CN201813297U - 开关磁阻动力电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开关磁阻动力电机，电源通过功率变换器连至电机主体，电机主体的主轴端部设置有电流检测装置和位置检测装置；电流检测装置和位置检测装置将检测信号通过导线送至控制器，控制器连至功率变换器实现功率控制；所述控制器还设置由外部控制信号输入端。其中，电机主轴一端套置有光电传感器底板支座，并设置有光电传感器。本实用新型开关磁阻动力电机具有结构简单、成本低、适于高速运行、可控参数多，调速性能好的特点，而且功率电路简单可靠。效率高、功耗小，同时具有高起动转矩、低起动电流、适用于频繁起停和正反转速运行。

Description

开关磁阻动力电机

技术领域

本发明涉及一种动力电机。

背景技术

目前，异步电动机是应用最为广泛的动力电机，其消耗的电能占工业用电的70％以上，虽然异步电机结构简单、运行可靠，但是异步电动机也存在以下问题：低速性能差、起动电流大、起动转矩小、高效率区间窄。此外，近年来发展起来的几种动力电机，如永磁同步电动机和永磁无刷直流电动机，具有效率高、体积小等优点，但其制造工艺较复杂，成本较高。

发明内容

本发明旨在提供一种在结构和制造工艺上较异步电机简单、成本更低，同时调速性能好、运行效率高、起动性能好的动力电机。

为了达到上述目的，本发明一种开关磁阻动力电机，包括由电源供电的电机主体。所述电源通过功率变换器连至所述电机主体，所述主体的主轴端部设置有电流检测装置和位置检测装置；所述电流检测装置和位置检测装置将检测信号通过导线送至控制器，所述控制器连至所述功率变换器实现功率控制；所述控制器还设置由外部控制信号输入端。其中，所述电机主体包括由轴承支撑的主轴，所述主轴的外侧固定套接有铁芯转子，所述转子的外部设置有铁芯定子，所述铁芯定子的内侧设置有线圈绕组；所述主轴一端套置有光电传感器底板支座，所述光电传感器底板支座通过螺栓连接有光电传感器底板，所述光电传感器底板18设置有光电传感器，所述光电传感器配置有遮光齿盘。

优选方式下，所述主轴设置光电传感器的一侧端部还设置有转轮式风叶。

本发明开关磁阻动力电机的优点在于：

(1)电动机结构简单、成本低、适于高速运行。

开关磁阻电动机的突出优点是转子上没有任何型式的绕组，而定子上只有简单的集中绕组，因此绝缘结构简单，制造简便，成本低。并且发热大部分在定子，易于冷却；转子的机械强度高，电动机可高速运转而不致变形；转子转动惯量小，易于实现加、减速。

(2)功率电路简单可靠

因为电动机转矩方向与绕组电流方向无关，即只需单方向绕组电流，故功率电路可以做到每相一个功率开关，电路结构简单。另外，系统中每个功率开关器件均直接与电动机绕组相串联，避免了直通短路现象。因此SRD系统中功率变换器的保护电路可以简化，既降低了成本，又具有较高的可靠性。

(3)效率高、功耗小

SRD系统在宽广的转速和功率范围内具有高输出和高效率。这是因为一方面电动机转子不存在绕组铜耗，另一方面电动机可控参数多，灵活方便，易于在宽转速范围和不同负载下实现高效优化控制。

(4)高起动转矩、低起动电流、适用于频繁起停和正反转速运行

从电源侧吸收较少的电流，在电动机侧得到较大的起动转矩是SRD系统的一大特点。典型产品的数据是：当起动转矩达到额定转矩的1.4倍时，起动电流只有额定电流的40％。

(5)可控参数多，调速性能好。

控制开关磁阻电动机的主要运行参数和方法至少有四种：控制开通角、控制关断角、控制相电流幅值、控制相绕组电压。可控参数多，意味着控制灵活方便，可以根据运行要求和电动机的实际情况，采用不同控制方法和参数值，使电机运行于最佳状态(如出力最大、效率最高等)，还可以使电机实现各种不同的功能和特定的特性曲线。

附图说明

图1是本发明开关磁阻动力电机组成的原理图；

图2是本发明开关磁阻动力电机的结构示意图。

具体实施方式

本发明开关磁阻电机是一种机电一体化的新型电机，其系统结构如图2所示，它主要由四部分组成：开关磁阻电动机(简称SR电动机)、功率变换器、控制器和检测器。SR电动机是开关磁阻电机系统中实现机电能量转换的部件，其结构和工作原理都与传统电机有较大的差别，见图1。

该电机为三相12/8极结构。电动机为双凸极结构，其定、转子均由普通硅钢片叠压而成。转子上既无绕组也无永磁体，定子齿极上绕有集中绕组，依次相隔90°的四绕组串联或并联在一起，构成“一相”。

SR电动机的运行遵循“磁阻最小原理”：磁通总是沿磁阻最小的路径闭合。当定子某相绕组通电时，所产生的磁场由于磁力线扭曲而产生切向磁拉力，试图使相近的转子极旋转到其轴线与该定子极轴线对齐的位置，即磁阻最小位置。

开关磁阻动力电机系统的控制器通过位置检测单元，确定转子的位置，从而控制功率变换器的功率开关通断，使SR电机相应的绕组通电或断电，产生连续的电磁转矩。由于SR电动机绕组电流是单向的，使得功率变换器主电路不仅结构较简单，而且相绕组与主开关器件是串联的，可以避免直通短路危险。

具体说，如图2所示，开关磁阻动力电机，包括由电源供电的电机主体。电源通过功率变换器连至电机主体，电机主体的主轴端部设置有电流检测装置和位置检测装置。电流检测装置和位置检测装置将检测信号通过导线送至控制器，控制器连至功率变换器实现功率控制。控制器还设置有外部控制信号输入端。

如图1所示，电机主体包括由轴承2支撑连接负载的主轴1。主轴1的外侧固定套接有铁芯转子8，转子的外部设置有铁芯定子9，铁芯定子9的内侧设置有线圈绕组10。图中还显示出轴承端盖4、垫圈3、连接端盖4和机壳7的螺栓5，以及调整螺钉15。

此外，图1中，主轴1右端套置有光电传感器底板支座17，光电传感器底板支座17通过螺栓连接有光电传感器底板18。光电传感器底板18上设置有光电传感器19，并配置有遮光齿盘20。图中，在风叶罩16的内部，位于主轴1的右端部通过垫圈22、螺钉23固定有转轮式风叶21。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种开关磁阻动力电机，包括由电源供电的电机主体，其特征在于，所述电源通过功率变换器连至所述电机主体，所述电机主体的主轴端部设置有电流检测装置和位置检测装置；所述电流检测装置和位置检测装置将检测信号通过导线送至控制器，所述控制器连至所述功率变换器实现功率控制；所述控制器还设置由外部控制信号输入端；

所述电机主体包括由轴承(2)支撑的主轴(1)，所述主轴(1)的外侧固定套接有铁芯转子(8)，所述转子的外部设置有铁芯定子(9)，所述铁芯定子(9)的内侧设置有线圈绕组(10)；所述主轴(1)一端套置有光电传感器底板支座(17)，所述光电传感器底板支座(17)通过螺栓连接有光电传感器底板(18)，所述光电传感器底板(18)设置有光电传感器(19)，所述光电传感器(19)配置有遮光齿盘。

2.根据权利要求1所述开关磁阻动力电机，其特征在于，所述主轴(1)设置光电传感器的一侧端部还设置有转轮式风叶(21)。

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