[發明專利]一種帶有輔助啟動結構的單相磁阻電機及其控制方法

有效

• 申請號: 202011223652.3
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112510861B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 劉寬
• 申請（專利權）人: 杭州星成電氣科技有限公司
• 主分類號: H02K1/14
• 分類號: H02K1/14;H02K1/24;H02K3/20;H02K11/30;H02K11/20;H02K29/06;H02P6/16;H02P6/20;H02P25/08
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明公開了一種帶有輔助啟動結構的單相磁阻電機及其控制方法，包括定子鐵芯、轉子鐵芯、第一啟動電路、第二啟動電路、轉子位置檢測電路和MCU，轉子鐵芯位于定子鐵芯內，且轉子鐵芯與定子鐵芯之間存在氣隙，轉子鐵芯上設置有若干個轉子齒極，定子鐵芯上設置有若干個與轉子齒極相配合的定子齒極，若干個定子齒極之間形成定子齒槽，在定子齒槽內安裝有輔助啟動機構，定子齒極上纏繞有第一線圈，第一線圈與第一啟動電路連接，第一啟動電路與MCU連接，輔助啟動機構與第二啟動電路連接，第二啟動電路與MCU連接，轉子位置檢測電路與MCU連接；本發明把永磁鐵替換為電磁鐵，在斷電時沒有磁力，降低磁阻電機的生產成本以及延長電機的使用壽命。

技術領域

本發明涉及開關磁阻電機技術領域，尤其涉及一種帶有輔助啟動結構的單相磁阻電機及其控制方法。

背景技術

單相磁阻電機在啟動時有一個問題，就是當電機的轉子和定子處于某一個特定位置的時候，轉子會沒有辦法啟動轉動；這個啟動時的特定位置稱為死區，電機轉子處于死區無法啟動的原因是，在磁阻電機開始啟動轉動時，需要一個初始力。當電機的轉子和定子處于一個特定位置時，這個初始力剛好互相抵消為零。

現有技術為通過在電機的定子或外殼上安裝一個固定位置的永磁鐵，這個永磁鐵的位置位于死區外，這樣當電機斷電不使用的時候，永磁鐵可以把轉子吸引到死區以外的位置，這樣啟動時就可以保證轉子不處于死區位置，其缺點為：疊加的永磁磁鐵里面需要稀土，稀土材料很貴；電機工作的環境中會有很多的鐵屑，永磁鐵會不斷吸附這些鐵屑，時間較長積累較多鐵屑后，會阻礙電機的正常工作。

例如，申請號為CN201720490609.0，申請日為2017年05月02日的中國專利申請公開了一種開關磁阻電機及應用開關磁阻電機的裝置，包括定子和轉子，所述定子包括多對定子齒以及繞設于所述定子齒上的繞組，所述轉子包括至少一對轉子齒，所述轉子齒的極弧大于所述定子齒的極弧，且相鄰設置的至少兩對所述定子齒上的所述繞組能夠串聯。該申請的開關磁阻電機將定子齒的繞組進行串聯，保證了繞組電流的連續性，降低開關磁阻電機的振動與噪聲，但是依然使用永磁體解決啟動死區的問題。

發明內容

本發明主要解決現有的技術中磁阻電機存在啟動死區的問題；提供一種帶有輔助啟動結構的單相磁阻電機及其控制方法，提供初始轉矩，解決啟動死區問題，利用輔助啟動機構代替永磁體，成本低，效率高。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：一種帶有輔助啟動結構的單相磁阻電機，包括定子鐵芯、轉子鐵芯、第一啟動電路、第二啟動電路、轉子位置檢測電路和MCU，所述轉子鐵芯位于定子鐵芯內，且轉子鐵芯與定子鐵芯之間存在氣隙，所述轉子鐵芯上設置有若干個轉子齒極，所述定子鐵芯上設置有若干個與所述轉子齒極相配合的定子齒極，若干個所述定子齒極之間形成定子齒槽，在所述定子齒槽內安裝有輔助啟動機構，所述定子齒極上纏繞有第一線圈，所述第一線圈與第一啟動電路連接，所述第一啟動電路與MCU連接，所述輔助啟動機構與第二啟動電路連接，所述第二啟動電路與MCU連接，所述轉子位置檢測電路與MCU連接，所述轉子位置檢測電路用于檢測轉子齒極的位置信息，所述MCU根據轉子位置檢測電路檢測的轉子齒極的位置信息控制第一線圈通電或輔助啟動機構通電。輔助啟動機構為電磁鐵，代替了現有技術的永磁體，利用電磁鐵通電產生磁性吸附轉子鐵芯，使轉子齒極離開啟動死區位置，同時提供轉子鐵芯轉動的初始轉矩，加快轉子鐵芯的啟動速度，電磁鐵的成本較低，并且在斷電時沒有磁力，不會一直吸附鐵屑、產生阻礙轉子轉動或電機損壞的隱患，降低磁阻電機的生產成本以及延長電機的使用壽命，當轉子停止轉動后，轉子齒極停留位置不在死區時，MCU根據轉子位置檢測電路檢測的轉子齒極位置信息通過第一啟動電路將定子齒極上的第一線圈通電，直接帶動轉子鐵芯進行轉動，進一步加快電機的啟動速度。