[實用新型]籠形爪對極式開關磁阻無刷直流發電電動機

無效

• 申請號: 201120098882.1
• 申請日: 2011-04-02
• 公開（公告）號: CN201975971U
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 李貴祥
• 申請（專利權）人: 李貴祥
• 主分類號: H02K29/06
• 分類號: H02K29/06;H02K1/14;H02K1/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種電力系統，特別是一種籠形爪對極式開關磁阻無刷直流發電電動機。

技術背景

開關磁阻電動機(SR)是近些年發展的新型調速電機，結構簡單結實、調速范圍寬且性能好，現已廣泛用在儀器儀表、家電、電動汽車等領域。磁阻電機的主要特點是轉子上沒有線圈。磁阻電動機利用磁阻最小原理，也就是磁通總是沿磁阻最小的路徑閉合，利用磁引力拉動轉子旋轉。現有的開關磁阻電動機以雙凸極電機為主。磁阻電機的轉子上沒有線圈，無需電刷和滑環，是一種無刷調速電機。但也正是因為轉子上沒有線圈，通過轉子的磁通被“浪費”掉了。

根據百度百科對無刷直流發電機的定義：無刷直流發電機由無刷交流發電機與半導體整流器組成，是輸出直流電的發電機整流器組合裝置。即現有直流發電機要么通過電刷和換向器輸出直流電，要么通過整流器輸出直流電。

本實用新型采用爪對極結構，用卡環將若干定子磁極和電樞接成一個籠形整體，定子磁極產生軸向磁通，定子磁極牽引爪極轉動的同時，電樞感應電動勢產生直流電，實現輸出機械能的同時，直接輸出直流電，而且無需電刷和整流器。其實同時輸出機械能與電能并不矛盾，電樞繞組切割磁力線發電并不會削弱定子磁場對轉子的牽引力。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種在輸出機械能的同時，能“回收”部分電能的籠形爪對極式開關磁阻無刷直流發電電動機。

本實用新型是這樣實現的：一種籠形爪對極式開關磁阻無刷直流發電電動機，主要包括前端蓋(1)、風扇(2)、轉軸(3)、前爪極(4)、卡環(5)、電樞繞組(6)、勵磁繞組(7)、機座(8)、電樞鐵心(9)、磁極鐵心(10)、后爪極(11)、軸承(12)、后端蓋(13)、轉子位置傳感器(14、15)和控制器(16)，其特征是：磁極鐵心為條形鐵心，條形鐵心上繞有一個軸向勵磁繞組，組成軸向條形磁極；電樞鐵心為條形鐵心或環形鐵心，電樞鐵心上繞有一個軸向電樞繞組，組成條形電樞或環形電樞；卡環上平均分布有6個或6個以上數量為偶數的插孔，6個或6個以上的數量為偶數的條形磁極的兩端插在兩個卡環的插孔中，且露出磁極鐵心的兩端，環形電樞固定在兩個卡環內側的大孔中，且露出環形鐵心的兩端，組成一個有6個或6個以上數量為偶數的磁極和一個電樞的籠形定子，或者，卡環有兩層插孔，6個或6個以上數量為偶數的條形磁極的兩端插在兩個卡環的其中一層插孔中，且露出磁極鐵心的兩端，6個或6個以上的數量為偶數的條形電樞的兩端插在兩個卡環的另一層插孔中，且露出電樞鐵心的兩端，組成一個有6個或6個以上數量為偶數的磁極和6個或6個以上數量為偶數的電樞的籠形定子；爪極有4個或4個以上數量為偶數的爪，兩個軸向相對的爪極固定在轉軸上，分別位于籠形定子的兩側；磁極的數量比爪極的爪的數量多2個或4個或6個；能與爪極的爪同時對齊的磁極用同相勵磁電源連接，組成由2相或2相以上勵磁電源分別供電的定子磁極；爪極的爪與磁極鐵心的端面之間留有氣隙，爪極的爪與電樞鐵心的端面之間留有氣隙；轉軸從卡環的內孔或環形電樞鐵心的內孔無接觸穿過；轉子位置傳感器由定子(14)和轉子(15)兩部分組成，轉子位置傳感器的轉子固定在轉軸上或爪極上，轉子位置傳感器的定子固定在端蓋或機座上，或者，轉子位置傳感器的定子與控制器設在一起；控制器主要由位置處理單元和功率邏輯開關單元組成，控制器固定在端蓋或機座上。

發電機的工作原理：當磁極的其中一相通電時，與通電磁極距離最接近的爪極的爪受磁力的牽引作用旋轉至與通電磁極相對的位置，轉子位置傳感器檢測到轉子已經旋轉至既定的位置，通過控制器發出斷開該相磁極的電流、接通下一相磁極的電流的指令，下一相磁極通電并吸引與其距離最接近的爪極的爪，實現轉子的持續旋轉；磁通從磁極的N極發出，經過爪極、電樞，從另一爪極回到磁極的S極，形成完整的磁路；通電磁極在吸引爪極的過程中，通過電樞的磁通發生變化，電樞繞組感應到電動勢且產生電流；由于通過電樞的磁通是軸向磁通，而且磁通的方向不變，因此電樞產生的電流方向不會改變，可直接輸出直流電；利用控制器中的功率變換器調節勵磁電流的電壓，以調節電機輸出的轉速和轉矩大小；電機在輸出機械旋轉運動動力的同時，產生直流電。

磁極鐵心的數量比爪極的爪的數量多2個或4個或6個，磁極鐵心與爪極的爪數之比為6∶4或8∶6或8∶4或10∶8或12∶8或12∶10或12∶6等等，亦稱為6/4極或8/6極或8/4極或10/8極或12/10極或12/6極等結構的發電電動機。6/4極采用3相勵磁電源，8/6極采用4相勵磁電源，8/4極采用2相勵磁電源，10/8極采用5相勵磁電源。