集电动机和发电机于一体设备及其控制方法技术

一种集电动机和发电机于一体设备，包括外壳，定子和转子，沿定子第一径向方向绕线形成第一线圈和第三线圈，沿定子垂直于第一径向方向的第二径向方向绕线形成第二线圈和第四线圈，外壳内壁设有分别位于上述相邻两线圈之间的磁场传感器A、磁场传感器B、磁场传感器C和磁场传感器D，转子上沿其轴向方向绕绕组，作为电动机使用，对转子上的绕组进行通电，磁场传感器A、磁场传感器B、磁场传感器C和磁场传感器D中任一磁场传感器感应到S或N时，控制给定子的第一线圈和第三线圈，或第二线圈和第四线圈通电，使转子一直沿某一方向旋转；作为发电机使用，对转子绕组通电并带动转子转动，使定子线圈产生电流输出。本发明专利技术结构简单，复合利用率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电动机、发电机领域，具体涉及一种。
技术介绍
目前的电动机、发电机一体设备一般通过米用永磁铁提供固定磁场,从而实现发电机和电动机之间功能切换，该米用永磁铁的电动机、发电机一体设备虽然能够实现电动机和发电机的功能，且控制简单，但由于采用的永磁铁对工作环境要求苛刻，即为了防止铁屑进入工作区，目前现有的采用永磁铁的电动机、发电机一体设备往往使用封闭设计，但这种封闭设计不利于降温和减小尺寸，从而在长时间高速运行时可靠性无法保障。另外，由于永磁铁提供的磁场固定，因此对于能量转换无法灵活控制。
技术实现思路
本专利技术为解决现有电动机、发电机一体设备采用永磁铁提供固定磁场，且往往采用封闭设计而不利于降温的弊端，提供了一种不需采用永磁铁提供固定磁场，结构简单且工作效率更高的。本专利技术的技术方案是 一种集电动机和发电机于一体设备，包括外壳，定子和转子，沿定子的第一径向方向绕线形成有第一线圈和第三线圈，以及沿定子的第二径向方向绕线形成有第二线圈和第四线圈，所述第二径向方向垂直于第一径向方向，夕卜壳内壁设有磁场传感器A、磁场传感器B、磁场传感器C和磁场传感器D,且磁场传感器A位于第一线圈和第二线圈之间,磁场传感器B位于第一线圈和第四线圈之间，磁场传感器C位于第三线圈和第四线圈之间，磁场传感器D位于第二线圈和第三线圈之间，所述转子上沿转子轴向方向绕有绕组，其中， 当该设备作为电动机使用时，对转子上的绕组进行通电，磁场传感器A、磁场传感器B、磁场传感器C和磁场传感器D用于感应转子磁场极性，当任一磁场传感器感应到S极或者N极时，分别控制给定子的第一线圈和第三线圈，或者给第二线圈和第四线圈通电流，使得转子一直沿某一方向旋转，该某一方向为顺时针方向或逆时针方向；以及 当该设备作为发电机使用时，对转子上的绕组进行通电并带动转子转动，使得定子上的第一线圈和第三线圈，以及第二线圈和第四线圈产生电流输出。—种集电动机和发电机于一体设备的控制方法，当该设备作为电动机使用时，其控制方法如下 对转子上的绕组进行通电，当磁场传感器A、磁场传感器B、磁场传感器C和磁场传感器D中任一磁场传感器感应到转子磁场的S极或者N极时，分别控制给定子的第一线圈和第三线圈，或者给第二线圈和第四线圈通电流，使得转子一直沿某一方向旋转，该某一方向为顺时针方向或逆时针方向；以及 当该设备作为发电机使用时，其控制方法如下对转子上的绕组进行通电并带动转子转动，使得定子上的第一线圈和第三线圈，以及第二线圈和第四线圈产生电流输出。本专利技术的优点本专利技术集电动机和发电机于一体设备通过包括外壳，定子和转子，沿定子的第一径向方向绕线形成有第一线圈和第三线圈，以及沿定子的第二径向方向绕线形成有第二线圈和第四线圈，所述第二径向方向垂直于第一径向方向，夕卜壳内壁设有磁场传感器A、磁场传感器B、磁场传感器C和磁场传感器D，且磁场传感器A位于第一线圈和第ニ线圈之间，磁场传感器B位于第一线圈和第四线圈之间，磁场传感器C位于第三线圈和第四线圈之间，磁场传感器D位于第二线圈和第三线圈之间，所述转子上沿转子轴向方向绕有绕组，使得当作为电动机使用时，先对转子上的绕组进行通电，磁场传感器A、磁场传感器B、磁场传感器C和磁场传感器D用于感应转子磁场极性，当任ー磁场传感器感应到转子磁场的S极或者N极时，分别控制给定子的第一线圈和第三线圈，或者给第二线圈和第四线圈通电流，使得转子沿顺时针方向旋转；或者当任一磁场传感器感应到转子磁场的N极时，分别控制给定子的第一线圈和第三线圈，或者给第二线圈和第四线圈通电流，使得转子一直沿某一方向旋转，该某一方向为顺时针方向或逆时针方向，从而实现电动机将电能转换为机械能的功能；而当作为发电机使用吋，需对转子上的绕组进行通电流并驱使转子转动，使得定子上的第一线圈和第三线圈，以及第ニ线圈和第四线圈产生电流输出，从而实现发电 机将机械能转换为电能的功能。由上可知，本专利技术集电动机和发电机于一体设备不仅避免了采用永磁铁提供固定磁场，且由于往往使用封闭设计而不利于降温和减小尺寸的弊端，本专利技术不仅结构简单，而且实现发电机和电动机两种功能共用部件的利用率达到90%。附图说明图I为本专利技术集电动机和发电机于一体设备定子不意图。图2为本专利技术集电动机和发电机于一体设备提供的ー实施例逻辑控制电路图。图3为本专利技术集电动机和发电机于一体设备的控制方法提供的实施例一第一状态图。图4为本专利技术集电动机和发电机于一体设备的控制方法提供的实施例一第二状态图。图5为本专利技术集电动机和发电机于一体设备的控制方法提供的实施例一第三状态图。图6为本专利技术集电动机和发电机于一体设备的控制方法提供的实施例一第四状态图。具体实施例方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一歩详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用干限定本专利技术。为解决现有电动机、发电机一体设备采用永磁铁提供固定磁场，且往往采用封闭设计而不利于降温的弊端，本专利技术提供了ー种集电动机和发电机于一体设备，该设备包括外壳(图中未画出)，定子5和转子6，如图I所示，沿定子5的第一径向方向绕线形成有第一线圈I和第三线圈3，以及沿定子5的第二径向方向绕线形成有第二线圈2和第四线圈4，所述第二径向方向垂直于第一径向方向，夕卜壳内壁设有磁场传感器A、磁场传感器B、磁场传感器C和磁场传感器D,且磁场传感器A位于第一线圈I和第二线圈2之间,磁场传感器B位于第一线圈I和第四线圈4之间，磁场传感器C位于第三线圈3和第四线圈4之间，磁场传感器D位于第二线圈2和第三线圈3之间，如图3所示，所述转子6上沿转子6轴向方向绕有绕组，其中， 当该设备作为电动机使用吋，对转子6上的绕组进行通电，磁场传感器A、磁场传感器B、磁场传感器C和磁场传感器D用于感应转子6磁场极性，当任ー磁场传感器感应到S极或者N极时，分别控制给定子5的第一线圈I和第三线圈3，或者给第二线圈2和第四线圈4通电流，使得转子6 —直沿某一方向旋转(例如，如图3所示，转子6 —直沿顺时针方向旋转)，从而实现电动机将电能转换为机械能的功能； 当该设备作为发电机使用时，对转子6上的绕组进行通电并带动转子6转动，使得定子5上的第一线圈I和第三线圈3，以及第ニ线圈2和第四线圈4产生电流输出，从而实现发 电机将机械能转换为电能的功能。所述磁场传感器(包括磁场传感器A、磁场传感器B、磁场传感器C和磁场传感器D)是ー种霍尔传感器开关，其工作原理是，当该霍尔开关感应到转子6产生的磁场某ー极性(例如为S极，当然也可以制作成N扱)时，其开关便完全打开，这样便可得知该霍尔开关感应到磁场的某ー极性(例如S极)。作为本专利技术的一优选方案，所述磁场传感器A位于第一线圈I和第二线圈2的中间位置，磁场传感器B位于第一线圈I和第四线圈4的中间位置，磁场传感器C位于第三线圈3和第四线圈4的中间位置，磁场传感器D位于第二线圈2和第三线圈3的中间位置，目的是，提高磁场传感器A、磁场传感器B、磁场传感器C以及磁场传感器D感应的准确度。所述沿定子5的第一径向方向绕线形成有第一线圈I和第三线圈3，其绕线方法可以按由内至外且由左至右的方向绕制，所述沿定子5的第二径向方向绕线形成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集电动机和发电机于一体设备，包括外壳，定子和转子，其特征在于，沿定子的第一径向方向绕线形成有第一线圈和第三线圈，以及沿定子的第二径向方向绕线形成有第二线圈和第四线圈，所述第二径向方向垂直于第一径向方向，夕卜壳内壁设有磁场传感器A、磁场传感器B、磁场传感器C和磁场传感器D,且磁场传感器A位于第一线圈和第二线圈之间，磁场传感器B位于第一线圈和第四线圈之间，磁场传感器C位于第三线圈和第四线圈之间，磁场传感器D位于第二线圈和第三线圈之间，所述转子上沿转子轴向方向绕有绕组，其中， 当该设备作为电动机使用时，对转子上的绕组进行通电，磁场传感器A、磁场传感器B、磁场传感器C和磁场传感器D用于感应转子磁场极性，当任一磁场传感器感应到S极或者N极时，分别控制给定子的第一线圈和第三线圈，或者给第二线圈和第四线圈通电流，使得转子一直沿某一方向旋转，该某一方向为顺时针方向或逆时针方向；以及 当该设备作为发电机使用时，对转子上的绕组进行通电并带动转子转动，使得定子上的第一线圈和第三线圈，以及第二线圈和第四线圈产生电流输出。2.根据权利要求I所述的集电动机和发电机于一体设备，其特征在于，所述磁场传感器A位于第一线圈和第二线圈的中间位置，磁场传感器B位于第一线圈和第四线圈的中间位置，磁场传感器C位于第三线圈和第四线圈的中间位置，磁场传感器D位于第二线圈和第三线圈的中间位置。3.根据权利要求I或2所述的集电动机和发电机于一体设备，其特征在于，沿定子的第一径向方向按照由内至外且由左至右的方向绕线形成有第一线圈和第三线圈。4.根据权利要求I或2所述的集电动机和发电机于一体设备，其特征在于，沿定子的第二径向方向按照由内至外且由上至下的方向绕线形成有第二线圈和第四线圈。5.根据权利要求4所述的集电动机和发电机于一体设备，其特征在于，所述设备还包括一逻辑控制电路，该逻辑控制电路主要由8个直流固态继电器组成，分别为SI、S2、S3、S4、S5、S6、S7 和 S8，其中电源分别为 SI、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8 的引脚 1，S1、S3、S5、S7的引脚4以及磁场传感器A、磁场传感器B、磁场传感器C、磁场传感器D的引脚VDD供电，S2、S4、S6、S8的引脚4以及磁场传感器A、磁场传感器B、磁场传感器C、磁场传感器D的引脚VSS分别接地，磁场传感器B的引脚OUT分别与SI和S2的引脚2相连，磁场传感器D的OUT分别与S3和S4的引脚2相连，磁场传感器A的OUT分别与S5和S6的引脚2相连，磁场传感器C的OUT分别与S7和S8的引脚2相连，SI和S4的引脚3接接线柱11，S2和S3的引脚3接接线柱12，S5和S8的引脚3接接线柱21，S6和S7的引脚3接接线柱22。6.一种集电动机和发电机于一体设备的控制方法，其特征在于，当该设备作为电动机使用时，其控制方法如下 对转子上的绕组进行通电，当磁场传感器A、磁场传感器B、磁场传感器C和磁场传感器D中任一磁场传感器感应到转子磁场的S极或者N极时，分别控制给定子的第一线圈和第三线圈，或者给第二线圈和第四线圈通电流，使得转子一直沿某一方向旋转，该某一方向为顺时针方向或逆时针方向；以及 当该设备作为发电机使用时，其控制方法如下 对转子上的绕组进行通电并带动转子转动，使得定子上的第一线圈和第三线圈，以及第二线圈和第四线圈产生电流输出。7.根据权利要求6所述的集电动机和发电机于一体设备的控制方法，其特征在于，当该设备作为电动机使用的控制方法中，在对转子上的绕组进行通电后，当磁场传感器A感应到转子磁场的S极时，所述分别控制给定子的第一线圈和第三线圈，或者给第二线圈和第四线圈通电流，使得转子沿顺时针方向旋转由以下步骤实现 步骤Al :给定子的第二线圈和第四线圈通电流，使得产生定子磁场为左S极右N极，转子在定子磁场的作用下沿顺时针旋转； 步骤A2 :当磁场传感器B感应到S极时，给定子的第一线圈和第三线圈通电流，同时停止给定子的第二线圈和第四线圈通电流，使得产生定子磁场为上S极下N极，转子在定子磁场的作用下继续沿顺时针旋转； 步骤A3 :当磁场传感器C感应到S极时，给...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪源，刘学军，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：