一种并联电机模型结构及其运行方法技术

本发明专利技术提供了一种并联电机模型结构及其运行方法，并联电机模型结构包括转子和定子，转子包括相互独立的至少两个独立线圈；定子包括至少一对磁体对和至少一对由正导电环和负导电环构成的导电环对，每对磁体对包括第一磁体和第二磁体，且第一磁体的N极和第二磁体的S极分别用于作用于通电的独立线圈；每个独立线圈均具有两个接电端点，一个接电端点用于电连接导电环对，另一个接电端点用于电连接导电环对或电连接接地电环，且电连接于导电环对的接电端点通过转子旋转改变所电连接的导电环；在一个旋转周期中，存在有至少两个独立线圈相互并联的时刻。本方案的并联电机结构能够实现所有线圈并联，有效提高电机工作效率。有效提高电机工作效率。有效提高电机工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种并联电机模型结构及其运行方法


[0001]本专利技术属于电机
，尤其是涉及一种并联电机模型结构及其运行方法。

技术介绍

[0002]电机包括有刷电机和无刷电机，其中有刷电机由于其性能稳定，造价低等优点而被广泛用于一些要求不高的场合。
[0003]在只有一个线圈的情况下，无法保证转轴的连续转动，所以目前的电机都是使用多线圈的形式。但是目前的多线圈电机存在一个缺陷，例如各个线圈之间存在相互影响关系，一个线圈的状态会影响另一个线圈的状态，无法保证线圈的独立性；并且各个线圈无法实现并联工作。例如目前典型的有三线圈电机，三线圈电机的线圈接法有星型接法和角型接法，在星型接法中，根本不存在并联可能性。在角型接法中，如图1和图2所示，虽然存在并联电路，但各个线圈最多只有一组并联情况，例如电刷接触A、B两处时，等效电路如图2所示，L2与L3串联，L1与L2和L3的串联电路并联，在电刷接触B、C两点以及A、C两点与图2等效电路类似，只是各个线圈之间的串并联关系会发生变化。而申请人发现，并联模型的电机相对于串联模型的电机在电机性能和力矩输出等方面均具有明显的优势，但是目前的电机最多只能实现一组并联电路，而且线圈之间还存在影响关系，无法实现所有线圈相互并联，影响着电机的性能，如果能够实现所有线圈并联对电机领域将具有革新意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种并联电机模型结构及其运行方法。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：
[0006]一种并联电机模型结构，包括转子和定子，其特征在于，所述的转子包括相互独立的至少两个独立线圈；
[0007]所述的定子包括至少一对磁体对和至少一对由正导电环和负导电环构成的导电环对，每对磁体对包括第一磁体和第二磁体，且第一磁体的N极和第二磁体的S极分别用于作用于通电的独立线圈；
[0008]每个独立线圈均具有两个接电端点，一个接电端点用于电连接导电环对，另一个接电端点用于电连接导电环对或电连接接地电环，且电连接于导电环对的接电端点通过转子旋转改变所电连接的导电环；
[0009]且在一个旋转周期中，存在有至少两个独立线圈相互并联的时刻。
[0010]在上述的并联电机模型结构中，在一个旋转周期中，存在有至少三/四/五/六个独立线圈相互并联的时刻；
[0011]且在每个旋转周期中，存在至少两/三/四/五/六个独立线圈相互并联的时刻大于1/Z旋转周期，Z等于2、3、4或5；
[0012]两个接电端点均用于电连接导电环对，且导电环对中的正导电环用于接正极电源，负导电环用于接地；
[0013]或者，其中一个接电端点用于电连接接地电环，且导电环对中的正导电环用于接正极电源，负导电环用于接负极电源；
[0014]所述的接电端点在旋转过程中直接或间接滑动接触于接地电环/导电环对以与接地电环/导电环对实现电连接。
[0015]在上述的并联电机模型结构中，所述磁体对的数量与导电环对的数量一致，且当具有多对磁体对和多对导电环对时，多对磁体对周向依次分布，多对导电环对周向依次分布；
[0016]当磁体对/导电环对数量为一对时，线圈角度θ小于或等于180度；当磁体对/导电环对数量大于1对时，线圈角度θ与磁体对/导电环对对数的关系为：
[0017][0018]N为磁体对/导电环对数量。
[0019]在上述的并联电机模型结构中，线圈角度θ与磁体对/导电环对数量的关系为：
[0020][0021]每个独立线圈的两个接电端点构成的轨迹圆心角α为：
[0022]当磁体对/导电环对数量为一对时，α≤180,
[0023]当磁体对/导电环对数量为大于一对时，α＜360/N，
[0024]且α＞β，其中β表示相邻导电环有效段之间的空缺弧度。
[0025]在上述的并联电机模型结构中，所述轨迹圆心角α与所述线圈角度θ相等，或所述轨迹圆心角α与所述线圈角度θ的角度差小于预设差值；
[0026]所述的导电环周向均匀分布，且相邻导电环有效段之间的空缺弧度均小于设定角度；
[0027]且所述的预设差值为50度、30度、20度或10度；
[0028]所述的设定角度为30度、20度、10度或5度
[0029]一种并联电机模型结构的电机运行方法，包括：
[0030]A.所有电环通电，两个接电端点分别电连接于不同极性电环的至少两个独立线圈并联通电；
[0031]且所述的电环包括正导电环、负导电环；或者所述的电环包括正导电环、负导电环和接地电环；
[0032]B.所有通电的独立线圈分别形成磁场，且形成的N极/S极被附近第二磁体的S极/第一磁体的N极吸引以驱动转子转动；
[0033]C.转子旋转过程中，通过转子的旋转使每组独立线圈的至少一个接电端点依次电连接于正导电环、负导电环以实现线圈换向。
[0034]在上述的并联电机模型结构的电机运行方法中，在步骤A中，所有电环通电，两个接电端点分别电连接于不同极性电环的至少三/四/五/六个独立线圈并联通电；
[0035]在步骤C中，通过转子的旋转使每个独立线圈中的一个接电端点依次电连接于正导电环、负导电环，另一个接电端点始终电连接于接地电环以实现线圈换向；或者，通过转
子的旋转使每个独立线圈的两个接电端点分别依次电连接于正导电环、负导电环以实现线圈换向；
[0036]所述的接电端点在旋转过程中直接或间接滑动接触于接地电环/导电环对以与接地电环/导电环对实现电连接；
[0037]在一个旋转周期中，至少有一个独立线圈具有360
‑
2Nβ的旋转角度处于通电状态；
[0038]其中β为相邻导电环有效段之间的空缺弧度，N为导电环对/磁体对对数。
[0039]在上述的并联电机模型结构的电机运行方法中，在一个旋转周期中，所有独立线圈具有360
‑
2Nβ的旋转角度处于通电状态。
[0040]在上述的并联电机模型结构的电机运行方法中，在一个旋转周期中，至少有一个独立线圈的通电角度趋近于360度。
[0041]在上述的并联电机模型结构的电机运行方法中，在一个旋转周期中，所有独立线圈的通电角度趋近于360度；
[0042]且趋近范围在5度、10度或20度范围内。
[0043]本专利技术的优点在于：
[0044]使用导电环对代替电刷对，并取消换向器，无需换向器分配通电时间，通过独立线圈的接电端点滑动接触导电环对实现通电及电流换向，能够实现所有独立线圈并联的形式；
[0045]所有独立线圈相互独立，任何一个独立线圈的状态不会影响到其他独立线圈，保证所有线圈的独立性，从而保证输出力矩平稳性；
[0046]在理想状态下，导电环有效段弧度和轨迹圆心角α满足一定条件时，能够实现所有线圈全时工作，提高电机运行效率；
[0047]通过并联方式连接各个线圈，能够在保证本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种并联电机模型结构，包括转子和定子，其特征在于，所述的转子包括相互独立的至少两个独立线圈；所述的定子包括至少一对磁体对和至少一对由正导电环和负导电环构成的导电环对，每对磁体对包括第一磁体和第二磁体，且第一磁体的N极和第二磁体的S极分别用于作用于通电的独立线圈；每个独立线圈均具有两个接电端点，一个接电端点用于电连接导电环对，另一个接电端点用于电连接导电环对或电连接接地电环，且电连接于导电环对的接电端点通过转子旋转改变所电连接的导电环；且在一个旋转周期中，存在有至少两个独立线圈相互并联的时刻。2.根据权利要求1所述的并联电机模型结构，其特征在于，在一个旋转周期中，存在有至少三/四/五/六个独立线圈相互并联的时刻；且在每个旋转周期中，存在至少两/三/四/五/六个独立线圈相互并联的时刻大于1/Z旋转周期，Z等于2、3、4或5；两个接电端点均用于电连接导电环对，且导电环对中的正导电环用于接正极电源，负导电环用于接地；或者，其中一个接电端点用于电连接接地电环，且导电环对中的正导电环用于接正极电源，负导电环用于接负极电源；所述的接电端点在旋转过程中直接或间接滑动接触于接地电环/导电环对以与接地电环/导电环对实现电连接。3.根据权利要求2所述的并联电机模型结构，其特征在于，所述磁体对的数量与导电环对的数量一致，且当具有多对磁体对和多对导电环对时，多对磁体对周向依次分布，多对导电环对周向依次分布；当磁体对/导电环对数量为一对时，线圈角度θ小于或等于180度；当磁体对/导电环对数量大于1对时，线圈角度θ与磁体对/导电环对对数的关系为：N为磁体对/导电环对数量。4.根据权利要求3所述的并联电机模型结构，其特征在于，线圈角度θ与磁体对/导电环对数量的关系为：每个独立线圈的两个接电端点构成的轨迹圆心角α为：当磁体对/导电环对数量为一对时，α≤180,当磁体对/导电环对数量为大于一对时，α＜360/N，且α＞β，其中β表示相邻导电环有效段之间的空缺弧度。5.根据权利要求4所述的并联电机模型结构，其特征在于，所述轨迹圆心角α与所述线圈角度θ相等，或所述轨迹圆心角α与所述线圈角度θ的角度差小于预设差值；所述的导...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：杭州东博自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：