开关磁阻电动机制造技术

一种开关磁阻电动机，包括：转轴；转盘，由该转轴径向地延伸，具有沿圆周均匀分布的转子磁极；定子装置，具有沿圆周均匀分布的定子单元，它们在垂直于该转轴的一个共同平面内对齐，并且轴向地与该转盘间隔一轴向空气间隙，每个定子单元具有一定子线圈。这些定子单元分成两组，以构成一第一组定子单元和一第二组定子单元，每个第一组定子单元的定子单元由两个第二组定子单元的定子单元在两边包围；以及一控制电路，其包括一正向半波整流装置和一反向半波整流装置；第一组定子单元中的定子线圈与该正向半波整流装置相连，第二组定子单元中的定子线圈与该反向半波整流装置相连。本实用新型专利技术的开关磁阻电动机，转矩波动低，并且易于制造和易于控制。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
开关磁阻电动机
本技术涉及一种电动机，尤其涉及一种开关磁阻电动机。
技术介绍
磁阻电动机是现有习知的。一般地，磁阻电动机是指转子上没有永久磁铁的一类电动机。转矩是通过磁阻产生的，也就是说，由转子转向磁阻最小位置处的趋势产生。现有的一种磁阻电动机通过一电路进行控制。该电路决定转子的位置，一相的线圈电流是转子的位置的函数。这类磁阻电动机被称为SRM (Switched Reluctance Motor,开关磁阻电动机)。图1A示出了一个SRM的原理性立体图。该SRM的圆筒形定子102包括多个向内突伸的磁极104、106。这些磁极由该定子的内周向内突伸并指向该圆筒形定子的开口中心。该定子通过由绕在该定子的磁极上的线圈112产生的电流变化而生成的一磁场的周期性地磁化。收容在该开口中心的一转子107具有向外突伸的电极108、110。一般地，该转子没有永磁铁。该转子与定子是同轴的。该转子可以用诸如层叠硅钢之类的软磁材料制成，并具有多个突出部108、110用以作为在磁阻过程中的突出的磁极。该转子与一转轴111相连，该转轴111在设备运转时可自由旋转以作为一输出轴。激励该定子能量可使该转子的磁极与该定子的磁极对齐，从而使磁通路径的磁阻最小。该转子的位置信息可用以控制各相的激励以达成稳定和连续的转矩。图1B示出了一个SRM的原理性剖视图。在每个定子磁极116上设有一线圈114。相对地设置的两个定子磁极116、118可以相互配合构成一相。每一相可通过向线圈114供给电流而激励。通常设有开关装置来使线圈114交替地连接一电路，该电路在该相被激励时向该线圈供给电流，该电路并在该相去激励时将该线圈与一电流源切断，该电路还能在回收保留在该线圈中的能量。当一个转子磁极120与两个相邻的定子磁极118、122等距时，该转子磁极120处于完全不对齐位置。对于转子磁极120而言，这是最大磁阻的位置。在对齐位置，两个以上的转子磁极124、126与两个以上的定子磁极128、130完全对齐，这是最小磁阻的位置。在一个SRM中，磁阻转矩的产生是通过在一对转子磁极相对被激励的定子磁极处于不对齐的位置时对一对定子磁极进行激励。转子转矩是朝向减少磁阻的方向转动的。如此，最近的转子磁极被从不对齐的位置拉向与定子磁场对齐的位置，也就是磁阻减小的位置。激励一对定子磁极，会在这对定子磁极上形成北极和南极。由于转子磁极与被激励的定子磁极不对齐，定子磁极与转子磁极之间的磁阻不是最小的。该对转子磁极倾向于移动到与被激励的定子磁极最小磁阻的位置。最小磁阻的位置发生于该转子与该被激励的定子磁极对齐。为了保持旋转，该定子磁场的旋转必须先于该转子磁极，从而持续不断地推动该转子。在一个特定相位角，转子磁极朝向最小磁阻位置旋转并接近该磁阻最小的位置，该定子磁极的去激励的相上的电流被去除掉。随后，或同时，第二相被激励，在第二对定子磁极上形成北极和南极。如果第二相是在该定子的第二对磁极与转子磁极之间的磁阻减小的过程中进行激励的，正向的转矩会被维持，旋转会继续。通过这种方式的对定子磁极进行激励和去激励，可以产生持续的转动。一些SRM类型可运行于三相交流供电。最常规的SRM类型则是开关磁阻型的，因为电子换向在电动机起动、速度控制以及平稳运转方面具有明显的控制优势。SRM可根据磁通路径与电动机的轴的对应关系而进行分类。如果磁通路径与轴垂直，也就是磁通路径是沿圆筒形定子与转子的半径方向的话，该SRM可视为径向的。与径向SRM有关的一个问题是，由电动机产生的转矩不够平稳。在转子位于定子磁极之间的相位角时，磁阻最大，转矩下降很多，而在转子与定子磁极对齐的相位角时，磁阻最小，转矩上升。这种转矩的升降现象就是习知的转矩波动。与现有的SRM有关的另一个问题是，在很多需要的低速应用场景中，由电动机产生的转矩是不够的。与径向SRM有关的又一个问题是噪音与震动。随着径向SRM的磁阻的增减，电动机部件中的的磁通相应变化，并且转子和定子磁极的变形会使磁极间的分离空间的减少，进而导致定子的椭圆化，声频噪声以及不必要的震动。转矩波动的问题可通过调节电动机控制电路来解决，比如:通过在激励一相的时候，使电流的性能与该相的激活周期相对应，令磁通的变化率受控以使机器转矩的改变不那么陡峭。这需要复杂的电路来实现，从而导致较高的设计、制造以及维护成本。SRM的一般性的工作原理公开于 http: //services, eng, uts.edu.au/sub iects IGZ/eet Switched%20Reluctance%20Motor TGZ 7 3 05.pdf ?通常地,为了减少转矩波动,复杂的仿真是必须的，比如在以下网址所公开白勺:http: //www.planet-rt.com/techenical-document/real-time-simulation-and-control-reluctance-motor-drives-high-speed-operatiorio 这会进一步增加控制电路实现的复杂性。`因此，存在着对于一种低转矩波动的易于制造和易于控制的SRM的需要。进一步地，存在着对于在低速时有高转矩的SRM的需要，该SRM可通过普通的三相交流电进行供电或者采用简单的控制电路进行控制。更进一步地，存在着对于具有弹性数量的定子和转子的SRM的需要。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于克服上述现有技术所存在的不足，而提出一种开关磁阻电动机，转矩波动低，并且易于制造和易于控制。本技术针对上述技术问题提出一种开关磁阻电动机，包括:一转轴，其定义了一旋转轴；一转盘，由该转轴径向地延伸，该转盘具有第一数量的转子磁极，这些转子磁极沿圆周均匀分布；一定子装置，其具有第二数量的定子单元；这些定子单元沿圆周均匀分布；这些定子单元在垂直于该转轴的一个共同平面内对齐，并且轴向地与该转盘间隔一轴向空气间隙；每个定子单元具有在激励时在该轴向空气间隙中产生一磁通的一定子线圈，在该轴向空气间隙中的磁通与该转轴平行；该第二数量的定子单元分成两组，以构成一第一组定子单元和一第二组定子单元，每个第一组定子单元的定子单元由两个第二组定子单元的定子单元在两边包围；以及一控制电路，其包括一正向半波整流装置和一反向半波整流装置；其中，该第一组定子单元中的定子线圈与该正向半波整流装置相连，该第二组定子单元中的定子线圈与该反向半波整流装置相连。在本技术的一优选实施例中，该转盘为一第一转盘，该定子装置为一第一定子装置，该开关磁阻电动机还包括:一第二转盘和一第三转盘，各自径向地由该转轴延伸，该第二转盘和第三转盘各具有沿圆周均匀分布的第一数量的转子磁极；以及一第二定子装置和一第三定子装置，各自与该第一定子装置结构相同；其中，该控制电路还包括两个正向半波整流装置和两个反向半波整流装置；其中，每个定子装置中的第一组定子单元中的定子线圈与一正向半波整流装置相连，每个定子装置中的第二组定子单元中的定子线圈与一反向半波整流装置相连；并且其中，两个相邻的定子单元定义出一定子扇形角，两个相邻的转子磁极定义出一转子扇形角。该第二转盘相对该第一转盘转位，该第三转盘相对该第二转盘转位。优选地，该第二转盘相对该第一转盘有三分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关磁阻电动机，其特征在于，包括：?一转轴，其定义了一旋转轴；一转盘，由该转轴径向地延伸，该转盘具有第一数量的转子磁极，这些转子磁极沿圆周均匀分布；一定子装置，其具有第二数量的定子单元；这些定子单元沿圆周均匀分布；这些定子单元在垂直于该转轴的一个共同平面内对齐，并且轴向地与该转盘间隔一轴向空气间隙；每个定子单元具有在激励时在该轴向空气间隙中产生一磁通的一定子线圈，在该轴向空气间隙中的磁通与该转轴平行；该第二数量的定子单元分成两组，以构成一第一组定子单元和一第二组定子单元，每个第一组定子单元的定子单元由两个第二组定子单元的定子单元在两边包围；以及一控制电路，其包括一正向半波整流装置和一反向半波整流装置；其中，该第一组定子单元中的定子线圈与该正向半波整流装置相连，该第二组定子单元中的定子线圈与该反向半波整流装置相连。

【技术特征摘要】
2012.09.25 US 13/626,0271.一种开关磁阻电动机，其特征在于，包括: 一转轴，其定义了一旋转轴； 一转盘，由该转轴径向地延伸，该转盘具有第一数量的转子磁极，这些转子磁极沿圆周均匀分布； 一定子装置，其具有第二数量的定子单元；这些定子单元沿圆周均匀分布；这些定子单元在垂直于该转轴的一个共同平面内对齐，并且轴向地与该转盘间隔一轴向空气间隙；每个定子单元具有在激励时在该轴向空气间隙中产生一磁通的一定子线圈，在该轴向空气间隙中的磁通与该转轴平行；该第二数量的定子单元分成两组，以构成一第一组定子单元和一第二组定子单元，每个第一组定子单元的定子单元由两个第二组定子单元的定子单元在两边包围；以及 一控制电路，其包括一正向半波整流装置和一反向半波整流装置； 其中，该第一组定子单元中的定子线圈与该正向半波整流装置相连，该第二组定子单元中的定子线圈与该反向半波整流装置相连。2.依据权利要求1所述的开关磁阻电动机，其特征在于，该转盘为一第一转盘，该定子装置为一第一定子装置，该开关磁阻电动机还包括: 一第二转盘和一第三转盘，各自径向地由该转轴延伸，该第二转盘和第三转盘各具有沿圆周均匀分布的第一数量的转子磁极；以及 一第二定子装置和一第三定子装置，各自与该第一定子装置结构相同； 其中，该控制电路还包括两个正向半波整流装置和两个反向半波整流装置； 其中，每个定子装置中的第一组定子单元中的定子线圈与一正向半波整流装置相连，每个定子装置中的第二组定子单元中的定子线圈与一反向半波整流装置相连；并且 其中，两个相邻的定子单元定义出一定子扇形角，两个相邻的转...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁德芳，
申请(专利权)人：深圳市合兴加能科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：