[發明專利]差頻式高頻電機

在審

• 申請號: 202010244562.6
• 申請日: 2020-03-31
• 公開（公告）號: CN111293846A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 彭平高
• 申請（專利權）人: 彭平高
• 主分類號: H02K17/00
• 分類號: H02K17/00;H02P27/00;H02P9/14;H02P103/10
• 代理公司: 蘇州中合知識產權代理事務所(普通合伙) 32266
• 代理人: 劉奇

本發明公開了一種差頻式高頻電機，包括定子、轉子、定子線圈、轉子線圈和傳動軸，所述傳動軸位于該差頻式高頻電機中軸線上，所述定子、定子線圈、轉子和轉子線圈分布在傳動軸外側，還包括高頻勵磁發電機，所述高頻勵磁發電機連接在轉子線圈上，所述高頻勵磁發電機上輸入有兩相或三相的低功率高頻電流，輸出的高頻勵磁電流輸入轉子線圈中。本發明使用高頻輸入電流，使電機的制造成本大幅降低，體積縮小；特別是用在汽車或船舶驅動上，既方便了動力傳輸，也方便了速度調節；使用前景廣闊，無論是電機制造還是使用者都可節約大量成本，節能降耗，既能產生良好的經濟效益，也可獲得良好的社會效益。

技術領域

本發明屬于高頻電機技術領域，尤其涉及一種差頻式高頻電機。

背景技術

電機，包括發電機、電動機，因為歷史原因，發電機與電動機的輸入均采用頻率很低的工頻50、60HZ，導致電動機與發電機內部的線圈電磁材料消耗大，制造成本高，特別是為了輸出大功率電流的電機，需要將體積制作的十分巨大，整個結構十分笨重，導致安裝、運輸都很不方便。因此，如何開發一種體積小且可輸出大功率的電機成為本領域技術人員的研究方向。

發明內容

本發明目的在于提供一種差頻式高頻電機，該差頻式高頻電機使用高頻輸入電流，使電機的制造成本大幅降低，體積縮小，使用前景廣闊，無論是電機制造還是使用者都可節約大量成本，節能降耗。

本文所稱高頻電機指工作頻率遠高于50至60HZ的市電工頻頻率的旋轉電機，工作頻率大于1000HZ的頻率，本技術中實際遠高于工頻頻率，以目前的技術與材料技術，而企業使用的頻率在數十千赫茲范疇，在需要時也可以增至MHZ范圍。電機轉子與定子電流的頻率始終不同，轉速感應的頻率與勵磁頻率始終存在數量極的差距，故稱為差頻。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：一種差頻式高頻電機，包括定子、轉子、定子線圈、轉子線圈和傳動軸，所述傳動軸位于該差頻式高頻電機中軸線上，所述定子、定子線圈、轉子和轉子線圈分布在傳動軸外側，還包括高頻勵磁發電機，所述高頻勵磁發電機連接在轉子線圈上，所述高頻勵磁發電機上輸入有兩相或三相的低功率高頻電流，輸出的高頻勵磁電流輸入轉子線圈中。

上述技術方案中進一步改進的技術方案如下：

1.上述方案中，所述高頻勵磁電流通入轉子線圈后，會產生一個高速旋轉磁場，在所述定子線圈通入一高頻電流，所述定子與轉子存在頻率差或相位差時，則傳動軸輸出轉矩與轉速，此時差頻式高頻電機實現電動機功能。

2.上述方案中，所述高頻勵磁電流通入轉子線圈后，會產生一個高速旋轉磁場，在所述傳動軸上輸入動力源，則定子線圈輸出高頻電流，此時差頻式高頻電機實現發電機功能。

3.上述方案中，所述定子線圈通入一個高于或低于轉子線圈輸入電流頻率的兩相或三相高頻電流，產生一個旋轉方向與轉子相同的旋轉磁場，所述傳動軸輸出動力至機械設備上。

4.上述方案中，所述定子線圈頻率比轉子線圈頻率高時，轉子旋轉方向與高速旋轉磁場方向相同；所述定子線圈頻率比轉子線圈頻率低時，轉子轉動方向與高速旋轉磁場方向相反，通過調節轉子線圈的頻率，可以調節轉速及轉向。

5.上述方案中，所述定子線圈通入一個與轉子線圈同頻的兩相或三相電流，通過調節定子線圈與轉子線圈的相位，使傳動軸產生轉速與轉矩。

6.上述方案中，所述定子相位始終超前于轉子，則轉子一直朝旋轉磁場同方向呈加速狀態，調節相位的大小可以調節轉矩。反之，可以讓定子相位始終滯后于轉子，則轉子一直朝旋轉磁場反方向呈加速狀態。通過位置傳感器和速度傳感器經閉環自動控制，可以依負載調節電機轉矩大小即轉速和旋轉方向

7.上述方案中，所述差頻式高頻電機內設置多個定子繞組，通過改變轉子線圈的聯結方式，使對應的定子線圈輸出多個高頻電流。

8.上述方案中，所述聯結方式除改變磁極對數外，包括以下四種情況：