磁转化发动机制造技术

一种磁转化发动机，其特征在于：　　　　所述磁转化发动机包括发电机和电动机两部分，发电机和电动机的定子部分位于所述磁转化发动机的最外侧的两端，所述电动机的定子分为左段（１２）和右段（１０），其结合处的内侧是电动机绕组铁芯（１１），电动机绕组铁芯（１１）的周围为绕组线圈（５）所环绕；发电机的定子分为左段（９）和右段（６），其结合处的内侧是发电机绕组铁芯（７），所述发电机绕组铁芯（７）的周围为绕组线圈（５）所环绕；所述发电机定子左段（９）和所述电动机定子右段（１０）结合处的内侧是转子中段（８），转子中段（８）的两侧分别是转子左段（１４）和转子右段（４）；　　　　所述电动机经功率变换器接入电源，电动机与位置检测器和电流检测器相连接，位置检测器和电流检测器接控制器，控制器接功率变换器；所述电动机定子各绕组并联在一起，各自由与之串接的功率变换器电路驱动；所述电动机定子绕组铁芯上开有缺口，转子永磁极与软磁极之间有缺口；　　　　所述发电机的转子圆周上均匀安装有永磁体，定子绕组铁芯的截面积与所述电动机定子绕组铁芯的截面积不同。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种发动机，特别涉及一种将电动机与发电机组合为一体的磁转化发动机，属于电机

技术介绍
电机是现在普遍使用的实现电能—机械能相互转换的能量转换装置，在生活、生活的每一个领域都得到了广泛的应用。现代电机技术发展一百多年以来，技术上已经日益发展成熟，种类不断推陈出新，除了传统的变压器、直流电机、同步交流电机、异步交流电机外，近年来还发展出了步进电机、磁阻电机、直线电机等新型电机。当前，随着人们环保意识的不断增强，为了保护大气不受污染，电动汽车的发展和普及已经成了必然的趋势。但是，目前发展电动汽车存在若干技术上的瓶颈，其中之一就是电机的问题。由于电动汽车使用的是蓄电池供电，在技术上最容易实现的是采用直流电机驱动，但传统的直流电机虽然调速方便，但存在转矩不足等缺陷，很难被在电动汽车中广泛使用。现在较为普遍的解决方式是通过电力电子变流技术将蓄电池输出的直流电转换为交流电，再通过交流电驱动车内安装的异步电动机。这主要是为了利用异步电动机工作转矩大的特点。但传统的异步电动机启动不是很方便，调速性能也没有直流电机好，在电动汽车需要突然启动加速时问题尤为突出，而且使用电力电子变流装置不仅成本会增加很多，而且其控制也颇为复杂，因此此项技术不是电动汽车的理想技术。为了解决上述的问题，各大电动汽车厂商纷纷开发出新的电机驱动技术。有的大公司制造的电动汽车上另外安装了发电机组，用离合器切换，在汽车滑行时使其发电，向电池组充电，但这样使电动汽车造价提高，车身加重，加大了汽车的负担。也有用风力、太阳能发电来补充能量的，同样也存在价格高、车身重的缺陷。中国专利技术专利ZL 98108693.4也公开了一种主要用于电动汽车的多功能永磁直流无刷电机。该电机由电机本体、位置传感器、控制电路组成，传感器输出的换向信号送控制电路，控制电机各绕组轮流导通，电机各绕组由一开关控制，使其或串连或并联。该电机可以利用绕组换向时产生的反电势回收的能量。当汽车在运行途中滑行时，该电机兼作发电机，向主电池组供电，从而减少能量的消耗，提高能源的使用效率。还有的专利技术创造利用永磁材料的特性，在电机的转子内增加永磁环和感应增势环来增加电动机在做功过程中的磁场强度，从而降低电机启动时的所需要的电流，增大其运行中的转矩。但上述的各种改进无一例外是在现有电机结构和运行方式上的修修补补，上述直流电机和交流电机的根本性缺陷并没有得到真正的消除。电动汽车界和其他社会各界迫切需要一种对现有的电机结构有根本性改进的新型电机的出现。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现实的迫切需要，提供一种新型的无污染、噪声低、起动速度快、性能可靠、使用成本低廉的磁转化发动机。该磁转化发动机由经过特殊设计的电动机与发电机组合而成，除电动机和发电机之外，还包括功率变换器、控制器和位置检测器等组成部分。为解决上述的技术问题，本专利技术采用下述的技术方案一种磁转化发动机，其特征在于所述磁转化发动机包括发电机和电动机两部分，发电机和电动机的定子部分位于所述磁转化发动机的最外侧的两端，所述电动机的定子分为左段(12)和右段(10)，其结合处的内侧是电动机绕组铁芯(11)，电动机绕组铁芯(11)的周围为绕组线圈(5)所环绕；发电机的定子分为左段(9)和右段(6)，其结合处的内侧是发电机绕组铁芯(7)，所述发电机绕组铁芯(7)的周围为绕组线圈(5)所环绕；所述发电机定子左段(9)和所述电动机定子右段(10)结合处的内侧是转子中段(8)，转子中段(8)的两侧分别是转子左段(14)和转子右段(4)；所述电动机经功率变换器接入电源，电动机与位置检测器和电流检测器相连接，位置检测器和电流检测器接控制器，控制器接功率变换器；所述电动机定子各绕组并联在一起，各自由与之串接的功率变换器电路驱动；所述电动机定子绕组铁芯上开有缺口，转子永磁极与软磁极之间有缺口；所述发电机的转子圆周上均匀安装有永磁体，定子绕组铁芯的截面积与所述电动机定子绕组铁芯的截面积不同。本磁转化发动机具有如下突出的特点1.体积小，结构简单，省电，比现有的直流有刷电机和异步电动机具有更高的效率，转速可调，用途广泛，能满足特殊负载的需要。2.电机的电磁转矩与绕组电流方向无关，只需要单方向电流，这样，在功率变换器中每相可以只用一个开关器件，而且每个开关器件都与电动机绕组串联，于是就避免了交流电动机和无刷直流电动机驱动系统等的逆变器中存在的桥臂上，下两个开关器件同时导通而产生电源短路的危险，因而对保护电路的要求也相对较低，而且功率变换器结构简单，成本低，可靠性高。3.电机驱动系统有较大的调速范围。由于转子的转动惯量小，转矩/转动惯量比值高，因此电动机有良好的动态响应。另外，本电机有较大的起动转矩，同时又没有像异步电动机在高转差率下起动时那样大的起动电流，因此它适宜频繁起动，制动的场合。4.电机驱动系统运行时，电动机绕组通电状态是与转子位置变化相同步的，所以不会产生失步现象。另外，电动机绕组电流脉冲波形的前，后沿以及电流幅值都可以控制，从而转矩的大小和方向都能得到控制，而且可实现软起动和四象限运行，控制起来灵活方便。5.本磁转化发动机在宽广的调速范围和功率范围内都具有高效率，可作为电源输出直流电，因此，不仅能适用于工、农业的生产，还可以用于解决城市，农村及边远地区用电的问题。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。图1为本专利技术的整体结构图。图2为A型电动机的转子结构图。图3为B型电动机的转子结构图。图4为电机绕组铁芯的结构示意图。图5为三相九磁极的电机的绕组接线示意图。图6为功率变换器的一个实施例的电路原理图。图7为发电机和电动机的磁极展开图。图8为A型电动机双向运行时的磁极展开图。图9为B型电动机双向运行时的磁极展开图。图10为电动机的运行特性图。图11为电流斩波控制方式下的典型相电流波形。图12为发电机利用机械能发电时的磁场分布图。图13为发电机输出交流电的波形示意图。图14为发电机利用磁阻发电时的磁场分布图。图15为发电机输出直流电的波形示意图。图16为发电机给电动机供电时的主电路原理图。图17为A型电动机的一个实施例的磁通回路分布图。图18为驱动控制系统的电动机的整体系统框图。图19为电机的定子主视图。图20为电机定子主视图的A-A剖面图。图21为一种便于散热的电机结构的示意图。具体实施例方式本专利技术所述的磁转化发动机的整体结构如图1所示，其中1为轴承端盖，2为轴承，3为右端盖，4为转子右段，5为绕组线圈，6为发电机定子右段，7为发电机绕组铁芯，8为转子中段，9为发电机定子左段，10为电动机定子右段，11为电动机绕组铁芯，12为电动机定子左段，13为左端盖，14为转子左段，15为固定螺孔，16为定位内径，17为轴，18为转子紧固螺丝。从图中可以看出，本专利技术的重要特征在于发电机和电动机组合为一体。其中发电机和电动机的转子部分位于本磁转化发动机的最外侧的两端，由螺丝贯穿其中，使之紧密结合成一体。电动机的定子分为两段，分别是左段12和右段10，其结合处的内侧是电动机绕组铁芯11，电动机绕组铁芯11的周围为绕组线圈5所环绕。发电机的定子也分为两端，分别是左段9和右段6，其结合处的内侧是发电机绕组铁芯7，发电机绕组铁芯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

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