兩相多極開關磁阻電機的製作方法

2023-12-11 16:02:17 1

專利名稱：兩相多極開關磁阻電機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及磁阻電機，特別是涉及一種兩相多極開關磁阻電機。
背景技術：
傳統的磁阻電機，其各相是在圓周方向上按一定角度排列的。由於每次只開通一相，其餘各相均處於閒置狀態。傳統的兩相磁阻電機，均不具有調整轉向的能力。在自起動方面，雖然也有多種設計方案，但是技術複雜，製造麻煩，而且都存在轉矩死區，即零轉矩區。2011年2月16日公開(公開號為101976924A)的發明專利(申請號為 201010569625. 1)給出了一種單相多極開關磁阻電機，包括定子和轉子，定子包括定子磁極和勵磁線圈，轉子包括轉子鐵芯和轉子磁極，所述轉子磁極套設在轉子鐵芯上，所述定子磁極位於轉子磁極的外部，定子磁極和勵磁線圈固設在電機外殼內，電機控制器的信號輸入端接位置傳感器，電機控制器的信號輸出端通過振蕩器與勵磁線圈相連。該專利的技術方案能有效地消除磁極剩磁和轉子的振動與噪音，有調整轉向的能力，但不具自起動能力，也存在轉矩死區，即零轉矩區，致使電機的性能仍然不高，影響了電機的使用範圍。因此，需要尋求一種結構簡單而又性能良好的磁阻電機。

實用新型內容本實用新型的目的是克服上述缺陷，提供一種具有自起動能力，轉矩死區即零轉矩區窄，結構簡單的兩相多極開關磁阻電機。本實用新型提供一種兩相多極開關磁阻電機，包括外殼、左端蓋和右端蓋，以及定子、轉子、轉軸、位置傳感器和電機控制器，所述定子包括定子磁極和勵磁線圈，所述轉子包括轉子磁極和轉子輻鐵，所述定子磁極和轉子磁極為極數相等的雙凸極結構，所述定子磁極和勵磁線圈固設在外殼內側，所述轉子磁極通過所述轉子輻鐵套裝在所述轉軸上，所述電機控制器的信號輸入端與所述位置傳感器相連，所述電機控制器的信號輸出端通過振蕩器與所述勵磁線圈相連；所述定子磁極和轉子磁極設有沿所述轉軸方向分布的兩段，分別為第一定子磁極和第二定子磁極、第一轉子磁極和第二轉子磁極，所述第一定子磁極與第二定子磁極之間、 第一轉子磁極與第二轉子磁極之間設有相同的空隙，所述第一定子磁極和第二定子磁極的勵磁迴路分別連接在兩相中，所述第一轉子磁極與第二轉子磁極的徑向垂直軸線相互錯開一個磁極角並套裝在所述轉軸上；所述位置傳感器設有兩隻，分別安裝在作為非輸出端的所述左端蓋上，兩隻所述位置傳感器的徑向軸線相互錯開一個磁極角或整數個磁極角；所述振蕩器包括並聯的兩個振蕩器，第一振蕩器與所述第一定子磁極的勵磁線圈相連，第二振蕩器與所述第二定子磁極的勵磁線圈相連，分別連接在兩相中。本實用新型兩相多極開關磁阻電機，其中所述電機控制器與所述振蕩器之間連接有電子開關，所述振蕩器為LC並聯衰減振蕩器。本實用新型兩相多極開關磁阻電機，其中所述位置傳感器採用槽形光偶和遮光片構成，第一光偶與第二光偶相互錯開一個磁極角，分別安裝在所述左端蓋上，所述遮光片固定安裝在所述轉軸上並從所述第一光偶與第二光偶的槽中分別穿過。本實用新型兩相多極開關磁阻電機，其中所述左端蓋和右端蓋上分別設置進風口、出風口和風道隔圈，所述進風口位於所述左端蓋和右端蓋的內緣，圓周均布有4個，所述出風口位於所述左端蓋和右端蓋的外緣，圓周均布有4個，所述風道隔圈固定於所述進風口與出風口之間。本實用新型兩相多極開關磁阻電機，其中所述定子磁極和轉子磁極採用電工鋼片疊壓而成。本實用新型兩相多極開關磁阻電機的有益效果是通過設置沿轉軸方向分布的兩段定子磁極和兩段轉子磁極，以及兩隻位置傳感器和兩個振蕩器，兩相多極開關磁阻電機具有了自起動能力，其轉矩死區即零轉矩區很窄，提高了機電能量轉換效率，降低了控制電路和機體結構的閒置率，提高了電機的性能，結構也很簡單。進一步，通過設置自通風冷卻系統，兩相多極開關磁阻電機獲得了很好的冷卻性能。

[0015]圖1為本實用新型兩相多極開關磁阻電機的主視剖視圖[0016]圖2為圖1中A-A剖視圖(斷電時的狀態)；[0017]圖3為圖1中B-B剖視圖(轉子逆時針轉動)；[0018]圖4為圖1中B-B剖視圖(轉子順時針轉動)；[0019]圖5為位置傳感器結構的示意圖；[0020]圖6為圖4的左視示意圖；[0021]圖7為電機控制器的電路框圖；[0022]圖8為自通風冷卻系統的通風示意圖；[0023]圖9為圖8中C-C向視圖。
具體實施方式
為進一步闡述本實用新型，下面結合實施例對本實用新型兩相多極開關磁阻電機做更詳細的說明。參見圖1至圖3，本實用新型兩相多極開關磁阻電機包括外殼1、左端蓋7和右端蓋8，以及定子、轉子、轉子輻鐵5和轉軸6。定子包括定子磁極和勵磁線圈，轉子包括轉子磁極和轉子輻鐵5。定子磁極和轉子磁極為極數相等的雙凸極結構，採用電工鋼片疊壓而成。定子磁極和勵磁線圈固設在外殼1內側，轉子磁極通過轉子輻鐵5套裝在轉軸6 上。相鄰兩磁極的勵磁線圈一正一反地依次連接，相鄰兩磁極構成等分的雙分磁迴路。定子磁極和轉子磁極設有沿轉軸6方向分布的兩段，分別為第一定子磁極21和第二定子磁極22、第一轉子磁極31和第二轉子磁極32，第一定子磁極21與第二定子磁極22
4之間、第一轉子磁極31與第二轉子磁極32之間設有相同的空隙9。第一定子磁極21和第二定子磁極22的勵磁迴路分別連接在兩相中。第一轉子磁極31與第二轉子磁極32的徑向垂直軸線相互錯開一個磁極角並套裝在轉軸6上。本實用新型兩相多極開關磁阻電機還包括位置傳感器和電機控制器。電機控制器的信號輸入端與位置傳感器相連，電機控制器的信號輸出端通過振蕩器與勵磁線圈相連。參見圖7，電機控制器10設有電子開關14，結合圖5和圖6，兩隻位置傳感器分別安裝在作為非輸出端的左端蓋7上，兩隻位置傳感器的徑向軸線相互錯開一個磁極角或整數個磁極角。電子開關14連接在電機控制器10與振蕩器之間。第一振蕩器19 與第一定子磁極21的勵磁線圈41相連，第二振蕩器20與第二定子磁極22的勵磁線圈42 相連，分別連接在兩相中。兩個振蕩器19、20均為LC並聯衰減振蕩器。在本實用新型兩相多極開關磁阻電機的實施例中，參見圖5和圖6，位置傳感器採用槽形光偶11、12和遮光片13構成，第一光偶11與第二光偶12相互錯開一個磁極角，分別安裝在左端蓋7上，遮光片13固定安裝在轉軸6上並從第一光偶11與第二光偶12的槽中穿過。在本實用新型兩相多極開關磁阻電機其他的實施例中，位置傳感器也可以採用其他類型的傳感器構成。在本實用新型兩相多極開關磁阻電機的實施例中，設置了自通風冷卻系統。參見圖8和圖9，自通風冷卻系統包括在左端蓋7和右端蓋8上分別設置的進風口 15、出風口 16 和風道隔圈17，進風口 15位於左端蓋7和右端蓋8的內緣，圓周均布有4個，出風口 16位於左端蓋7和右端蓋8的外緣，圓周均布有4個，風道隔圈17固定於進風口 15與出風口 16 之間。下面說明本實用新型兩相多極開關磁阻電機的工作過程。本實用新型兩相多極開關磁阻電機具有自起動能力和調整方向的功能。在安裝調試時，控制兩相開關的第一光偶11與第二光偶12相互錯開一個磁極角，不會同時被遮光片 13擋住，也就是說，有一相在通電，電機在任何一個角度均能起動。電機控制器10通過電子開關14和兩個振蕩器19、20控制兩相輪流通斷，轉矩死區即零轉矩區就變得非常窄，其結構卻很簡單。參見圖2，定子磁極和轉子磁極處於此位置，此相斷電。參見圖3，定子磁極和轉子磁極處於此位置，電路開通時，轉子逆時針轉動；參見圖4，電路開通時，定子磁極和轉子磁極處於此位置，轉子順時針轉動。在電機旋轉後，自通風冷卻系統由於壓力差的作用，機外的冷空氣源源不斷地由進風口 15被吸入，通過轉子輻鐵5間的空間和空隙9，再通過轉子磁極間和定子磁極間由出風口 16排出機外，達到冷卻作用。採用了自通風冷卻系統後，傳統的電機風罩、風扇和機殼上的散熱片均可以省去。以上的實施例僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，並非對本實用新型的範圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本實用新型的技術方案做出的各種變形和改進，均應落入本實用新型的權利要求書確定的保護範圍內。
權利要求1.一種兩相多極開關磁阻電機，包括外殼(1)、左端蓋(7)和右端蓋(8)，以及定子、轉子、轉軸(6)、位置傳感器和電機控制器，所述定子包括定子磁極和勵磁線圈，所述轉子包括轉子磁極和轉子輻鐵(5)，所述定子磁極和轉子磁極為極數相等的雙凸極結構，所述定子磁極和勵磁線圈固設在外殼(1)內側，所述轉子磁極通過所述轉子輻鐵( 套裝在所述轉軸 (6)上，所述電機控制器的信號輸入端與所述位置傳感器相連，所述電機控制器的信號輸出端通過振蕩器與所述勵磁線圈相連，其特徵在於所述定子磁極和轉子磁極設有沿所述轉軸(6)方向分布的兩段，分別為第一定子磁極 (21)和第二定子磁極(22)、第一轉子磁極(31)和第二轉子磁極(32)，所述第一定子磁極 (21)與第二定子磁極0 之間、第一轉子磁極(31)與第二轉子磁極(3 之間設有相同的空隙(9)，所述第一定子磁極和第二定子磁極0 的勵磁迴路分別連接在兩相中，所述第一轉子磁極(31)與第二轉子磁極(3 的徑向垂直軸線相互錯開一個磁極角並套裝在所述轉軸(6)上；所述位置傳感器設有兩隻，分別安裝在作為非輸出端的所述左端蓋(7)上，兩隻所述位置傳感器的徑向軸線相互錯開一個磁極角或整數個磁極角；所述振蕩器包括並聯的兩個振蕩器，第一振蕩器與所述第一定子磁極的勵磁線圈Gl)相連，第二振蕩器與所述第二定子磁極0 的勵磁線圈0 相連，分別連接在兩相中。
2.根據權利要求1所述的兩相多極開關磁阻電機，其特徵在於其中所述電機控制器與所述振蕩器之間連接有電子開關，所述振蕩器為LC並聯衰減振蕩器。
3.根據權利要求2所述的兩相多極開關磁阻電機，其特徵在於其中所述位置傳感器採用槽形光偶和遮光片(13)構成，第一光偶(11)與第二光偶(12)相互錯開一個磁極角， 分別安裝在所述左端蓋(7)上，所述遮光片(13)固定安裝在所述轉軸(6)上並從所述第一光偶(11)與第二光偶(12)的槽中分別穿過。
4.根據權利要求3所述的兩相多極開關磁阻電機，其特徵在於其中所述左端蓋(7) 和右端蓋(8)上分別設置進風口(15)、出風口(16)和風道隔圈(17)，所述進風口(15)位於所述左端蓋(7)和右端蓋(8)的內緣，圓周均布有4個，所述出風口(16)位於所述左端蓋⑵和右端蓋⑶的外緣，圓周均布有4個，所述風道隔圈(17)固定於所述進風口(15) 與出風口 (16)之間。
5.根據權利要求4所述的兩相多極開關磁阻電機，其特徵在於其中所述定子磁極和轉子磁極採用電工鋼片疊壓而成。
專利摘要本實用新型兩相多極開關磁阻電機，包括外殼、左端蓋和右端蓋，以及定子、轉子、轉子輻鐵、轉軸、電機控制器、兩隻位置傳感器和兩個振蕩器。定子磁極和轉子磁極為極數相等的雙凸極結構，相鄰兩磁極的勵磁線圈一正一反地依次連接，相鄰兩定子磁極構成等分的雙分磁迴路。定子磁極和轉子磁極沿轉軸方向分布兩段，之間設有相同的空隙。兩段定子磁極的勵磁迴路分別連接在兩相中，兩段轉子磁極相互錯開一個磁極角。兩隻位置傳感器與電機控制器連接，電機控制器通過電子開關與兩個振蕩器連接。其優點是具有自起動能力，轉矩死區即零轉矩區窄，降低了控制電路和機體結構的閒置率，提高了性能，結構簡單，其自通風冷卻系統具有很好的冷卻性能。
文檔編號H02K5/20GK202172353SQ201120308089
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月23日 優先權日2011年8月23日
發明者石雲艾 申請人:合肥神話機電有限公司