同极无刷交替步进直流电动机制造技术

本发明专利技术公开了一种同极无刷交替步进直流电动机，旨在提供一种低能耗，低内耗，高效率，多用途，励磁控制简单的同极无刷交替步进直流电动机，包括由同名恒定磁极体（１）；同名脉冲电磁极体（２）；直流电源及其控制部分（３）；整机支承结构部分（４）组成，采用超导磁极的增加致冷绝热部分（５）组成，其技术要点是：电机的主磁极（１）、（２）采用同名极性的对应磁极，电磁极绕组的励磁电源是由直流电源控制器提供的双组交替断续直流电源脉冲励磁交替驱动实现连续运作的方法，区别于现有直流电动机的异名极性对应主磁极必须依靠换向交流励磁变极驱动的传统运作方法。本发明专利技术特别适用于开发以超导磁体，超导脉冲磁体作为对应主磁极的全超导同极无刷交替步进直流电动机的新产品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电动机，特别涉及一种无刷直流脉冲电动机的主磁极，励磁电流及其驱动方法。
技术介绍
在现有技术中，《电机技术》杂志2001年第3期第21-22页发表的《无刷直流电动机运行特性的分析》一文中介绍的二种现有无刷直流电动机的工作原理都是采用异名极性磁极为对应主磁极，电磁极绕组必须依靠换向或逆变成交流励磁变极驱动的过程，才能维持正常的连续运转，换向逆变交流励磁和铁芯涡流产生的焦耳热损耗明显降低了现有电动机的电磁能转换效率。在现有技术中《电机技术》杂志2002年第1期12-14页发表的《无刷直流电动机的最佳触发位置选择》一文中介绍了采用光电元件的转子位置检测器和功率管相结合代替了有刷直流电动机中的换向器和电刷的功能，同时也指出了应用这种无刷直流电动机的最佳换向状态，提高了电动机绕组的出力，减轻了现有无刷电动机存在的换向电流对功率管的冲击问题和在较少相数的180°通电型方式运转中不可避免地存在“阻力矩”缺陷问题，但没有从根本上解决这个问题。在现有技术中，《电机技术》杂志2001年第1期第17-20页上发表的《无刷直流电动机的绕组联接和相数选择》一文中介绍了多相无刷电机，虽然因为相数越多，越接近有刷直流电动机的换向效果，但电动机的无刷励磁控制程序也越来越复杂，控制成本也随之提高，《电机技术》杂志2003年第3期第33-36页上发表的《永磁无刷直流电动机控制系统设计》一文中还介绍了充分利用DSP芯片TMS320F240提供的各种控制功能，作为无刷直流电动机的伺服控制系统，但控制程序仍很复杂，成本仍较高。在现有技术中，除了采用晶闸管集成触发器作为无刷励磁电源的控制器外，《电工电能新技术》杂志2003年第4期第1-5页发表的《一种新型双极性电流源型谐振逆变器的研究》一文提供的一种新型双极性电流源型谐振逆变器，具有耐大电流输出功能和零电压开关特性的软开关先进技术优势，能显著减少开关损耗，为本专利技术采用的两组交替断续直流脉冲励磁电源提供了实用的技术支持。在现有技术中，书号为15034.1389名为《超导电技术及其应用》一书中第182-183页第8.I超导磁体等的应用，又一书号为ISBN7-5616-3029-8/0.213，名为《超导技术应用》一书中第111页4.7.超导磁体简介，两章节中介绍了超导电磁体与常规电磁体相比较具有诸多的优越性和经济性，其中最突出的一点是，超导电磁体在电磁能转换的过程中无焦耳热损耗，其电磁转化效率是常规电磁体的成百上千倍的转化优势大有开发价值，然而，简单地采用超导电磁体替换常规电磁体作为传统工作原理的异极电动机的主磁极设计制造超导电动机的理想是不现实的，其中，除了要解决高速转子的冷却难题外，解决异极电磁绕组的换向交变电流励磁及涡流损耗产生的焦耳热对超导电磁体稳定性的影响甚至引起失超的危险，也是开发全超导电动机的又一关键技术难题。在现有技术中，《科技日报》2001年1月4日头版头条刊登了我国西南交通大学研制的《世界首辆载人“高温超导磁悬浮试验车”问世》一文中报导了这种车的底部采用的是3毫米厚车载薄底液氮低温容器内置的超导态钇钡铜氧块材与常温下钕铁硼永磁体的外磁场之间在实验车道中感生的高温超导磁悬浮力能载乘5人，总悬浮重量为530公斤，净悬浮高度为23毫米，加速度为1米/秒2，连续工作时间大于6小时，为本专利技术开发直线移动式车载型半超导同极无刷交替步进直流电动机中的高温超导直流脉冲电磁极集合体对应主磁极提供了实用的技术支持。
技术实现思路
本专利技术的目的是，充分应用现有先进技术，克服现有技术的不足，提供一种低能耗、低内耗、高电磁转换效率，励磁程序控制简单，可以由多种同名恒定磁极集合体(1)和得电显示同名直流脉冲电磁极集合体(2.1)作为对应主磁极，组合在旋转式或直线移动式整机结构中，以一对或一对以上两组交替断续直流电源重叠交替脉冲励磁重叠交替步进的方式驱动实现连续运作为技术特征的同极无刷交替步进直流电动机，适合于开发旋转式永磁常导同极无刷交替步进直流电动机，更适合于开发直线移动式车载型永磁常导、永磁半超导同极无刷交替步进直流电动机和旋转式低、高温全超导同极无刷交替步进直流电动机的新产品。本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现的本专利技术的一种同极无刷交替步进直流电动机，包括由同名恒定磁极集合体对应主磁极1，得电显示同名直流脉冲电磁极集合体对应主磁极2.1，直流电源及其控制部分3，整机支承结构部分4组成，采用超导磁体作为对应主磁极的增加维持超导态的致冷绝热部分5组成，所述同名恒定磁极集合体对应主磁极1是由一个或一个以上的恒定磁体的N极或S极之一的同名磁极端面同组等距间隔排列固定在旋转式结构4.1.1-2或直线移动式结构4.1.3-4的一方对应工作面上集合而成，所述得电显示同名直流脉冲电磁极集合体对应主磁极2.1是由一个或一个以上的直流脉冲电磁体的得电显示N极或S极之一并与其相对应的同名恒定磁极1极性相同的磁极端面，同组等距间隔或同对两组等距交替排列固定在相应的旋转式结构4.1.1-2或直线移动式结构4.1.3-4中的另一方对应工作面上集合而成，所述直流电源及其端子和连接线路3.1是由市电变压整流直流电源及其端子和连接线路3.1.1、机组发电直流电源及其端子和连接线路3.1.2、蓄电池直流电源及其端子和连接线路3.1.3提供的直流电源，所述直流电源的控制部分3.2包括转子位置检测传感器及其电源、信号传输专用线路3.2.1，两组交替断续直流励磁控制器及其传输专用线路3.2.2，包括一对两组交替断续直流励磁电源基本RS触发器及其传输专用线路3.2.2.1、一对二组交替断续直流励磁电源双极性电源型谐振逆变器及其传输专用线路3.2.2.2、二对四组交替断续直流励磁电源双极性电源型谐振逆变器及其传输专用线路3.2.2.3、三对六组交替断续直流励磁电源双极性电源型谐振逆变器及其传输专用线路3.2.2.4，恒定磁体励磁直流电源控制器及其传输专用线路3.2.3包括常导直流恒定磁体励磁直流电源控制器及其传输专用线路3.2.3.1，低温超导恒定磁体励磁直流电源控制器及其传输专用线路3.2.3.2，高温超导恒定磁体励磁直流电源控制器及其传输专用线路3.2.3.3，正反向启动辅助绕组励磁电源转换控制器及其传输专用线路3.2.4包括正反向启动辅助常导电磁绕组励磁直流电源转换控制器及其传输专用线路3.2.4.1、正反向启动辅助低温超导电磁绕组励磁直流电源转换控制器及其传输专用线路3.2.4.2、正反向启动辅助高温超导电磁绕组励磁直流电源转换控制器及其传输专用线路3.2.4.3，制动反向直流电源换向控制器及其传输专用线路3.2.5组成，所述整机支承结构部分4包括机械支承4.2.1.1、4.2.2.1，高、低温超导磁悬浮支承4.2.1.2-3、4.2.2.2-3的旋转式整机结构4.1.1-2，直线移动式整机结构4.1.3-4组成，所述维持超导态的致冷绝热部分5是由致冷机5.1，致冷剂5.2，致冷剂供应贮槽5.3，转子、动子致冷剂容器5.4，定子致冷剂容器5.5，回收致冷剂容器5.6，连通各容器的保冷绝热管道5.7，保冷绝热机壳5.8，中空转动轴5.9，旋转密封接口5.10，致冷剂输入阀门5.11，致冷剂排出阀门5.12组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同极无刷交替步进直流电动机，包括由同名恒定磁极集合体对应主磁极（１），得电显示同名直流脉冲电磁极集合体对应主磁极（２．１），直流电源及其控制部分（３），整机支承结构部分（４）组成，采用超导磁体作为对应主磁极的增加维持超导态的致冷绝热部分（５）组成，其特征在于：所述同名恒定磁极集合体对应主磁极（１）是由一个或一个以上的恒定磁体的Ｎ极或Ｓ极之一的同名磁极端面同组等距间隔排列固定在旋转式结构（４．１．１－２）或直线移动式结构（４．１．３－４）的一方对应工作面上集合而成，所述得电显示同名直流脉冲电磁极集合体对应主磁极（２．１）是由一个或一个以上的直流脉冲电磁体的得电显示Ｎ极或Ｓ极之一并与其相对应的同名恒定磁极（１）极性相同的磁极端面，同组等距间隔或同对两组等距交替排列固定在相应的旋转式结构（４．１．１－２）或直线移动式结构（４．１．３－４）中的另一方对应工作面上集合而成，所述直流电源及其端子和连接线路（３．１）是由市电变压整流直流电源及其端子和连接线路（３．１．１）、机组发电直流电源及其端子和连接线路（３．１．２）、蓄电池直流电源及其端子和连接线路（３．１．３）提供的直流电源，所述直流电源的控制部分（３．２）包括：转子位置检测传感器及其电源、信号传输专用线路（３．２．１），两组交替断续直流励磁控制器及其传输专用线路（３．２．２），包括：一对两组交替断续直流励磁电源基本ＲＳ触发器及其传输专用线路（３．２．２．１）、一对二组交替断续直流励磁电源双极性电源型谐振逆变器及其传输专用线路（３．２．２．２）、二对四组交替断续直流励磁电源双极性电源型谐振逆变器及其传输专用线路（３．２．２．３）、三对六组交替断续直流励磁电源双极性电源型谐振逆变器及其传输专用线路（３．２．２．４），恒定磁体励磁直流电源控制器及其传输专用线路（３．２．３）包括：常导直流恒定磁体励磁直流电源控制器及其传输专用线路（３．２．３．１），低温超导恒定磁体励磁直流电源控制器及其传输专用线路（３．２．３．２），高温超导恒定磁体励磁直流电源控制器及其传输专用线路（３．２．３．３），正反向启动辅助绕组励磁电源转换控制器及其传输专用线路（３．２．４）包括：正反向启动辅助常导电磁绕组励磁直流电源转换控制器及其传输专用线路（３．２．４．１）、正反向启动辅助低温超导电磁绕组励磁直流电源转换控制器及其传输专用线路（３．２．４．２）、正反向启动辅助高温超导电磁绕组励磁直流电源转...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：俞惠东，
申请(专利权)人：俞惠东，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]