一种自起动无刷电动机，包括： －具有以隔开关系布置在第一极排上的多个极组的第一电动机部分（１１）； －具有以隔开关系布置在第二极排上的多个极的第二电动机部分（１６）； －支承第一电动机部分及第二电动机部分的支承装置，用于使第一极排通过气隙面对第二极排相对运动； 第一及第二极排构成包括第一及第二极型的极系统，第一极型的极是磁阻极及第二极型的极是永磁极，这些永磁极横切气隙地极化，及 －在第一电动机部分上的绕组系统（１５），它包括与每极组相关布置的绕组线圈，以当线圈被激励时产生通过极组使第一和第二极排的极相交链的磁场； 第一及第二极排中至少一个呈现磁不对称性，以在绕组系统激励时提供电动机的优先相对运动方向， 其特征在于以下各特征之一： （１）至少第一极排的一个极组同时包括第一及第二极型并呈现磁不对称性，并附有条件：当所有这个极组的极为磁对称及第二极排的极为第一极型且磁不对称时，由与该极组相关的绕组线圈产生的磁场将抵抗由该极组的永磁极产生的磁场； （２）第一极排仅包括第一及第二极型中的一个。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种类型的自起动无刷电动机，该类型电动机包括在两个相对运动的电动机部分中至少一个上的磁阻极(铁磁凸极)及在该极系统中的一个或多个永磁极。自起动无刷电动机可用单极性的直流脉冲供电或交变极性的电流供电。当具有中等轴功率的电动机被供电时，直流脉冲电源使用最小数目的电子开关并由此得到电动机及供电电子装置的最低系统成本。另一方面，当在电动机中的供电电子装置内的电子开关数目无论如何必须增加时，可有利地对电动机供给交替极性的电流，以便在两个半周期上将电功率供给电动机，由此获得更均匀的转矩输出并使绕组中导电损耗减小。在单相无刷电动机中仅设有一个由单个外部电流源供电的绕组，它设在彼此相互转动或移动的两个或多个部分的一个上。这种电动机可以自起动，即当在静止时在预定方向上产生驱动转矩，该预定方向为优先起动方向，并仅以该起动方向是在电动机设计时固有的为条件。在优先方向上的自起动可在电动机的软磁铁心中设置不对称性来达到，例如通过使用不对称凸极和/或不对称永磁极，或设置不连接到外电源上的辅助绕组，例如公知隐极电动机中的短路电流通路。这种电流通路仅在与这些电流通路交链的磁场变化的影响下才导通电流。为在电动机静止时使电流流入这些电流通路，与外电源连接的绕组中必须供给脉冲或交变电流。理论上可以说明，在未设辅助绕组但甚至在电动机绕组断电时仍然在任一转向上施加转矩的电动机中必须总包含永磁极。在以下的说明中仅限于旋转运动的电动机，它具有设有绕组的第一部分，以下称为定子，及布置在定子内并可相对它旋转的第二部分，以下称为转子。但是，可以理解，这两部分可交换位置，将定子与转子隔开的气隙不一定是圆柱形的，但也同等地可为扁平或锥形的，及电动机这两部分之间的相对运动不一定为旋转，也同等地可为线性运动或旋转与直线的结合，也即同时地沿转轴及绕转轴发生运动。电动机的功能可被描述为包括对每转给定次数重复的工作周期。在非常低的速度时，例如从静止起动时，设计用单极性DC脉冲供电的电动机的工作周期由绕组通电流的一部分及绕组无电流的另一部分组成。对于设计用交变极性电流脉冲供电的电动机，工作周期由绕组通过一个极性电流的一部分、接着的无电流部分、及然后以反向极性电流供电给绕组的一部分再接着是该工作周期的另一无电流的部分组成。在无电流状态中，转子必须达到起动位置，也即这样的位置，在该位置上如果绕组通以电流，将引起驱动转矩，即在电动机优先方向上的转矩，它足够大到能克服电动机和/或被电动机驱动物体中任何的摩擦转矩或类似阻转矩。在电动机中通过永磁力产生的转矩必须保持其方向并足够强以使转子直到能被激磁的位置为止。可以理解，需要在无电流状态下的转矩输出装置，即电动机必须包括至少一个永磁极。根据所述原理工作并在极系统中呈现磁不对称性的电动机已由WO 09/02437和WO 92/12567所公知。本专利技术的一个目的是对上述公开文献中电动机所代表的类型的电动机进行改进。该目的是借助于由附设权利要求书限定的磁激励定子及转子部件(极)的结构来实现的。除了提供实现结构替换实施例的可能性外，本专利技术还提供了增加电动机产生的力-旋转电动机中为转矩及线性电动机中为线性作用力或“吸引力”-的可能性，这在于以下一个或多个方面-增加由永磁极产生的将无电流电动机的转子拉到最接近的起动位置上的转矩。这种改进在被驱动物体中可能出现高摩擦转矩的应用方面，如驱动轴密封件将是有利的。-增加当转子静止于起动位置及其绕组中通过可获得的最大电流时的电动机中出现的转矩。这种改进在上节中所述状态下也是有利的。-在给定热损耗条件下增加气隙功率-至少在某些实施例中，由此得到用于给定用途的更小并且经济上更可取的电动机，当对于某些应用，低的电动机重量至关重要时它将具有很大优点，这类应用例如为手持工具或另外的手持物件，并且当假如供电电子装置不可避免的成本增加不能抵消该效果时，通常在经济上也是有利的。涉及本专利技术的电动机中磁激励的部件如下-定子上的线圈原则上线圈构成单个电流电路并且可串联和/或并联连接。当供电电子装置由多个并联工作的单元组成时，每单元可连接到它自己的线圈上或线圈组上，好比它们构成单个电路那样。可使用两部分绕组来代替对绕组供给交变极性的电流，对这两个“半绕组”用单极性电流供电，但这两个“半绕组”具有相反的磁方向。-铁磁材料的凸极(磁阻极)在根据本专利技术的大多数电动机中，铁磁凸极，在下文中也称磁阻极可位于定子上，它们单独地或与永磁极一起用在定子上。也可在转子上设有磁阻极，但最好不与永磁极混合使用。也可在转子上考虑这些极类型的混合使用，但通常没有意义。在定子和转子上的磁阻极均可是磁不对称的。对于磁不对称的定子极，其不对称部分应设在与电动机优先运动方向相反的方向上，而在转子上其不对称部分应在与优先运动方向相同的方向上。替换或附加地，在定子及转子两者上设置磁阻板，但是，这些磁阻极在与上述方向相反的方向上表现某些磁不对称性，而这不可能使电动机不能工作。-永磁极仅在转子上设有磁阻极的电动机必须在定子上总是设置永磁极。在定子上的永磁极最好是磁性平恒的，即两种极性的极数目和尺寸相同。在某些情况下，如果永磁极是不对称的，将是有利的。设计用来供给单极性电流脉冲的并具有永磁转子极的电动机必须总是要在定子上设置永磁极。如果这些永磁极是形状不对称的并具有主极部分及辅助极部分，它们的主极部分可有利地在与辅助极部分的方向相反的方向上移动，例如从如果该极是对称的并仅由主极部分组成时它应具有的位置开始移动。设有永磁转子极的电动机可以在定子上无永磁极。该电动机仅当以交变极性电流脉冲供电时才能自起动。对于给定绕组损耗这种电动机与由单极性电流脉冲供电的电动机相比具有更均匀的转矩输出及更高的平均转矩。永磁极、对称的及不对称的两者均可具有弯曲的端部或边缘，即在与转子轴方向成一定角度上延伸的边缘。在某些情况下，这种永磁极边缘的弯曲对电动机功能是极为有利的。这些弯曲边缘不一定作成几何形状。对于这些边缘由涉及磁极化印记(例如在永磁极中)的分界线(分界区域)组成就足够了，即当永磁极被磁化时这些印记被印在上面。这些同一磁化区域的分界线可能不是线性地延伸的，而不会使电动机功能受大影响。在本专利技术及附设权利要求书的范围内，磁不对称性可由多种方式达到，并对它们中的一些说明如下。如在现有技术中的电动机那样，磁不对称性旨在电动机中建立一个优先的起动方向，但是根据本专利技术的电动机中的磁不对称性还用于其它目的。基本地，在本专利技术中使用的磁不对称性的附加目的是延伸这里所称的“牵入距离”。它是这样一个距离，在该距离上一个电动机部分上的一个极即永磁极或受激磁的磁阻极能够吸引另一电动机部分上的一个极并足以引起这两个极彼此从第一稳定位置、如吸引位置相拉到下一稳定位置、如起动位置，在起动位置上这两个极彼此磁性上对齐并因此在这两极之间在相对运动方向上不存在磁拉力(仅在横切该方向的方向上有磁拉力)。在牵入运动期间，这两个极之间的导磁性或换言之，经过它们之间的磁通(假定磁势为恒定)应持续地增大到最大值，它发生在这两个极磁性上对齐时。因此牵入距离的延伸需要在牵入距离上磁通变化率的平均值下降。这种下降是借助于磁不对称性来实现的，例如在至少一个极上设置一个在相应优先起动方向上延伸的附加极部分，以本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：维尔莫斯·托洛克，W·维斯马赫，R·斯查尔，
申请(专利权)人：维尔莫斯·托洛克，
类型：发明
国别省市：
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