自励式开关磁阻无刷发电电动机组制造技术

本发明专利技术涉及一种自励式开关磁阻无刷发电电动机组，主要包括：启动装置(1)、前端盖(2)、风扇(3)、轴承(4)、双段结构的双凸极开关磁阻无刷发电电动机(5至14、21、22)、永磁激磁发电机(16至19)、机座(15)、后端盖(20)和转轴(23)组成，双凸极开关磁阻无刷发电电动机与永磁激磁发电机、启动装置共轴，是一种能输出转矩的同时，“回收”部份电能的自励式开关磁阻无刷发电电动机组。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电机，特别是 一种自励式开关磁阻无刷发电电动机组。
技术介绍
开关磁阻电动机(SR)是近些年发展的新型调速电机，结构简单结实、调速范围宽且性能好，现已广泛用在仪器仪表、家电、电动汽车等领域。磁阻电机的主要特点是转子上没有线圈。磁阻电动机利用磁阻最小原理，也就是磁通总是沿磁阻最小的路径闭合，利用磁引力拉动转子旋转。磁阻电机的转子上没有线圈，无需电刷和滑环，是一种无刷调速电机。但也正是因为转子上没有线圈，通过转子的磁通被“浪费”掉了。本专利技术采用双段结构的双凸极开关磁阻无刷发电电动机和永磁发电机，开关磁阻电机的定子和转子上都设有磁极和电枢，在定子磁场牵引转子旋转的同时，转子电枢产生用于转子磁极的励磁电流，转子磁场与定子电枢铁心相互吸引，转子获得更大的转矩，定子电枢产生的电流又反馈给定子磁极，双段结构的电机输出的转矩比单段结构的电机输出的转矩更大，同时也能“回收”部份电能。利用永磁激磁发电机提供的初始励磁电源，实现电机的自励磁。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能输出更大转矩和“回收”部份电能的自励式开关磁阻无刷发电电动机组。本专利技术是这样实现的一种自励式开关磁阻无刷发电电动机组，主要包括启动装置(I)、前端盖(2)、风扇(3)、轴承(4)、双段结构的双凸极开关磁阻无刷发电电动机(5至14、21、22)、永磁激磁发电机(16至19)、机座(15)、后端盖(20)和转轴(23)组成，其特征是双凸极开关磁阻无刷发电电动机与永磁激磁发电机、启动装置共轴。双段结构的双凸极开关磁阻无刷发电电动机主要包括定子磁场绕组(5)、转子电枢绕组￠)、定子磁场铁心、转子电枢铁心(8)、控制器(9)、定子电枢绕组(10)、转子磁场绕组(11)、导线(12)、定子电枢铁心(13)、转子磁场铁心(14)和转子位置传感器(21、22)，其特征是定子磁场铁心有6个或6个以上数量为偶数的凸极，定子磁场铁心上绕有定子磁场绕组，组成定子磁极；转子电枢铁心有4个或4个以上数量为偶数的凸极，转子电枢铁心上绕有转子电枢绕组，组成转子电枢；定子电枢铁心有6个或6个以上数量为偶数的凸极，定子电枢铁心上绕有定子电枢绕组，组成定子电枢；转子磁场铁心有4个或4个以上数量为偶数的凸极，转子磁场铁心上绕有转子磁场绕组，组成转子磁极；定子磁极与转子电枢同段设置，定子电枢与转子磁极同段设置；定子磁极的凸极数量与定子电枢的凸极数量相同，而且定子磁极的凸极与定子电枢的凸极轴向对齐；转子磁极的凸极数量与转子电枢的凸极数量相同，而且转子磁极的凸极与转子电枢的凸极轴向对齐；定子磁极的凸极数量比转子电枢的凸极数量多2个或4个或6个，定子电枢的凸极数量比转子磁极的凸极数量多2个或4个或6个；能与转子电枢的凸极同时对齐的定子磁极的凸极的定子磁场绕组用同相励磁电源连接，组成由2相或2相以上励磁电源分别供电的定子磁极；转子电枢的相数与转子电枢的凸极数量相同，转子磁极的相数与转子磁极的凸极数量相同，转子磁场相绕组与轴向并列的转子电枢相绕组用导线串联；转子位置传感器由定子(21)和转子(22)两部份组成，转子位置传感器的转子固定在转轴上或转子铁心的一侧，转子位置传感器的定子固定在端盖或机座上，或者，转子位置传感器的定子与控制器设在一起；控制器主要由位置处理单元和功率逻辑开关单元组成，控制器固定在端盖或机座上。永磁激磁发电机主要包括激磁电枢绕组(16)、激磁电枢铁心(17)、永磁体(18)、磁轭(19)，其特征是激磁电枢铁心为凸极式铁心，激磁电枢铁心上绕有激磁电枢绕组，组成凸极式激磁电枢，激磁电枢固定在机座和/或端盖上；磁轭固定在转轴上，磁轭上设有S极与N极相间排列的永磁体。 工作原理启动装置带动转轴旋转时，永磁激磁发电机发出交流电，经整流器整流后为双段结构的双凸极开关磁阻无刷发电电动机提供初始励磁电源，当开关磁阻发电电动机定子磁极的其中一相通电时，与通电磁极距离最接近的转子电枢铁心凸极受磁力的作用旋转至与通电磁极相对的位置，转子位置传感器检测到转子已经旋转至既定的位置，通过控制器发出断开该相励磁绕组电流、接通下一相励磁绕组电流的指令，下一相励磁绕组所在的磁极通电并吸引与其距离最接近的转子铁心凸极，实现转子的持续旋转；由于通过转子电枢铁心的磁通沿着转子电枢铁心的凸极“旋转”，转子电枢感应电动势且产生电流，转子电枢产生的电流与定子磁极的励磁电流的频率是相同的；由于开关磁阻发电电动机的转子电枢绕组与转子磁场绕组是串联的，转子电枢产生电流的同时，转子磁极也同步产生磁场，转子磁极的磁场的变化规律与定子磁极的磁场的变化规律相同，转子磁场与定子电枢铁心产生吸引力，转子获得更大的转矩；由于通过定子电枢铁心的磁通沿着定子电枢铁心的凸极“旋转”，定子电枢感应电动势且产生电流。电机启动后即可停止从启动装置输入动力，双凸极开关磁阻无刷发电电动机和永磁激磁机发出的电流已能满足电机自身励磁的需要。还有一种情况是双凸极开关磁阻无刷发电电动机和永磁激磁发电机发出的电流并不能满足电机自身励磁的需要，但电机与外部发电机连接，电机输出的动力用来发电，外部发电机产生的部份电流作为励磁电源反馈给电机。在有外部电源的场合，电机并不需要用启动装置启动，直接用外部电源作为电机的初始励磁电源。启动装置作为一种辅助工具，适合无外部励磁电源的场合使用。人工辅助启动装置为盘式或杠杆式，与超越离合器一起设在转轴上。人工辅助启动装置也可以像老式托拉机一样，用摇杆启动，电机启动后再收起摇杆。还有一种是拉绳式，就像一些柴油电机的拉绳启动装置一样。开关磁阻电机的定子磁极的凸极数量比转子电枢的凸极数量多2个或4个或6个，定子电枢的凸极数量比转子磁极的凸极数量多2个或4个或6个，定子与转子的凸极数之比为6 4或8 6或8 4或10 8或12 8或12 10或12 6等等，亦称为6/4极或8/6极或8/4极或10/8极或12/10极或12/6极等结构的发电电动机。6/4极电机的定子磁极采用3相励磁电源,8/6极的定子磁极采用4相励磁电源,8/4极的定子磁极采用2相励磁电源，10/8极的定子磁极采用5相励磁电源。转子位置传感器起着转子位置的跟踪作用，它将转子的位置信号转换成控制电路所需的电信号。常用的位置传感器有电磁式位置传感器、光电式位置传感器和磁敏式位置传感器。电磁式位置传感器是利用电磁感应的效应得到转子的位置信号。其基本原理是在转子上有一个扇形的导磁片，随着转子的转动发出相应的电信号。光电式位置传感器由随转子一起旋转的遮光罩和固定不动的光源和光电管组成。若干只光电管由遮光罩控制依次受到光线照射，使各相励磁绕组轮流通电，于是电动机能持续地旋转。磁敏式位置传感器也是由定子和转子两部份组成，在转轴上安装永磁磁极，磁敏元件设在定子上。磁敏元件用对磁场敏感的半导体材料制成，常用的有霍尔元件、磁敏二极管和磁敏电阻。磁敏元件检测到的转子位置信号经过处理后，可控制电动机的励磁绕组按顺序通电。控制器的电路主要由位置处理单元和功率逻辑开关单元组成。来自位置传感器的 控制信号经信号处理单元处理后，送到功率逻辑开关单元，用作控制电机各相励磁绕组的通、断电。控制器中包含了功率变换器、位置处理器及相驱动器三部份。目前已有许多专用于控制电机的集成电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自励式开关磁阻无刷发电电动机组，主要包括：启动装置(1)、前端盖(2)、风扇(3)、轴承(4)、双段结构的双凸极开关磁阻无刷发电电动机(5至14、21、22)、永磁激磁发电机(16至19)、机座(15)、后端盖(20)和转轴(23)组成，其特征是：双凸极开关磁阻无刷发电电动机与永磁激磁发电机、启动装置共轴。

【技术特征摘要】

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