利用多重多相线圈磁场锁定的电磁机械制造技术

本申请涉及电磁机械，所述电磁机械包括：旋转轴；定子，所述定子包括多相线圈；动子(1转子)，所述动子(1转子)与定子隔开预设间隔，包括多相线圈；及控制部，所述控制部独立地控制定子的第一磁场及动子(1转子)的第二磁场。根据本申请的电磁机械具有如下效果，即，可以解决能够独立地主动控制的绕线型定子与动子(1转子)在启动或必要时的扭矩问题，可以以最小大小发生最大驱动扭矩，可以使效率最大化。可以使效率最大化。可以使效率最大化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用多重多相线圈磁场锁定的电磁机械


[0001]本申请涉及利用多重多相线圈磁场锁定的电磁机械，特别是涉及一种利用多重多相线圈磁场锁定的电磁机械，在电磁机械(Electromagnetic machine)中具备独立生成旋转磁场(Rotating magnetic field)的可主动控制的转子和定子，并对其独立地控制，从而作为电动机，可以增加启动(Starting
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up)时或运行中要求的扭矩(Torque)，可以更好地调节方向、扭矩和速度，同时，作为发电机，可以排除动力源(prime mover)的不稳定性，供应稳定的电力，不仅具有广泛的运转范围，以较小的大小便具有较高效率，而且还可以在广泛区域调节扭矩和速度。

技术介绍

[0002]在多个产业领域，大量要求要在系统内安装包括旋转构件的可逆的电磁机械。根据机械所安装的系统的工作条件，变换为由这种旋转构件的旋转运动产生的机械能，利用这种机械能生成电能的是发电机(Generator)。由这种发电机生成的电力可以供应给或存储于其他系统要素。另外，向机械供应电能并变换成机械能从而使旋转构件旋转而获得旋转动力的是电动机(Motor)。
[0003]这种电动机/发电机中使用的电磁机械是我们生活周边最广泛使用的电气设备，容量从数十W的小型到数MW的大型，在家庭和工业现场广泛使用，特别是广泛用于电风扇、洗衣机、电冰箱、汽车、电梯、水泵、起重机等。对这种电磁机械的一般要求不仅是节省费用，特别是在诸如地面车辆或飞机的运输装置中，还要小型化及轻量化。
[0004]另外，电磁机械包括定子和转子构成。一般而言，利用转子借助于电流在定子线圈(coil)中流动时产生的旋转磁场而产生旋转扭矩的原理进行工作。将转子借助于旋转扭矩而旋转的力用作旋转动力。
[0005]直流电动机在空隙中使用固定磁场驱动电枢线圈而生成扭矩。如要转换电枢，则为了转换电流而需要整流子，感应电动机具有在空隙中生成移动或旋转磁场的具有多相线圈的定子，转子生成来源于永磁铁或电磁铁的预设磁场，以与转子轴的速度相同的速度旋转。换句话说，以往的电磁机械具有固定于轴的磁场旋转。
[0006]在直流电动机中，由于利用机械式整流器(电刷)，因而需要定期维护，在高速驱动时存在困难，安装场所也有限制。另一方面，在无机械式整流器的永磁同步电动机(PMSM：Permanent Magnet Synchronous Motor)中，由于使用永磁铁，因而存在最大输出时盈余少、高温时磁铁性能低下的问题。
[0007]一般而言，在感应电动机中，在启动时由于负载及电动机本身的惯性而发生的扭矩小，正常运转需要时间。另外，在电动机启动时，在电动机线圈中暂时流动被称为浪涌电流(In
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rush current)的大电流。因此，使用感应电动机时，存在需良好地调节浪涌电流的问题。
[0008]感应电动机大致可以分为笼型感应电动机(Squirrel cage induction motor)和绕线型电动机(Wound motor)。就笼型感应电动机而言，结构简单而坚固，运转容易，维护简
单。但在结构特性上，启动时需要大电流，生成小扭矩。因此，在要求频繁的启动与停止或需要控制速度或电源容量小的情况下难以适用。
[0009]另外，就绕线型电动机而言，相比笼型电动机，启动电流小，生成大扭矩。但为了生成大扭矩，需增加电动机本身大小，这存在费用增加的问题。另外，绕线型电动机需要滑环。

技术实现思路

[0010]本申请旨在解决如上所述以往问题，本申请的目的在于提供一种包括能够独立地主动控制的绕线型转子和定子的电磁机械。
[0011]本申请的另一目的在于提供一种利用包括能够独立地主动控制的绕线型转子和定子的电磁机械，从而减小系统规模、提高效率的双馈电磁机械(Doubly Active Electromagnetic Machine)系统。
[0012]作为旨在达成上述目的的一个体现例，根据本申请一个实施例的电磁机械包括：定子，所述定子包括多相线圈；动子，所述动子与所述定子隔开预设间隔，包括多相线圈；及控制部，所述控制部独立地控制所述定子的第一磁场及所述动子的第二磁场。
[0013]另外，所述控制部可以控制接入所述定子的多相线圈的第一电流及接入所述动子的多相线圈的第二电流，从而可以控制所述第一磁场及所述第二磁场。
[0014]另外，所述控制部可以分别控制所述第一电流及所述第二电流的相位及振幅。
[0015]另外，所述控制部可以以直接接线方式、滑环(slip
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ring)方式及无线感应耦合方式中至少一种方式，将所述第一电流接入所述定子的多相线圈或将所述第二电流接入所述动子的多相线圈。
[0016]另外，所述控制部可以在驱动初期以使所述定子的第一磁场及所述动子的第二磁场相互锁定的方式控制所述电磁机械。
[0017]另外，所述控制部可以向相同方向或相反方向控制所述第一磁场及所述第二磁场的移动方向。
[0018]另外，所述动子可以是连接于旋转轴并以所述旋转轴为中心旋转的转子。
[0019]另外，所述控制部可以保持所述定子的第一磁场及所述动子的第二磁场相互锁定，分别控制所述第一磁场及所述第二磁场，从而可以生成所述旋转轴的扭矩及速度。
[0020]另外，所述电磁机械可以是线性电磁机械或旋转电磁机械。
[0021]另外，所述定子可以包括第一线圈阵列，所述动子可以包括第二线圈阵列，所述第二线圈阵列与所述第一线圈阵列隔开预设间隔形成，在隔开的方向上具有镜像，同时，所述第一线圈阵列可以包括彼此相邻形成的至少一个第一半周期及至少一个第二半周期，所述第一半周期可以包括电流流动方向彼此不同的至少两个线圈，且所述第一半周期及所述第二半周期可以在相邻方向上具有镜像。
[0022]另外，在形成所述第一半周期的两个线圈之间形成的磁场的方向与在形成所述第二半周期的两个线圈之间形成的磁场的方向可以彼此相反。
[0023]另外，所述第一半周期可以包括：第一层，所述第一层与所述第二线圈阵列邻接，包括电流流动方向彼此不同的至少两个线圈；第二层，所述第二层位于所述第一层上部，包括具有与所述第一层的线圈结构相同的电流方向但位于比所述第一层线圈结构更外侧的第二层线圈结构；及第三层，所述第三层位于所述第二层上部，包括具有与所述第二层线圈
结构彼此相反方向的电流方向但位于比所述第二层线圈结构更内侧的第三层线圈结构。
[0024]另外，可以还包括：第四层，所述第四层位于所述第三层上部，包括具有与所述第三层的线圈结构相同的电流方向但位于比所述第三层线圈结构更外侧的第四层线圈结构。
[0025]另外，所述第一半周期可以包括：下层，所述下层与所述第二线圈阵列邻接，包括电流流动方向彼此不同的至少两个线圈；上层，所述上层位于所述下层上部，包括具有与所述下层线圈结构彼此相反方向的电流方向的上层线圈结构。
[0026]另外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电磁机械，包括：定子，所述定子包括多相线圈；动子，所述动子包括多相线圈，且所述动子与所述定子隔开预设间隔；及控制部，所述控制部独立地控制所述定子的第一磁场及所述动子的第二磁场。2.根据权利要求1所述的电磁机械，其中，所述控制部通过控制接入所述定子的所述多相线圈的第一电流来控制所述第一磁场，且所述控制部通过控制接入所述动子的所述多相线圈的第二电流来控制所述第二磁场。3.根据权利要求2所述的电磁机械，其中，所述控制部分别地控制所述第一电流的相位和振幅，及所述第二电流的相位和振幅。4.根据权利要求1所述的电磁机械，其中，所述控制部以直接接线方式、滑环方式及无线感应耦合方式中至少一种方式，将所述第一电流接入所述定子的所述多相线圈或将所述第二电流接入所述动子的所述多相线圈。5.根据权利要求1所述的电磁机械，其中，所述控制部在驱动初期以使所述定子的所述第一磁场及所述动子的所述第二磁场相互锁定的方式控制所述电磁机械。6.根据权利要求1所述的电磁机械，其中，所述控制部控制所述第一磁场及所述第二磁场向相同方向或相反方向移动。7.根据权利要求1所述的电磁机械，其中，所述动子是连接于旋转轴并以所述旋转轴为中心旋转的转子。8.根据权利要求7所述的电磁机械，其中，所述控制部保持所述定子的第一磁场及所述动子的第二磁场相互锁定，个别地控制所述第一磁场及所述第二磁场，从而生成所述旋转轴的扭矩及速度。9.根据权利要求1所述的电磁机械，其中，所述电磁机械是线性电磁机械或旋转电磁机械。10.根据权利要求1所述的电磁机械，其中，所述定子包括第一线圈阵列，所述动子包括第二线圈阵列，所述第二线圈阵列形成为与所述第一线圈阵列隔开预设间隔，并在隔开的方向上具有镜像，所述第一线圈阵列包括彼此相邻形成的至少一个第一半周期及至少一个第二半周期，所述第一半周期包...

【专利技术属性】
技术研发人员：明南秀，
申请(专利权)人：明南秀，
类型：发明
国别省市：