[實用新型]一種電容可變式靜電電機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202222745328.9
• 申請日: 2022-10-18
• 公開（公告）號: CN218771811U
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設計）人: 趙南南;陳煜
• 申請（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: H02N1/00
• 分類號: H02N1/00
• 代理公司: 西安恒泰知識產(chǎn)權(quán)代理事務所 61216
• 代理人: 國旭東

本實用新型公開了一種電容可變式靜電電機，包括同軸套裝的殼體和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸，還包括套裝并固定于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子和定子，所述轉(zhuǎn)子朝向定子的側(cè)壁上沿周向設置有一個以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸為中心軸的轉(zhuǎn)子電極層，所述定子朝向轉(zhuǎn)子的側(cè)壁上沿周向分別設置有以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸為中心軸的第一定子電極層和第二定子電極層，通過控制電路實現(xiàn)定子電極層上不同定子電極極性的快速切換，使得轉(zhuǎn)子電極與對應的定子電極之間產(chǎn)生排斥力或吸引力，進而推動轉(zhuǎn)子相對定子持續(xù)旋轉(zhuǎn)，從而解決了現(xiàn)有電容可變式靜電電機不能持續(xù)產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩、電機工作不穩(wěn)定的問題。

技術領域

本實用新型屬于靜電電機技術領域，具體涉及一種電容可變式靜電電機。

背景技術

電容可變式靜電電機是以靜電為能量源的一種能量轉(zhuǎn)換裝置，對電容可變式靜電電機施加驅(qū)動電壓后，利用定轉(zhuǎn)子電極之間基于靜電能的能量變化趨勢產(chǎn)生靜電轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子電極向定子電極旋轉(zhuǎn)，以達到二者之間能量最小的平衡位置。電容可變式靜電電機僅由電介質(zhì)和電極構(gòu)成，與電磁電機相比，節(jié)省了繞組線圈、鐵心和永磁體，具有構(gòu)造簡單、加工容易、損耗小、適用于超高溫、強磁場領域等一系列優(yōu)點。目前，電容可變式靜電電機在MEMS系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。

然而，由于目前電容可變式靜電電機的研制和開發(fā)還尚未成熟，電容可變式靜電電機控制策略的研究還處在初步階段，可能存在定轉(zhuǎn)子之間不能持續(xù)產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩、電機工作不穩(wěn)定等技術問題，亟需研究一種控制效果良好并且能持續(xù)產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的電容可變式靜電電機。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術中的缺陷和不足，本實用新型提供了一種電容可變式靜電電機，以解決現(xiàn)有技術中電容可變式靜電電機不能持續(xù)產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩和電機工作不穩(wěn)定的技術問題。

為達到上述目的，本實用新型采取如下的技術方案：

一種電容可變式靜電電機，包括同軸套裝的殼體和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸，還包括套裝并固定于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子和定子，所述轉(zhuǎn)子朝向定子的側(cè)壁上沿周向設置有一個以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸為中心軸的轉(zhuǎn)子電極層，所述定子朝向轉(zhuǎn)子的側(cè)壁上沿周向分別設置有以轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸為中心軸的第一定子電極層和第二定子電極層，其特征在于，所述第一定子電極層、轉(zhuǎn)子電極層與第二定子電極層由外向內(nèi)依次交錯分布；

所述轉(zhuǎn)子電極層包括若干等間隔設置的轉(zhuǎn)子電極，每個轉(zhuǎn)子電極均連接正電壓；

所述第一定子電極層包括多個等間隔設置的第一定子電極，相鄰第一定子電極之間設置有第二定子電極；

所述第二定子電極層包括多個等間隔設置的第三定子電極，相鄰第三定子電極之間設置有第四定子電極；

所述第一定子電極、第二定子電極、第三定子電極、第四定子電極與轉(zhuǎn)子電極的數(shù)量相同；

第一定子電極與第三定子電極的極性相同，第二定子電極與第四定子電極的極性相同，且第一定子電極的極性與第二定子電極的極性相反；

當?shù)谝欢ㄗ与姌O和第二定子電極進行極性切換時，第三定子電極和第四定子電極能夠同步進行極性切換。

本實用新型還具有以下技術特征：

具體的，所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸通過開設在殼體前后表面中心位置上的通孔穿出殼體。

更進一步的，所述定子和轉(zhuǎn)子均由導電材料制成。

更進一步的，所述殼體為圓柱形。

更進一步的，所述第一定子電極、第二定子電極、第三定子電極、第四定子電極和轉(zhuǎn)子電極的形狀為扇形或矩形。

更進一步的，所述第一定子電極、第二定子電極、第三定子電極、第四定子電極與轉(zhuǎn)子電極的數(shù)量均為7個。