专利名称：用于智能电动执行器的两相励磁开关磁阻电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及开关磁阻电机技术，特别涉及一种用于智能电动执行器的开关磁阻电机。 技术背景
电动执行器是集电子技术、自动控制、检测技术、电机技术与一体的机电设备，在远 程或危险区域、需要较大转矩应用场合、需快速定位的阀门场合等情况下代替手工阀门操 作，在危险场所或者需要远程控制的场合，电动执行器的应用有效地保障了生产的安全性, 提高了生产效率和系统的可靠性，尤其实在化工、冶金、电力等领域，电动执行器更是得 到了广泛的应用。
目前，市场出售的电动执行器都是利用交流电机作为执行器动力源，机械结构复杂， 调节反应时间慢，控制精度低，不利于阀门产品的更新换代，已经不能跟上工业发展的需 要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于智能电动执行器的开关磁阻电机，克服现有电动执行 器的缺陷，提供一种能够作为电动执行器位置控制执行元件的开关磁阻电机，结构简单， 利用开关磁阻电机独特的步进特性提高了控制精度，基于变频控制的模式实现了快速控 制。并且此电机采用两相励磁的工作方式，任何时刻都有两相绕组同时励磁工作，电机运 行所需电流小，转矩大，转矩波动小，在克服噪声方面取得很好的进展，电机绝缘等级达 到F级。
本发明用于智能电动执行器的两相励磁开关磁阻电机包括电机外壳、定子、转子、 电机轴、绕组；定子转子均由硅钢片叠压而成，绕组集中缠绕在定子极上，定子在转子外 围，转子与电机同轴；电机轴与电动执行器的蜗杆相连，蜗杆一端连接手轮。同时，电机 轴与电动执行器的星型齿轮相连。
所述的开关磁阻电机工作方式为两相同时励磁方式，以四相8/6极开关磁阻电机为例， 励磁顺序为DA-AB-BC-CD-DA，即任意时刻都有两相绕组同时励磁的电机工作方式。
所述的开关磁阻电动机的电机壳内部安装有电机转子光电位置传感器，光电位置传感 器输出的信号，输入至电动执行器的控制器控制单元的位置反馈引脚，控制器根据转子位 置信号，决定电机绕组电流的导通和关断。
所述的开关磁阻电机的绕组浸漆。
所述的开关磁阻电机内部绕组端部安装有热保护开关，保护开关的工作温度《155。。 所述的开关磁阻电机后端盖设有预留的安装孔。本发明提供的用于智能电动执行器的两相励磁开关磁阻电机可以带来以下有益效果 结构简单，易于维护，可靠性高，采用本发明的电动执行器可以广泛应用于各种场合，甚
至恶劣环境；开关磁阻电机本身具有的步进特性提高了控制精度，实现准确定位，基于变 频技术的调速模式实现了快速控制；本发明的开关磁阻电机在设计时专门针对两相导通工 作模式，起动电流小，转矩大，与常用单相导通工作模式相比，平均输出转矩增大，转矩 脉动减小，在降噪减震方面取得良好效果。同时，开关磁阻电机的结构简单，定子转子均 由硅钢片叠压k成，定子转子无永磁体，绕组集中缠绕在定子极上，可靠性高，将绕组浸 漆更易于散热，工作最高温度上限可以达到155° ，即电机绝缘等级达到F级。
图1是本发明用于智能电动执行器的两相励磁开关磁阻电机的结构图。
图2是光电位置传感器输出的位置信号至电动执行器的控制器控制单元位置反馈引脚。
图3是用于智能电动执行器的两相励磁开关磁阻电机的励磁电压序列图。 图4是本发明用于智能电动执行器的两相励磁开关磁阻电机的初始0°位置。 图5是本发明用于智能电动执行器的两相励磁开关磁阻电机的转矩图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明进行说明
如图所示，本发明用于智能电动执行器的两相励磁开关磁阻电机包括电机壳1，定子 2,转子3，电机轴4，绕组5;定子2、转子3均由硅钢片叠压而成，绕组5集中缠绕在 定子2上，定子2在转子3外围，转子3与电机同轴。电机轴4与电动执行器的蜗杆相连， 蜗杆一端连接手轮。
开关磁阻电动机的电机壳1内部安装有电机转子光电位置传感器7，转子3带遮光片 6，位置传感器7为光电传感器，转子3旋转时遮光片6遮挡位置传感器7的光电槽，产 生位置信号，光电位置传感器7输出的位置信号，输入至电动执行器的控制器控制单元 TMS320F240(美国TI公司)的位置反馈引脚CAP/IOP，如图2所示，控制单元TMS320F240 根据转子位置信号，决定电机绕组5电流的导通和关断，实现对开关磁阻电机的运行控制。
所述的电机轴4与电动执行器的星型齿轮相连。
电机绕组5端部安装有热保护开关9，当温度高于155°时，热保护开关打开，绕组 断电，实现对电机的保护。
开关磁阻电机后端盖设有预留的安装孔8，用于和电动执行器的其它部件相连。 所述的绕组5浸漆，用于绕组散热。
本发明采用两相同时导通的工作方式，任何时刻都有两相绕组导通励磁为电机提供输 出转矩。以四相8/6极开关磁阻电机为例，图3所示为工作励磁序列，规定0°位置为A 相定子极对槽位置，如图4所示，从0°位置起，每相绕组通电机械角度为30。，每拍为15° 。电机各相绕组导通顺序为AD-AB-BC-CD-DA。采用两相导通方式的电机输出转矩 与单相导通工作方式的电机输出转矩如图5所示，在相同电流励磁的情况下，两相导通励 磁工作方式的开关磁阻电机在任意转子位置都是单相导通产生转矩的合成转矩，输出转矩 更大，并且转矩波动较低，达到了降振减噪的效果。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明智能电动执行器专用两相励磁开关 磁阻电机而并非限制本发明智能电动执行器专用两相励磁开关磁阻电机所描述的技术方 案；因此，本说明参照上述的实施例对本发明己经进行了详细的说明，本领域的普通技术
人员可以理解，仍然可以对本发明智能电动执行器专用两相励磁开关磁阻电机进行修改或
等同替换；而一切不脱离本发明智能电动执行器专用两相励磁开关磁阻电机的精神和范围 的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明智能电动执行器专用两相励磁开关磁阻电机的 权利要求范围之内。
权利要求
1. 一种用于智能电动执行器的两相励磁开关磁阻电机，包括电机外壳、定子、转子、电机轴、绕组；定子和转子均由硅钢片叠压而成，绕组集中缠绕在定子极上，定子在转子外围，转子与电机同轴；其特征在于电机轴与电动执行器的蜗杆一端相连，蜗杆一端连接手轮，同时，电机轴与电动执行器的星型齿轮相连。
2、 按照权利要求1所述的开关磁阻电机，其特征在于其采用两相绕组同时导通的励 磁方式进行工作，作为智能电动执行器的位置控制执行元件。
3、 按照权利要求1所述的开关磁阻电机，其特征在于所述的电机壳内部安装有电机 转子位置光电传感器，安装在转子上的遮光片随转子同步旋转时，遮挡光电传感器光电槽， 产生的位置信号，输入至电动执行器的控制器控制单元位置反馈输入引脚，控制器根据转 子位置信号，对开关磁阻电机的运行进行控制。
4、 按照权利要求1所述的开关磁阻电动机，其特征在于该电动机的后端盖上有预留 的安装孔，用于和电动执行器的其他部件连接。
5、 按照权利要求1所述的开关磁阻电动机，其特征在于所述的绕组浸漆，用于绕组 散执。
6、 按照权利要求1所述的开关磁阻电动机，其特征在于在开关磁阻电机内部绕组端 部安装有热保护开关，工作温度《155。。
全文摘要
本发明涉及一种用于智能电动执行器的两相励磁开关磁阻电机。它包括电机外壳、定子、转子、电机轴、绕组，定子和转子均由硅钢片叠压而成，绕组集中缠绕在定子极上，定子在转子外围，转子与电机同轴，电机轴与电动执行器相连。开关磁阻电机作为电动执行器位置控制执行元件，为两相同时励磁工作方式。本发明结构简单，易于维护，可靠性高，电机振动噪声小，工作最高温度上限可以达到155°，广泛应用于各种场合，甚至恶劣环境。
文档编号H02K7/10GK101478196SQ20091006776
公开日2009年7月8日 申请日期2009年1月22日 优先权日2009年1月22日
发明者孙鹤旭, 洁 李, 砚 董, 董彦宗, 易 郑, 雷兆明 申请人:河北工业大学