[實用新型]一種超寬電壓電動機

有效

• 申請號: 201420453670.4
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN204334144U
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 馬力
• 申請（專利權）人: 馬力
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本實用新型涉及一種電動機，特別是一種超寬電壓電動機。

背景技術

現有的電動機均是在特定的電壓范圍內工作，當電源供給的電壓超過電動機的使用電壓范圍時，電動機就不能正常運行甚至被燒掉，這對于大量興起的新能源發電行業是無法正常使用的。以風力發電為例，當風力大的時候，風力發電機組發出的能量較大、電壓就高，反之發出的能量就小、電壓就低，這些發電裝置發出的能量和電壓始終根據外界風力狀況而變化，無法輸出恒定的能量和發電電壓，無法直接帶動現有的電動機運行。因而在風力發電行業普遍采用的配置模式為：風力發電機+整流控制器+電池組+逆變器+電機控制器+電動機。其中，風力發電機將風能變為電能，整流控制器將風力發電機發出的不穩定的交流電整流后給電池組充電，逆變器把電池組中的直流電逆變成穩定電壓、穩定頻率的交流電，再輸入電機控制器拖動電動機運行，通過這樣的整流、充電、放電、逆變環節，將風力發電機不穩定的電壓、不穩定的頻率，轉換成電動機需要的穩定電壓和穩定頻率，使電動機可以正常運行。由于增加了這些繁瑣的變換后給系統帶來了很大的弊端，一是當風力發電電壓整流后低于電池組的充電下限值時，風力發電機的電能無法流入電池組，系統只是空轉，當風力發電電壓整流后高于電池組的充電上限值時，整流控制器將切除風力風電機與電池組的聯系，風力發電機的電能也不能流入電池組，系統也只是空轉，這就造成風力發電系統的工作范圍很窄。二是增加了昂貴的成本，電池組價格不菲且是易損件，整流控制器、逆變器的主要器件均要從國外進口，價格更是高的很，整流控制器、電池組、逆變器約增加了系統成本60％以上。三是系統使用率低、效率低，系統存在空轉問?題使用率變低，既是在正常發電狀態，經過整流、充電、放電、逆變過程，降低了系統效率。四是增加了系統的故障點，電池組要經常維護、定期更換，逆變器、整流控制器屬電子產品，故障率高，運行成本高。

實用新型內容

本實用新型的技術解決問題是：針對新能源行業迫切需要，克服現有技術的不足，簡化新能源系統配置，提供一種超寬電壓電動機(簡稱電動機)，特別是提供直接使用于新能源系統的電動機，該電動機可以在電源電壓大范圍變化的情況下工作運行，如果用在風力發電系統中可以省去整流控制器、電池組、逆變器，電動機直接吸收風力發電機發出的不穩定的電壓運行，帶動負載做功。

本實用新型的技術解決方案是：一種超寬電壓電動機，由電動機部分和驅動控制器部分組成。電動機部分為稀土永磁轉子結構，永磁體具有恒定的勵磁磁場，可以保證電動機在任何情況下均處于理想的強磁場狀態，當電動機通入電流時，這個電流將與永磁磁場耦合產生旋轉轉矩，使電動機帶動負載設備運行做功。電動機所輸出的功率、轉矩和轉速與電動機所得到的電壓有關，得到的電壓高，電動機所輸出的功率就大、轉矩就大、轉速就高，反之亦然。這樣就突破了現有電動機只能使用恒定電壓的局限性。驅動控制器的輸入端與電源側連接，輸出端與電動機連接，驅動器始終保證電動機在任何電壓下均能工作在最佳狀態。

本實用新型的原理是：一種超寬電壓電動機為稀土永磁勵磁方式，由于永磁體具有恒定的勵磁磁場，可以保證電動機在任何情況下均處于理想恒定的強磁場狀態，當風力發電機因風力加大產生的電能變大、電壓變高時，電動機得到的電壓變高，電動機的輸入電流I變大，根據電動機的轉矩公式：T＝CmΦI

式中：T----電動機轉矩

Cm----電動機的轉矩系數

Φ----電動機的磁通

I----電動機輸入電流

當電動機的輸入電流I變大時，電動機的輸出轉矩將變大，電動機將帶動設備加速運轉，電動機的做功加大，電動機吸收的能量變大，可以把風力發電機因風力加大多產生的能量吸納掉。反之，當風力發電機因風力變小、產生的電能變小，電壓變低時，電動機得到的電壓變低，電動機的輸入電流I變小，根據電動機的轉矩公式T＝CmΦI所示，電動機的輸出轉矩將變小，電動機將帶動設備減速運轉，電動機的做功減小，電動機吸收的能量變小，這恰好適應了風力發電機因風力變小所產生的能量不足的狀況。