磁阻磁體電動機的轉子磁體的磁化方法

2023-06-30 23:23:51 3

專利名稱：磁阻磁體電動機的轉子磁體的磁化方法
技術領域：
本發明涉及磁阻磁體電動機的轉子磁體的磁化方法。該磁化過程包括兩個步驟第一步，將電流饋給定子線圈，利用磁阻轉矩將轉子定位於磁化位置，第二步，將電流饋給定子線圈以磁化轉子磁體。


圖10是昭和57-14261號日本專利申請中的一張附圖，它表示用定子線圈來定位和磁化轉子。在該現有技術中，重新磁化因意外而削弱的磁極。轉子2包括轉子鐵心2a，由永久磁鐵製成的轉子磁體3d以及用以防止轉子磁體3d因離心力而斷裂的不鏽鋼管7。由於轉子2的磁阻在所有徑向上相等，故該電動機僅產生磁矩，不生磁阻轉矩。轉子磁體3d具有已削弱的磁極N和S。首先，如圖10(a)所示，將定位電流Ip由定位電源9a饋送給定子的外端子R和S，由此產生定子磁場E，然後，由定子磁場E與磁極NS之間所產生的磁矩驅動轉子2旋轉，使轉子2定位於磁極NS與定子磁場E為相同取向的位置上。接著，如圖10(b)所示，將磁化電流Im由磁化電源9b饋送給定子的外端子T和S，由此產生磁化場G作為定子磁場。然後，轉子2由磁化場G重新磁化，同時它由該磁化場G與磁極NS之間所產生的磁矩所驅動，沿箭頭方向旋轉。轉子的旋轉可用來展寬沿定子繞組的線圈節距的磁化寬度。
本發明提供一種磁阻磁體電動機中轉子磁體的磁化方法。該磁化方法包括以下步驟(a)將定位電流饋送給定子線圈，使轉子由磁阻轉矩定位於磁化位置。
(b)保持轉子定位於磁化位置以避免移動。
(c)將磁化電流饋送給定子線圈，使轉子可以被磁化。
步驟(c)進一步包括在正常磁化之前用弱磁化電流對轉子進行弱磁化的步驟，以防止轉子因磁化轉子時所產生的電動機轉矩而損壞圖1(a)和1(b)表示根據本發明第一個實施例的磁化方法。
圖2(a)和2(b)表示根據本發明第二個實施例的磁化方法。
圖3(a)和3(b)表示根據本發明第四個實施例的磁化方法。
圖4(a)和4(b)表示根據本發明第五個實施例的磁化方法。
圖5表示一種磁化電流的波形。
圖6表示用於本發明第一和第二個實施例的四極磁阻磁體電動機的低磁阻軸X和磁化軸M。
圖7表示用於本發明第一個實施例的四極磁阻磁體電動機中，定子槽內的定位電流的分布、定子磁場E以及位於磁化位置的轉子2。
圖8表示用於本發明第一個實施例的四極磁阻磁體電動機中，定子槽內的磁化電流的分布以及磁化場G。
圖9表示用於本發明第四和第五個實施例的四極磁阻磁體電動機中的低磁阻軸X和磁化軸M。
圖10(a)和10(b)表示現有技術。
由磁矩和磁阻轉矩兩者驅動的磁阻磁體電動機已得到了廣泛應用。圖6表示一個四極磁阻磁體電動機。轉子2包括以下部件(a)由高導磁率材料諸如層疊鐵片製成的轉子鐵芯2a，(b)貫穿轉子鐵心2a的未磁化的轉子磁體3a和3b，以及(c)固定到轉子鐵心2a的轉軸6。轉子磁體3a和3b在磁化過程中沿磁化軸M磁化，該過程將在後面描述。在該電動機中，轉子2沒有均勻的磁阻。由於轉子磁體3a和3b的導磁率大大低於轉子鐵心2a的導磁率，故從定子來看，轉子的磁阻在低磁阻軸X處為最小，該軸與磁化軸M電角度相差90度。磁阻轉矩在低磁阻軸X與定子磁場之間產生。
第一個典型實施例本發明的第一個典型實施例具有圖6所示的物理結構以及圖1(a)和1(b)所示的電氣結構。如圖1(a)所示，Y接法的三相定子線圈的外端子R和S耦合在一起，由此形成一個外端子RS。定位電流IP從定位電源9a饋送到外端子RS和T。結果，形成定子磁場。轉子2由低磁阻軸X與定子磁場E之間產生的磁阻轉矩驅動旋轉，且轉子2定位於低磁阻軸X與定子磁場E相一致的磁化位置。圖7表示定子槽內定位電流的分布、定子磁場E以及位於磁化位置的轉子2，其中軸保持裝置(未圖示)牢固保持轉子2的轉軸，以免轉子在磁化時移動。接著，如圖1(b)所示，外端子RS分離成單獨的R端子和S端子，具有圖5所示波形的磁化電流Imax由磁化電源9b饋送到外端子R和S，由此產生磁化場G。保持在磁化位置的轉子2由磁化場G沿著磁化軸M磁化，軸M與低磁阻軸X有90度的電角度差。圖8表示定子槽內磁化電流的分布和磁化場G。
第二個典型實施例用於本發明第二個典型實施例的電動機與用於前述典型實施例的相同。首先，如圖2(a)所示定位電流Ip由定位電源9a饋送到外端子R和S之間，由此形成定子磁場E。轉子2由低磁阻軸X與定子磁場E之間產生的磁阻轉矩驅動旋轉。然後，轉子2定位於低磁阻軸X與定子磁場E相一致的磁化位置。在該磁化位置，轉子2的轉軸由軸保持裝置(未圖示)牢固保持，以避免移動。接著，如圖2(b)所示，將外端子R和S耦合形成外端子RS，使磁化電流Imax由磁化電源9b饋送到外端子RS與T之間。結果，形成磁化場G。牢固保持在磁化位置的轉子2由磁化場G沿著磁化軸M磁化，軸M因磁化場G的作用與低磁阻軸X有90度的電角度差。
第三個典型實施例在上述實施例中，當低磁阻軸X與磁化軸M之間的電角度差因某種原因，(諸如不均勻的磁阻分布)而偏離90度時，在磁化過程中脈動地產生磁阻轉矩。應當減小該磁阻轉矩，因為它可能損壞轉子。在本發明的第三個典型實施例中，為了減小所述的磁阻轉矩，在正常磁化前用弱磁化電流進行磁化。在弱磁化以後的正常磁化中，磁化電流與已被弱磁化的轉子磁體之間的吸力阻止轉子的旋轉，由此減小了所述的磁阻轉矩。採用一半磁化電流的弱磁化效果如下所示Tr∞Isin2θ其中，(電角度)為轉子與磁化位置的偏差度，Tr表示磁阻轉矩，I表示定子電流。
磁阻轉矩與定子電流的平方成正比，因此，當採用一半正常磁化電流進行弱磁化時，所述磁阻轉矩減小到正常時的四分之一。轉子磁體由磁通而弱磁化。在弱磁化後的正常磁化中，轉子磁體逆著磁阻轉矩產生磁矩Tm。
Tm∞ψIsinθ因此，在正常磁化過程中加到轉子的轉矩減小了Tm。通過一步步地增加磁化電流重複弱磁化過程，可以更有效地減小所述的磁阻轉矩。
第四個典型實施例本發明的第四個典型實施例採用圖9所示的物理結構，其中，將未磁化的轉子磁體3c固定到轉子鐵心2a上。如圖9所示，轉子的低磁阻X軸與磁化軸M相一致。首先，如圖3(a)所示，將定子線圈的外端子R和S耦合在一起，由此形成外端子RS。定位電流Ip由定位電源9a饋送到外端子RS和T。結果形成定子磁場E。轉子2由低磁阻軸X與定子磁場E之間產生的磁阻轉矩驅動旋轉，轉子2定位於低磁阻軸X與定子磁場E相一致的磁化位置上。圖9表示定子槽內的定位電流的分布、定子磁場E以及定位於磁化位置之轉子2，其中軸保持裝置(未圖示)牢固地保持轉子2的迴轉軸，以避免在磁化時移動。接下來，如圖3(b)所示，將磁化電流Imax由磁化電源9b饋送給外端子RS和T，由此形成磁化場G。由磁化場G沿磁化軸M磁化保持在磁化位置的轉子2，該軸M的方向與低磁阻軸線X的方向相一致。
第五個典型實施例本發明第五個典型實施例中所用的電動機與第四個典型實施例中所用的相同。首先，如圖4(a)所示，將定位電流Ip由定位電源9a饋送到外端子R與S之間，由此形成定子磁場E。轉子2由低磁阻軸X與定子磁場E之間產生的磁阻轉矩驅動旋轉。然後，轉子2定位於低磁阻軸X與定子磁場E相一致的磁化位置。在該磁化位置，轉子2的轉軸通過軸保持裝置(未圖示)牢固地保持，以避免移動。接下來，如圖4(b)所示，將磁化電流Imax由磁化電源9b饋送到外端子R與S之間。結果形成磁化場G。由磁化場G沿著磁化軸M磁化牢固地保持在磁化位置上的轉子2，軸M的方向與低磁阻軸X的方向相一致。
權利要求
1.一種磁阻磁體電動機的轉子磁體的磁化方法，所述電動機具有定子和轉子，所述定子包括Y接法的三相定子線圈，它具有外端子R、S和T，所述轉子包括轉子磁體的磁化軸以及與該磁化軸有90度電角度差的低磁阻軸，其特徵在於所述磁化方法包括以下步驟(a)通過耦合外端子R和S形成外端子RS，並將定位電流饋送到外端子RS與T之間，由磁阻轉矩將轉子定位於磁化位置，(b)保持定位於磁化位置的轉子的轉軸，以避免其移動，(c)將所述外端子RS分離成外端子R和S，並將磁化電流饋送到外端子R與S之間，以磁化轉子磁體。
2.一種磁阻磁體電動機的轉子磁體的磁化方法，所述電動機具有定子和轉子，所述定子包括Y接法的三相定子線圈，它具有外端子R、S和T，所述轉子包括轉子磁體的磁化軸以及與該磁化軸有90度電角度差的低磁阻軸，其特徵在於所述磁化方法包括以下步驟(a)將定位電流饋送到外端子R與S之間，由磁阻轉矩將轉子定位於磁化位置，(b)保持定位於磁化位置的轉子的轉軸，以避免其移動，(c)耦合外端子R和S形成外端子RS，並將磁化電流饋送到外端子RS與T之間，以磁化轉子磁體。
3.如權利要求1所述的磁化方法，其特徵在於，步驟(c)包括由正常磁化電流對轉子磁體進行正常磁化，以及在正常磁化之前由弱磁化電流對轉子磁體進行弱磁化，所述弱磁化電流比正常磁化電流為弱。
4.如權利要求3所述的磁化方法，其特徵在於，通過在正常磁化之前逐步地增大磁化電流，對轉子磁體重複進行弱磁化。
5.如權利要求2所述的磁化方法，其特徵在於，步驟(c)包括由正常磁化電流對轉子磁體進行正常磁化，以及在正常磁化之前由弱磁化電流對轉子磁體進行弱磁化，所述弱磁化電流比正常磁化電流為弱。
6.如權利要求5所述的磁化方法，其特徵在於，通過在正常磁化之前逐步地增大磁化電流，對轉子磁體重複進行弱磁化。
7.一種磁阻磁體電動機的轉子磁體的磁化方法，所述電動機具有定子和轉子，所述定子包括Y接法的三相定子線圈，它具有外端子R、S和T，所述轉子包括轉子磁體的磁化軸線以及與該磁化軸相符的低磁阻軸，其特徵在於所述磁化方法包括以下步驟(a)通過耦合外端子R和S形成外端子RS，並將定位電流饋送到外端子RS與T之間，由磁阻轉矩將轉子定位於磁化位置，(b)保持定位於磁化位置的轉子的轉軸，以避免其移動，(c)將磁化電流饋送到外端子RS與T之間，以磁化轉子磁體。
8.一種磁阻磁體電動機的轉子磁體的磁化方法，所述電動機具有定子和轉子，所述定子包括Y接法的三相定子線圈，它具有外端子R、S和T，所述轉子包括轉子磁體的磁化軸以及與該磁化軸相符的低磁阻軸，其特徵在於所述磁化方法包括以下步驟(a)將定位電流饋送到外端子R與S之間，由磁阻轉矩將轉子定位於磁化位置，(b)保持定位於磁化位置的轉子的轉軸，以避免其移動，(c)將磁化電流饋送到外端子R與S之間，以磁化轉子磁體。
全文摘要
一種三相磁阻磁體電動機的轉子磁體的磁化方法，包括以下步驟(a)通過耦合外端子R和S形成外端子RS，並將定位電流饋送到外端子RS與T之間，由磁阻轉矩將轉子定位於磁化位置，(b)保持定位於磁化位置的轉子的轉軸，以避免其移動，(c)將所述外端子RS分離成外端子R和S，並將磁化電流饋送到外端子R與S之間，以磁化轉子磁體。
文檔編號H02K1/27GK1164772SQ97103129
公開日1997年11月12日 申請日期1997年3月7日 優先權日1996年3月8日
發明者淺野能成, 神藤正行, 伊藤浩, 本田辛夫, 村上浩, 角谷直之, 橫手靜 申請人:松下電器產業株式會社