[發(fā)明專利]一種單相永磁型開關(guān)磁阻電機(jī)及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710195636.X
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN106712431A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳奚平
• 申請（專利權(quán)）人: 上海鼎特電器有限公司;陳奚平
• 主分類號(hào): H02K29/03
• 分類號(hào): H02K29/03;H02K1/14;H02K1/24;H02K1/27;H02P6/00;H02P25/08
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司51214
• 代理人: 劉凱

1.一種單相永磁型開關(guān)磁阻電機(jī)，包括定子（1）、轉(zhuǎn)子（2）、電機(jī)輸出軸以及控制系統(tǒng)，所述定子（1）和轉(zhuǎn)子（2）的凸極之間為氣隙, 所述定子（1）和轉(zhuǎn)子（2）的對(duì)應(yīng)關(guān)系是內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)或者是外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)子（2）固定套接在電機(jī)輸出軸外周，其特征在于：所述定子（1）由前段定子鐵芯、中段定子鐵芯和后段定子鐵芯組成，三段定子鐵芯的凹、凸極數(shù)量及凹、凸極寬度均相等，且凹、凸極數(shù)量均為偶數(shù)，所述三段定子鐵芯之間留有間隙，所述前段定子鐵芯和后段定子鐵芯中的凸極部位保持一致，即兩段定子鐵芯中凸極的中心線在同一直線上，所述中段定子鐵芯中的凸極部位的中心線與前、后兩段定子鐵芯中凹極的中心線相重合，所述的前段定子鐵芯、中段定子鐵芯和后段定子鐵芯的凸極部位均安裝有定子電磁繞組（4）；所述轉(zhuǎn)子（2）由轉(zhuǎn)子鐵芯和永磁體（3）組成，所述轉(zhuǎn)子鐵芯的凸極數(shù)量與任一段定子鐵芯的凸極數(shù)量相等，且定子鐵芯上的凸極寬度小于轉(zhuǎn)子鐵芯的凸極寬度，在所述轉(zhuǎn)子（2）的對(duì)應(yīng)凸極部位嵌裝有永磁體（3），所述永磁體（3）的充磁方向?yàn)閺较颍慷无D(zhuǎn)子鐵芯中相鄰的各凸極所嵌裝的永磁體（3）的極性相異，所述轉(zhuǎn)子鐵芯安裝在電機(jī)輸出軸上，且與電機(jī)輸出軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相永磁型開關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于：所述前段定子鐵芯、中段定子鐵芯和后段定子鐵芯的長度均相等，所述轉(zhuǎn)子鐵芯的長度與三段定子鐵芯的安裝長度相等，所述轉(zhuǎn)子鐵芯中的對(duì)應(yīng)凸極部位所嵌裝的永磁體（3）采用兩段式結(jié)構(gòu)，且兩段的長度相等、極性相同。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相永磁型開關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于：所述前段定子鐵芯和后段定子鐵芯的長度均相等，且所述中段定子鐵芯的長度是前、后段定子鐵芯長度的兩倍。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相永磁型開關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于：在所述前段定子鐵芯、中段定子鐵芯及后段定子鐵芯之間分別嵌有非導(dǎo)磁體。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相永磁型開關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于：在各段定子鐵芯的凸極上安裝的電磁繞組，對(duì)各段而言均滿足任一相鄰的凸極上安裝的電磁繞組其繞制方向相反，且各凸極上安裝的電磁繞組均按頭、尾相連的方式連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相永磁型開關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于：所述控制系統(tǒng)中設(shè)置有極性檢測電路、位置檢測電路以及能量回收電路。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的單相永磁型開關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于：前、后段定子鐵芯上定子電磁繞組的兩根引出線分別按頭、尾相連的方式連接，前段定子鐵芯上定子電磁繞組的頭和后段定子鐵芯上定子電磁繞組的尾以及中段定子鐵芯上定子電磁繞組的頭、尾分別與控制系統(tǒng)設(shè)置的方向控制電路相連接，所述控制系統(tǒng)設(shè)置的方向控制電路可改變中段定子鐵芯上定子電磁繞組的頭、尾端與連接在一起的前、后段定子鐵芯上定子電磁繞組的頭、尾端的連接方向，以此可改變電機(jī)的運(yùn)行方向。

8.一種如權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的單相永磁型開關(guān)磁阻電機(jī)的控制方法，其特征在于：所述控制系統(tǒng)可采用恒功率控制模式或恒轉(zhuǎn)矩控制模式驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單相永磁型開關(guān)磁阻電機(jī)的控制方法，其特征在于：所述的恒功率控制模式是指，電機(jī)由某一穩(wěn)定位置經(jīng)由非穩(wěn)定位置向下一穩(wěn)定位置運(yùn)動(dòng)的過程中，根據(jù)位置檢測電路給出的位置控制信號(hào)在開始位置使功率驅(qū)動(dòng)電路導(dǎo)通，給定子電磁繞組供電，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)竭_(dá)非穩(wěn)定位置時(shí)，關(guān)閉功率驅(qū)動(dòng)電路，使轉(zhuǎn)子在電機(jī)所特有的磁動(dòng)力和續(xù)流電流的共同作用下繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，直至到達(dá)下一穩(wěn)定位置，當(dāng)?shù)竭_(dá)下一穩(wěn)定位置時(shí)，功率驅(qū)動(dòng)電路改變導(dǎo)通方向，給定子電磁繞組反向供電，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，余此類推。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單相永磁型開關(guān)磁阻電機(jī)的控制方法，其特征在于：所述的恒轉(zhuǎn)矩控制模式是指，電機(jī)由某一穩(wěn)定位置經(jīng)由非穩(wěn)定位置向下一穩(wěn)定位置運(yùn)動(dòng)的過程中，根據(jù)位置檢測電路給出的位置控制信號(hào)在開始位置使功率驅(qū)動(dòng)電路導(dǎo)通，給定子電磁繞組供電，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)竭_(dá)位置檢測電路給出的位置控制信號(hào)所在的位置時(shí)，即下一穩(wěn)定位置，關(guān)閉功率驅(qū)動(dòng)電路，使定子電磁繞組快速續(xù)流，當(dāng)?shù)竭_(dá)下一穩(wěn)定位置時(shí)，功率驅(qū)動(dòng)電路改變導(dǎo)通方向，給定子電磁繞組反向供電，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，余此類推。