具有启动绕组的单相开关磁阻式多功能电机制造技术

一种具有启动绕组的单相开关磁阻式多功能电机，所述单相开关磁阻式多功能电机为单相变磁阻双凸极电机，所述单相变磁阻双凸极电机包括定子和转子，定子的凸极上安装有励磁绕组，转子的凸极上安装专用于启动的启动绕组，所述启动绕组连接电刷，所述启动绕组的电流方向与所述励磁绕组形成的磁场的磁力线呈相切关系。本实用新型专利技术启动时不需要外力辅助、使用方便。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

Single phase switch reluctance type multifunctional motor with starting winding

A single phase switched reluctance type multifunctional motor start winding, the single-phase switched reluctance type multifunctional motor for single phase reluctance doubly salient motor, the single phase reluctance doubly salient motor includes a stator and a rotor, stator salient poles are installed on the field winding, the startup winding of the rotor to start the installation of special convex extremely, the startup winding is connected to the electric brush, the current direction is tangent with the winding of the excitation winding of the magnetic field lines. When the utility model is started, the external force is not needed, and the use is convenient.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种单相开关磁阻式电机，但启动时涉及到直流电机工作原理，而启动后按双凸极变磁阻电机原理运行。
技术介绍
电动汽车是一种节能减排的交通工具，目前已得到世界各国的广泛重视，并被公认为节能、环保的未来汽车。所包含的任一类电动汽车都需要用电动机作为执行机构来驱动车轮行驶。因此技术创造一种坚固耐用、功效高、成本低，并同时兼有电动、发电回馈和电磁制动多功能的电机，对提高电动汽车性价比，使其普及推广是十分有益的。 由于电动汽车采用轮毂电机具有传输效率最高、响应直接而最快，使得多种汽车性能优化控制易于实现；并且采用轮毂电机不仅节省了大量的机械部件成本，减轻汽车自重，还能腾出许多有效空间便于汽车结构布局，有利于降低汽车质心与车身高度。但由于轮毂电机受其结构体积限制，特别是对于驱动功率较大时，对电机的单位体积功率提出了更高的要求。 鉴于单相开关磁阻式电机具有结构简单、坚固可靠、制造成本低、单位体积功率高 (其磁路利用率高)，且其驱动控制器的成本也最低、效率高等优点。按其工作原理(参考 中国专利号为ZL 2008 2 0120855.8的技术专利，所公开的兼有电动、发电回馈和电 磁制动功能的可调速旋转电机)，根据所测得的转子凸极相对定子凸极位置角度关系，适时 控制定子绕组电流同样可在一台电机上实现电机驱动、发电回馈、电磁制动三种功能，并且 按其结构实现电磁制动使绕组持续通电时，其定、转子圆周上的凸极以电磁相吸而重合的 各极弧相加后的总极弧边距完全可大于多相电机许多，可方便地达到180度以上，即使电 磁制动效果更高，并且发电回馈与电磁制动相结合的制动过程，类似于现代轿车中的防抱 死制动系统ABS及驱动防滑转控制ASR的制动过程，即不仅实现了能量回收，更主要还提高 了车辆行驶稳定性和转向操纵性。良好的电磁制动可较大地降低原有的机械制动器使用频 度。为此有望对原有机械制动器改型或外移，仅用于汽车紧急制动和驻车制动。使得车轮 轮毂内能有更多的空间供电机布局用。但是，单相开关磁阻式电机的最大缺点是没有自启 动功能。曾有介绍采用永磁材料作辅助启动的结构，以及在转子极间嵌入铝块或铜块利用 涡流反应转矩作辅助起动等，但该类方法均使电机的单位体积功率降低，效果都不理想，并 且电机也只能单方向运转。由此使该廉价而高效的电机很难进入实用化。
技术实现思路
为了克服单相开关磁阻式电机无自启动的缺陷，本技术提供一种具有启动绕 组的单相开关磁阻式多功能电机。 本技术解决其技术问题所采用的技术方案是 —种具有启动绕组的单相开关磁阻式多功能电机，所述单相开关磁阻式多功能电 机为单相变磁阻双凸极电机，所述单相变磁阻双凸极电机包括定子和转子，定子的定子凸极上安装有励磁绕组，转子的转子凸极上安装专用于启动的启动绕组，所述启动绕组连接电刷，所述启动绕组的电流方向与所述励磁绕组形成的磁场的磁力线呈相切关系。 进一步，所述单相变磁阻双凸极电机为轮毂式电机，所述转子位于定子外侧，所述转子包括上外转子和下外转子，所述励磁绕组环绕在所述定子的凸极上，所述启动绕组包括内环连接线、外环连接线和分布线，所述内环连接线位于所述上外转子的凸极和下外转子的凸极的内圈，所述外环连接线位于所述上外转子的凸极和下外转子的凸极的外圈，所述分布线位于所述内环连接线和外环连接线之间，所述分布线布置在所述转子凸极的平面上。 所述单相变磁阻双凸极电机为伺服控制电机，所述转子位于定子内侧。本技术的技术构思为所述转子上增加专用于启动的绕组，由于绕组在转子上，电源的输入仍需通过电刷，但由于只在启动的很短时间内应用，电刷所固有的弊端影响也就很小。使电机在启动时按直流电动机的原理工作，即定子绕组先作为直流电机的励磁绕组，转子绕组作为电枢绕组，转子绕组通入电流后，按通电导体在磁场中产生电磁力的直流电机工作原理启动，使电机转过一个很小的(平衡)角度，即使转子断电，再由定子绕组按变磁阻电机的"磁阻最小原理"运行工作。根据直流电机中采用串励方式具有良好的启动特性，在此就适宜选用该方式启动。电机启动进入正常运转后，即可使该廉价而单位体积功率又高的单相开关磁阻式电机按双凸极变磁阻电机原理，并参考中国专利号为ZL 20082 0120855.8的技术专利，所公开的兼有电动、发电回馈和电磁制动功能的可调速旋转电机控制方法，根据转子位置检测信号适时通断定子电流，同样也可获得电动、发电回馈、电磁制动的多功能，而电机的正反转又可按启动时对转子绕组的通电电流方向来启动，并根据转子位置检测信号按开关磁阻电机的运行原理来控制其正反转。这是一种按双凸极变磁阻原理运行，而又利用直流电机工作原理启动的组合式创新电机。 作为一种实施例参考说明书附图。附图1为一种外转子结构的单相开关磁阻式电机，其定子的绕组为环形线圈，绕制在定子铁芯外圆的槽内，绕组通电后形成轴向和径向的混合磁通，作为盘式结构能较大地提高同体积的电机功效。并且定子绕组采用该环形绕法也可简化制造工艺，降低其成本。外转子由附图所示的上下两部分组装而成，为实现单相开关磁阻式电机的自启动功能，转子上特需增加启动绕组。由于该电机定子绕组为环形绕法，根据右手螺旋定律通电后所产生的磁场方向以固定轴向为主，即按图示位置为上下S、N极方向，通过外转子形成闭合磁路。由于磁场方向固定不变，根据电磁力定律其磁场内的通电导体受力方向由左手定则判定，即要求启动用的直流电枢绕组为径向，如图所示在上方外转子的启动绕组布局，并通过绕组内、外环连线将各极绕组连接成一起，由其电刷引入电流。为增大启动力矩下方外转子也需如此布有启动绕组，但通电方向按磁场方向正好相反，即上方绕组内环连线与下方绕组外环连线短接，而上方绕组外环连线与下方绕组内环连线短接。按所要求的电机转向根据左手定则通入相应方向的电流即产生启动转矩。由于通电方向为单向，其电刷即不会存在直流电机的换相火花等弊端。 单相开关磁阻式电机的定、转子一般需采用相同的极数。附图1所示极数为6，即定、转子的凸极数和凹槽数均为6。极数的增加有利于减小开关磁阻电机低速时的转矩波动而引起的噪声和振动，但在相同脉冲频率下电机转速也相应降低。即可根据电机最高转速要求和控制电路可执行的最高脉冲频率，来适当增加电机极数以改善电机低速时的转矩波动。图示93为定子凸极距，、为转子凸极距，通常对于单相开关磁阻式电机的定、转子凸极距可做成等极距。增加凸极距即会减小凹槽距，这有利于提高电磁制动时的制动力矩，但也相应减小单位体积功率，可根据上述两者关系来权衡。若电机凸极距与凹槽距相等，在实现电磁制动使绕组持续通电时，其定、转子圆周上的凸极以电磁相吸而重合的各极弧相加后的总极弧边距即可达到180度。若将电机凸极距与凹槽距的比例定为6 : 5，即可使电磁制动时，其定、转子凸极以电磁相吸而重合的总极弧边距达到196. 36(360X6/11)度。 本技术的有益效果主要表现在1、启动时不需要外力辅助、使用方便；2、控制方式简单。附图说明图1是具有启动绕组的单相开关磁阻式多功能电机的外转子结构的示意图。具体实施方式以下结合附图对本实施例做进一步说明。 参照图l，一种具有启动绕组的单相开关磁阻式多功能电机，所述单相开关磁阻式多功能电机为单相变磁阻双凸极电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有启动绕组的单相开关磁阻式多功能电机，其特征在于：所述单相开关磁阻式多功能电机为单相变磁阻双凸极电机，所述单相变磁阻双凸极电机包括定子和转子，定子的定子凸极上安装有励磁绕组，转子的转子凸极上安装专用于启动的启动绕组，所述启动绕组连接电刷，所述启动绕组的电流方向与所述励磁绕组形成的磁场的磁力线呈相切关系。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王贵明，王金懿，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]