[發明專利]用于智能電動執行器的兩相勵磁開關磁阻電機

無效

• 申請號: 200910067766.0
• 申請日: 2009-01-22
• 公開（公告）號: CN101478196A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 孫鶴旭;鄭易;李潔;董硯;雷兆明;董彥宗
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: H02K7/10
• 分類號: H02K7/10;H02K7/116;H02K19/12;H02H5/04
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司
• 代理人: 王小靜

技術領域：

本發明涉及開關磁阻電機技術，特別涉及一種用于智能電動執行器的開關磁阻電機。

技術背景：

電動執行器是集電子技術、自動控制、檢測技術、電機技術與一體的機電設備，在遠程或危險區域、需要較大轉矩應用場合、需快速定位的閥門場合等情況下代替手工閥門操作，在危險場所或者需要遠程控制的場合，電動執行器的應用有效地保障了生產的安全性，提高了生產效率和系統的可靠性，尤其實在化工、冶金、電力等領域，電動執行器更是得到了廣泛的應用。

目前，市場出售的電動執行器都是利用交流電機作為執行器動力源，機械結構復雜，調節反應時間慢，控制精度低，不利于閥門產品的更新換代，已經不能跟上工業發展的需要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于智能電動執行器的開關磁阻電機，克服現有電動執行器的缺陷，提供一種能夠作為電動執行器位置控制執行元件的開關磁阻電機，結構簡單，利用開關磁阻電機獨特的步進特性提高了控制精度，基于變頻控制的模式實現了快速控制。并且此電機采用兩相勵磁的工作方式，任何時刻都有兩相繞組同時勵磁工作，電機運行所需電流小，轉矩大，轉矩波動小，在克服噪聲方面取得很好的進展，電機絕緣等級達到F級。

本發明用于智能電動執行器的兩相勵磁開關磁阻電機包括：電機外殼、定子、轉子、電機軸、繞組；定子轉子均由硅鋼片疊壓而成，繞組集中纏繞在定子極上，定子在轉子外圍，轉子與電機同軸；電機軸與電動執行器的蝸桿相連，蝸桿一端連接手輪。同時，電機軸與電動執行器的星型齒輪相連。

所述的開關磁阻電機工作方式為兩相同時勵磁方式，以四相8/6極開關磁阻電機為例，勵磁順序為DA-AB-BC-CD-DA，即任意時刻都有兩相繞組同時勵磁的電機工作方式。

所述的開關磁阻電動機的電機殼內部安裝有電機轉子光電位置傳感器，光電位置傳感器輸出的信號，輸入至電動執行器的控制器控制單元的位置反饋引腳，控制器根據轉子位置信號，決定電機繞組電流的導通和關斷。

所述的開關磁阻電機的繞組浸漆。

所述的開關磁阻電機內部繞組端部安裝有熱保護開關，保護開關的工作溫度≤155°。

所述的開關磁阻電機后端蓋設有預留的安裝孔。

本發明提供的用于智能電動執行器的兩相勵磁開關磁阻電機可以帶來以下有益效果：結構簡單，易于維護，可靠性高，采用本發明的電動執行器可以廣泛應用于各種場合，甚至惡劣環境；開關磁阻電機本身具有的步進特性提高了控制精度，實現準確定位，基于變頻技術的調速模式實現了快速控制；本發明的開關磁阻電機在設計時專門針對兩相導通工作模式，起動電流小，轉矩大，與常用單相導通工作模式相比，平均輸出轉矩增大，轉矩脈動減小，在降噪減震方面取得良好效果。同時，開關磁阻電機的結構簡單，定子轉子均由硅鋼片疊壓而成，定子轉子無永磁體，繞組集中纏繞在定子極上，可靠性高，將繞組浸漆更易于散熱，工作最高溫度上限可以達到155°，即電機絕緣等級達到F級。

附圖說明

圖1是本發明用于智能電動執行器的兩相勵磁開關磁阻電機的結構圖。

圖2是光電位置傳感器輸出的位置信號至電動執行器的控制器控制單元位置反饋引腳。

圖3是用于智能電動執行器的兩相勵磁開關磁阻電機的勵磁電壓序列圖。

圖4是本發明用于智能電動執行器的兩相勵磁開關磁阻電機的初始0°位置。

圖5是本發明用于智能電動執行器的兩相勵磁開關磁阻電機的轉矩圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進行說明：

如圖所示，本發明用于智能電動執行器的兩相勵磁開關磁阻電機包括電機殼1，定子2，轉子3，電機軸4，繞組5；定子2、轉子3均由硅鋼片疊壓而成，繞組5集中纏繞在定子2上，定子2在轉子3外圍，轉子3與電機同軸。電機軸4與電動執行器的蝸桿相連，蝸桿一端連接手輪。

開關磁阻電動機的電機殼1內部安裝有電機轉子光電位置傳感器7，轉子3帶遮光片6，位置傳感器7為光電傳感器，轉子3旋轉時遮光片6遮擋位置傳感器7的光電槽，產生位置信號，光電位置傳感器7輸出的位置信號，輸入至電動執行器的控制器控制單元TMS320F240(美國TI公司)的位置反饋引腳CAP/IOP，如圖2所示，控制單元TMS320F240根據轉子位置信號，決定電機繞組5電流的導通和關斷，實現對開關磁阻電機的運行控制。

所述的電機軸4與電動執行器的星型齒輪相連。

電機繞組5端部安裝有熱保護開關9，當溫度高于155°時，熱保護開關打開，繞組斷電，實現對電機的保護。

開關磁阻電機后端蓋設有預留的安裝孔8，用于和電動執行器的其它部件相連。