)或無(wú)刷開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述一種開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)，其特征是所述發(fā)電電動(dòng)機(jī)為3相6/4極或4相8/6極或2相8/4極或5相10/8極結(jié)構(gòu)的有刷開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)或無(wú)刷開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述一種開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)，其特征是所述轉(zhuǎn)子位置傳感器為電磁式位置傳感器或光電式位置傳感器或磁敏式位置傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述一種開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)，其特征是控制器的電路主要由位置處理單元和功率邏輯開(kāi)關(guān)單元組成，組成開(kāi)環(huán)或閉環(huán)控制系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述一種開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)，其特征是轉(zhuǎn)子鐵心為直槽凸極鐵心或斜槽凸極鐵心，定子鐵心為直槽凸極鐵心或斜槽凸極鐵心。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述一種開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)，其特征是有刷開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)的后端蓋內(nèi)設(shè)有電刷裝置，轉(zhuǎn)軸上設(shè)有換向器。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述一種開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)，其特征是無(wú)刷開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上設(shè)有旋轉(zhuǎn)整流器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種開(kāi)關(guān)磁阻發(fā)電電動(dòng)機(jī)，主要包括勵(lì)磁繞組(1)、定子鐵心(2)、轉(zhuǎn)子鐵心(3)、轉(zhuǎn)軸(4)、電樞繞組(5)、機(jī)座(6)、接線盒(7)、端蓋、風(fēng)扇、轉(zhuǎn)子位置傳感器和控制器，其特征是定子鐵心有6個(gè)或6個(gè)以上數(shù)量為偶數(shù)的凸極，定子鐵心上繞有勵(lì)磁繞組；轉(zhuǎn)子鐵心有4個(gè)或4個(gè)以上數(shù)量為偶數(shù)的凸極，轉(zhuǎn)子鐵心上繞有電樞繞組；定子鐵心的凸極數(shù)量比轉(zhuǎn)子鐵心的凸極數(shù)量多2個(gè)或4個(gè)或6個(gè)；能與轉(zhuǎn)子的凸極同時(shí)對(duì)齊的勵(lì)磁繞組用同相勵(lì)磁電源連接，組成由2相或2相以上勵(lì)磁電源分別供電的定子磁極。在定子磁場(chǎng)牽引轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，利用轉(zhuǎn)子上的電樞繞組發(fā)電，實(shí)現(xiàn)輸出機(jī)械能的同時(shí)，“回收”部份電能。
文檔編號(hào)H02K5/18GK102738916SQ20111008097
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者李貴祥 申請(qǐng)人:李貴祥