专利名称：交流连续转矩永磁开关磁阻电动机及其激励控制方法
技术领域：
本发明涉及开关磁阻电动机技术领域，尤其涉及一种交流连续转矩永磁开关磁阻电动机及其激励控制方法。
背景技术：
传统开关磁阻电动机是由叠片铁芯构成电机的转子凸极，而电动机定子仍采用励磁线圈和叠片铁芯结构成凸极，当励磁线圈中输入激励电流，在定子铁芯上则感生出磁极， 该感生磁极对设置在转子上的凸极形成磁力矩。当按一定时序，依次对呈圆周分布的定子励磁线圈输入激励电流，定子感生磁极也依次对转子上永磁体形成磁力矩，进而推动转子向一个固定方向转动。此类开关磁阻电动机是按相序来控制的，所以每个动作周期内只有一对定子感生磁极对转子上凸极形成磁力矩，与此同时，定子其它感生磁极不呈现磁极性， 也不会对转子上凸极产生磁力矩，因此转子凸极与定子感生磁极之间的磁力转矩是脉动式不连续的，此类开关磁阻电动机的设备利用率是较低的。
发明内容
本发明的目的是遵循双凸极开关磁阻电动机“磁阻最小”这一基本原理，在转子上设置“永磁体凸极对”和在定子上设置彼此磁隔离的“励磁凸极对，以缩短励磁定子凸极与转子永磁凸极之间的闭合磁路和消除励磁相之间的干扰以及提高电磁转换效率为设计目标，对传统双凸极开关磁阻电动机的进行合理有效地全新设计。本发明的另一个目的是针对所提供的新型结构永磁开关磁阻电动机，采用全新的激励控制方法，使得该永磁开关磁阻电动机运转过程中，始终保持有不止一相定子励磁凸极对与转子永磁凸极对相互处于有磁力矩作用状态，从而获得更大的效能比和连续转矩。为实现上述目的，本发明的技术方案是，该交流连续转矩永磁开关磁阻电动机，其构成包括有定子、转子、电动机壳体，其特征在于所述定子由若干励磁凸极对构成，励磁凸极对以电动机转动轴为对称轴，沿同心圆环状对称均衡设置，各励磁凸极对之间彼此呈磁隔离状态，所述转子由若干永磁凸极对构成，永磁凸极对以电动机转动轴为对称轴，沿同心圆环状对称均衡设置，相邻永磁凸极对的凸极磁极性相异，转子上永磁凸极对的凸极轴向厚度与定子上励磁凸极对的凸极轴向厚度相同，且转子旋转时，由转子上永磁凸极对各凸极形成的垂直于转动轴的旋转立面与定子励磁凸极对各凸极所构成的垂直于转动轴的立面重合，且任意一个转子永磁凸极对两个凸极的径向中心线能与任意一个定子励磁凸极对两个凸极的径向中心线分别对应地重合。在上述交流连续转矩永磁开关磁阻电动机技术方案中，所述励磁凸极对由叠片铁芯和励磁线圈构成，励磁线圈绕制于叠片铁芯外围，叠片铁芯伸出励磁线圈的两端部分形成两个凸极，当励磁线圈中输入同一方向电流时，这两个凸极的磁极性相异；所述永磁凸极对由两个永磁体与一个导磁体构成，导磁体一端连接一个永磁体的N极，导磁体的另一端连接另一个永磁体的S极，形成了有一个S极和一个N极的永磁凸极对；或者所述永磁凸极对由一个永磁体与两个导磁体构成，在该永磁体N极处连接一个导磁体，在该永磁体S极处连接另一个导磁体，这样，也形成了有一个N极和一个S极的永磁凸极对。在上述交流连续转矩永磁开关磁阻电动机技术方案中，所述定子上的励磁凸极对数量为6个或8个或10个或12个或14个或16个或18个，与上述定子上励磁凸极对择一选定数量一一对应的转子上的永磁凸极对数量为4个或6个或8个或10个或12个或14 个或16个。在上述技术方案中，定子“励磁凸极对”与转子“永磁凸极对”是本发明电动机最基本的作功单元。定子励磁凸极对与转子永磁凸极对都具有成对的磁极性不同的凸极，转子永磁凸极对的两个凸极的磁极性是固定不变的，而定子励磁凸极对的两个感生磁凸极的磁极性则受到励磁线圈电流方向的控制而改变。从空间位置来看，呈圆周布置的转子永磁凸极对凸极与同样呈圆周布置的定子励磁凸极对凸极轴向位置和厚度是完全一致的，换言之，定子励磁凸极对的凸极所处在的立面与转子永磁凸极对的凸极的旋转立面重合，以保证定子励磁凸极对凸极与转子永磁凸极对凸极轴向位置精确一致、定子凸极与转子凸极 “严格正对”。转子转动过程中，每个转子永磁凸极对的凸极会依次与各个定子励磁凸极对的凸极“正对”，换言之，所谓“正对”表明，转子永磁凸极对凸极的径向中心线与定子励磁凸极对凸极的径向中心线重合。这里的“径向中心线”是指从电动机转动轴圆心出发，穿过定子励磁凸极或转子永磁凸极圆弧段中心点的射线。由于本发明电动机从结构和安装尺寸上保证了定子励磁凸极对凸极径向中心线圆心夹角与转子永磁凸极对凸极径向中心线圆心夹角相等，从而保证了所有转子永磁凸极对的凸极能与任意一个定子励磁凸极对的凸极径向对齐。定子励磁凸极对凸极与转子永磁凸极对凸极“严格正对”之前，定子励磁凸极对的两个凸极磁极性与转子永磁凸极对的两个凸极磁极性相异，定子励磁凸极对与转子永磁凸极对之间存在磁吸引力，当定子励磁凸极对凸极与转子永磁凸极对凸极处在“严格正对”位置，定子励磁凸极对的凸极与转子永磁凸极对的凸极之间只存在着极小的气隙，从而形成了最短磁同路，定子励磁凸极对与转子永磁凸极对处在吸合稳定状态，当此时激励控制电源使该定子励磁凸极对励磁线圈的激励电流短暂为零，随即改变该定子励磁凸极对的励磁线圈电流方向，该定子励磁凸极对的凸极磁极性随即改变，“严格正对”的定子励磁凸极对凸极的磁极性改变成与转子永磁凸极对凸极的磁极性相同，此时，该定子励磁凸极对即与转子永磁凸极对形成排斥力。由于本发明电动机中各个定子励磁凸极对之间彼此呈磁隔离状态，所以每个定子励磁凸极对能独立受到激励控制电源的激励控制，能独立的改变其磁凸极的磁极性。这样，在转子转动过程中，转子上的每一个永磁凸极对会依次扫描并“严格正对”定子上的每一个励磁凸极对，当转子上的永磁凸极对处在两个定子励磁凸极对之间位置时，该转子永磁凸极对既会受到其旋转方向前方的定子励磁凸极对的磁吸引力，即“拉力”，同时还会受到其旋转方向后方定子励磁凸极对的磁排斥力，即“推力”。此处的“拉力” 和“推力”正是电动机转子的转矩来源，而传统的开关磁阻电动机的定子凸极与转子凸极之间只存在磁吸引力，即“拉力”。此外，本发明电动机中，转子永磁凸极对只有在其凸极“严格正对”定子励磁凸极对的凸极之时不存在相互转矩作用力，而其余凸极未正对的定子励磁凸极对与转子永磁凸极对之间均服从开关磁阻电动机的“磁路最短原理”，转子永磁凸极对均会受到其旋转方向前方定子励磁凸极对的磁吸引力和其旋转方向后方定子励磁凸极对的磁排斥力，即在本发明电动机中，始终维持着不止一个转子永磁凸极对受到其附近定子励磁凸极对的“拉和推”的态势。另外，本发明电动机中，处于“严格正对”位置的转子永磁凸极对与定子励磁凸极对只在电流换向间隙不作功，而转子永磁凸极对只要偏离该“严格正对”位置，即会受到其附近定子励磁凸极对的“前拉后推”的作用而作功。在本发明电动机转子一周旋转时间内，单个定子励磁凸极对与转子永磁凸极对之间的作功时间得到了增加，电动机所有的定子励磁凸极对与转子永磁凸极对之间作功的总时间也大大地增加。综上所述，本发明电动机在转子旋转周期内，正是由于能参与作功的转子永磁凸极对与定子励磁凸极对数量的增加以及作功时间的增加，使得本发明电动机可获得更大的连续转矩和输出功率。在上述技术方案基础之上，本发明给出具备上述技术方案特征电动机的具体结构形式。结构形式之一此结构电动机定子上的励磁凸极对为八个，八个励磁凸极对以电动机转动轴为对称轴，沿同心圆环状对称均衡设置，且每个励磁凸极对的S磁凸极和N磁凸极沿转动轴轴向设置，八个励磁凸极对之间彼此呈磁隔离状态；所述转子上的永磁凸极对为六个，六个永磁凸极对以电动机转动轴为对称轴，沿同心圆环状对称均衡设置于转子座外围，每个永磁凸极对由一个条状导磁体和两个永磁体构成，条状导磁体一端连接一个永磁体的N极，条状导磁体的另一端连接另一个永磁体的S极，每个永磁凸极对的N极凸极和S极凸极沿转动轴轴向设置，且相邻永磁凸极对的凸极磁极性相异，定子励磁凸极对凸极所处在的立面与转子永磁凸极对旋转凸极所形成的旋转立面重合；八个励磁凸极对的励磁线圈划分为四组，处在同一条直径线上的两个励磁凸极对为同一组，同一组励磁凸极对的励磁线圈串联或并联，四组励磁凸极对分别由四相激励电流激励控制。结构形式之二 此结构电动机是将上述结构形式之一电动机的八个定子励磁凸极对与六个转子永磁凸极对构成一个电动机单体，再将两个以上这样的电动机单体的转动轴轴向连接，且不同电动机单体定子励磁凸极对的空间位置完全相同，即不同电动机单体定子励磁凸极对凸极的径向中心线重合，而不同电动机单体转子永磁凸极对凸极的径向中心线之间围绕转动轴依次同方向的旋转角度为零度至三十度。结构形式之三此结构电动机的转子由电动机外旋转壳体和偶数个永磁凸极对构成，偶数个永磁凸极对沿电动机外旋转壳体内壁环状均衡设置，每个永磁凸极对的N极凸极和S极凸极沿转动轴轴向设置，该电动机的定子由基座与偶数个励磁凸极对构成，偶数个励磁凸极对以转动轴为对称轴，对称均衡地设置于基座周围，且各励磁凸极对之间彼此呈磁隔离状态，每个励磁凸极对的两个磁凸极沿转动轴轴向设置，定子励磁凸极对凸极所处在的立面与转子永磁凸极对凸极旋转所形成的旋转立面重合，处在同一直径位置上的两个定子励磁凸极对的励磁线圈串联或并联，由同一相激励电流来激励控制。结构形式之四此结构电动机的转子由圆筒状导磁体和六个永磁体块构成，六个永磁体块以转动轴为对称轴，对称均衡地设置于圆筒状导磁体内壁，且相邻两个永磁体块凸极的磁极性相异，相邻两个永磁体块经圆筒状导磁体磁连接作用，形成了永磁凸极对，圆筒状导磁体经非导磁连接板与转动轴固定连接；此结构电动机的定子由四个励磁凸极对构成，每个励磁凸极对又由具有两个凸极的叠片铁芯和绕制该叠片铁芯外围的励磁线圈构成，四个励磁凸极对以转动轴为对称轴，对称均衡地设置于定子座外围，四个励磁凸极对相互之间呈磁隔离状态，四个定子励磁凸极对凸极所处在的立面与转子永磁凸极对凸极旋转所形成的旋转立面重合，每个定子励磁凸极对两个凸极的径向中心线之间圆心夹角与转子永磁凸极对两个永磁凸极径向中心线之间圆心夹角相等，四个定子励磁凸极对的励磁线圈分别由四相激励电流来激励控制，或者位置相对的两个定子励磁凸极对的励磁线圈相互串接或并联，由两相激励电流来激励控制。结构形式之五此结构电动机的转子由转子座、圆筒状导磁体和六个永磁体构成，转动轴与转子座固定，圆筒状导磁体将转子座围住，六个永磁体以转动轴为对称轴，对称均衡地设置于圆筒状导磁体外围，且相邻两个永磁体凸极的磁极性相异，相邻两个永磁体经圆筒状导磁体磁连接作用，形成永磁凸极对；此结构电动机的定子由四个励磁凸极对构成，每个励磁凸极对又由具有两个凸极的叠片铁芯和绕制该叠片铁芯外围的励磁线圈构成，四个励磁凸极对以转动轴为对称轴，对称均衡地设置于电动机壳体内壁，四个定子励磁凸极对凸极所处在的立面与转子永磁凸极对凸极旋转所形成的立面重合，转子永磁凸极对任意两个永磁凸极径向中心线之间圆心夹角与每个定子励磁凸极对两个凸极的径向中心线之间圆心夹角相等，四个定子励磁凸极对的励磁线圈分别由四相激励电流来激励控制，或者位置相对的两个定子励磁凸极对的励磁线圈相互串接或并联，由两相激励电流来激励控制。为实现上述目的，针对上述交流连续转矩永磁并关磁阻电动机技术方案及各种结构形式，本发明还给出了一种激励控制方法，该激励控制方法所适用的电动机结构特点为， 该电动机定子由励磁凸极对构成，励磁凸极对以电动机转动轴为对称轴，沿同心圆环状对称均衡设置，各励磁凸极对彼此之间呈磁隔离状态，该电动机转子由永磁凸极对构成，永磁凸极对以电动机转动轴为对称轴，沿同心圆环状对称均衡设置，相邻永磁凸极对的凸极磁极性相异，转子上永磁凸极对的凸极轴向厚度与定子上励磁凸极对的凸极轴向厚度相向， 且转子旋转时，由转子上永磁凸极对各凸极形成的垂直于转动轴的旋转立面与定子励磁凸极对各凸极所构成的垂直于转动轴的立面重合，定子励磁凸极对凸极径向中心线圆心夹角与转子永磁凸极对凸极径向中心线圆心夹角相等，一旦转子上某个永磁凸极对凸极的径向中心线与定子上任何一个励磁凸极对凸极的径向中心线重合，分别固定于转子和定子上的位置传感器即产生一个信号，该信号输入至激励控制电源，激励控制电源即控制该径向中心线重合励磁凸极对的励磁线圈电流短暂为零，随即向该励磁线圈输入反向电流，即使得该径向中心线重合励磁凸极对凸极的磁极性改变，而其它励磁凸极对励磁线圈电流维持不变，直到出现另一个励磁凸极对凸极的径向中心线与永磁凸极对凸极的径向中心线重合， 此过程循环往复。上述电动机激励控制方法，可以适用于本发明所给出的各种交流连续转矩永磁开关磁阻电动机。该激励控制方法的特点是，以转子上各永磁凸极对凸极径向中心线与定子上各励磁凸极对凸极径向中心线之间的角度坐标作为激励控制的基准。在转子旋转的过程中，分别用转子上的各个永磁凸极对凸极径向中心线位置与定子上的各个励磁凸极对凸极径向中心线位置进行逐个扫描，当某个转子永磁凸极对凸极的径向中心线与某个定子励磁凸极对凸极的径向中心线重合时，设置于转子和定子之间的位置传感器即输出信号至激励控制电源，由激励控制电源控制并使这个径向中心线重合的励磁凸极对励磁线圈的激励电流短暂为零，随即输入反向激励电流，即使得该励磁凸极对凸极的磁极性改变，从而对转子上刚刚偏离“严格正对”位置的永磁凸极对形成磁排斥的旋转力矩，同时对转子上另一个相近的永磁凸极对形成磁吸引力，即，当某一转子永磁凸极对凸极为N极，在转子按一定的旋转方向角位移时，其前方定子励磁凸极对凸极磁极性为S，而其后方定子励磁凸极对凸极磁极性为N，此时该转子永磁凸极对的N凸极既受到其旋转方向后方定子励磁凸极上N极的推力(排斥力)，同时也受到其旋转方向前方定子励磁凸极对S凸极的拉力(吸合力)， 从而使转子能在定子励磁凸极对磁凸极的推力和拉力转矩作用下，向旋转方向产生了一定的角位移。如此不断循环地“推”和“拉”构成了转子气隙中一个闭合的吸合磁场和排斥磁场，不断的推动转子按一定的旋转方向旋转。这种定子与转子气隙中的转矩磁场，除了在转子永磁凸极对凸极和定子励磁凸极对凸极的径向中心线重合的一个极短的时间之内，即处于径向中心线重合位置的转子永磁凸极对和定子励磁凸极对之间没有转矩磁场作用外， 其余角度都存在转矩磁场的作用，即所述的“推”力和“拉”力是由不同定子励磁凸极对凸极同时作用于同一个转子永磁凸极对凸极上的，换言之，对于转子永磁凸极对，会同时地始终地受到来自其旋转方向前方和后方不同的定子励磁凸极对的“拉”力和“推”力，而出现定子励磁凸极对凸极径向中心线与转子永磁凸极对凸极径向中心线重合的时间间隔相对于定子励磁凸极对以转矩磁场方式作用于转子永磁凸极对的时间段来说是十分短暂的，这样，在定子与转子之间就形成了连续转矩，从而大大的提高了转矩和功率，同时也可以使电机运转的非常平稳，进而可提高电机的使用寿命。本发明优点是，1、本发明率先引入了永磁开关磁阻电动机的定子“励磁凸极对”和转子“永磁凸极对”的概念，深入探讨了定子“励磁凸极对”与转子“永磁凸极对”之间的作用条件和作用关系，给出了新型永磁开关磁阻电动机的巧妙地结构设计，将传统开关磁阻电动机所遵循的 “磁路最短原理”在新结构的永磁开关磁阻电动机中加以巧妙地高效地应用，缩短了开关磁阻电动机必须具备的闭合磁路的长度，同时定子“励磁凸极对”彼此之间磁隔离，使得每个 “励磁凸极对”的磁极性能受激励控制电源控制而独立改变，这样，每个“励磁凸极对”就能最大限度地参与到对转子“永磁凸极对”作功之中，进而使电动机获得更大的连续转矩和输出功率。2、本发明还给出了对现有开关磁阻电动机进行结构改造的设计，所给出的结构形式虽然简单，但能产生了难以估量实际效果，全面提升了现有开关磁阻电动机的性能，为现有开关磁阻电动机的发展和广泛应用提供了现实可能性。3、本发明给出的新型结构电动机和对现有开关磁阻电动机的结构改造，为采用一种全新的激励控制方法奠定了基础条件，也拓展了电动机激励控制的技术领域。4、本发明所给出的电动机结合相应的激励控制方法，使得永磁开关磁阻电动机获得了很高的转矩，激励控制电源简单，调速控制电源成本低，可靠性高，寿命长，体积和重量大大的降低，是性价比和能耗比极高的电动机新品种，也是节能和环保的电动机，可以取代现在大量的电动工具、汽车电机、家电电机、工业动力及控制电机等，是极具推广价值的新型电动机。
5、整机结构模块化设计，节省原材料，而且大量采用一次成型工艺，可实现流水生产作业，大大提高了劳动生产率。
图1是本发明实施例一中的定子励磁凸极对和转子永磁凸极对轴向设置结构示意图。图2是本发明实施例一立体结构示意图。图3是本发明实施例一的剖视图。图4是本发明实施例一定子与转子相对位置一的作用力示意图。图5是本发明实施例一定子与转子相对位置二的作用力示意图。图6本发明实施例一定子与转子相对位置三的作用力示意图。图7本发明实施例二中的定子励磁凸极对和转子永磁凸极对轴向设置结构示意图。图8是本发明实施例二的立体结构示意图。图9是本发明实施例二的剖视图。图10是本发明实施例三的立体结构示意图。图11是本发明实施例三前方电动机单体结构剖视图。图12是本发明实施例三中间电动机单体结构剖视图。图13是本发明实施例三后方电动机单体结构剖视图。图14是本发明实施例四中的结构剖视图。图15是图14的A-A剖面图。图16是本发明实施例五定子与转子处于某位置的结构剖视图。图17是本发明实施例五定子与转子处于另一个位置的结构剖视图。图18是本发明实施例六定子与转子处于某位置的结构剖视图。图19是本发明实施例六定子与转子处于另一个位置的结构剖视图。图20是本发明实施例一各相线通电时序与传统“8对6”开关磁阻电动机各相线通电时序的对比图。以上附图中，21是定子励磁凸极对的励磁线圈，22是定子励磁凸极对的凸极，23 是永磁凸极对的永磁凸极，24是条状导磁体，25是电动机转动轴，沈是转子轴座，27是永磁凸极对的永磁凸极，观是定子励磁凸极对的凸极，31是定子励磁凸极对的励磁线圈，32是永磁凸极对的后端永磁凸极，33是永磁凸极对的前端永磁凸极，34是定子励磁凸极对的铁芯，35是定子励磁凸极对后端凸极，36是定子励磁凸极对前端凸极，37是转子上的永磁凸极对的条状导磁体，38是转子轴座，39是转动轴，41是定子励磁凸极对的励磁线圈，42是定子励磁凸极对的凸极，43是转子凸极对的导磁体凸极，44是转子凸极对的永磁体，45是转动轴，46是转子轴座，47是转子凸极对的导磁体凸极，48是定子励磁凸极对的凸极，51是定子励磁凸极对的励磁线圈，52是定子励磁凸极对的铁芯，53是转子凸极对的永磁体，M是转子凸极对后端的导磁体凸极，阳是转子凸极对前端的导磁体凸极，56是定子励磁凸极对后端凸极，57是定子励磁双凸极对前端凸极，58是转子轴座，59是转动轴，71是导磁旋转外壳，72是永磁凸极，73是定子励磁凸极对的励磁线圈，74是定子励磁凸极对的铁芯，75是转动轴轴承，76是转动轴，77是定子基座，78是定子励磁凸极对的凸极，81是圆筒状导磁体， 82是永磁体凸极，83是励磁凸极对的凸极，84是励磁凸极对的励磁线圈，85是定子座，91是电动机壳体，92是励磁凸极对的励磁线圈，93是励磁凸极对的凸极，94是永磁体凸极，95是圆筒状导磁体，96是转子座，97是转动轴。
具体实施例方式实施例一本实施例中，定子励磁凸极对为八个，转子永磁凸极对为六个，定子励磁凸极对的两个凸极和转子永磁凸极对的两个凸极都呈轴向设置，如附图1、附图2和附图3所示。本实施例中，将八个定子励磁凸极对以转动轴轴线为对称轴，对称均衡地固定于一个非导磁圆筒体内壁上，且每个定子励磁凸极对的两个凸极沿转动轴轴向设置，而六个转子永磁凸极对以转动轴轴线为对称轴，对称均衡地固定于非导磁转子座上，且每个转子永磁凸极对的两个凸极沿转动轴轴向设置。设计和装配均要保证转子永磁凸极对凸极与定子励磁凸极对凸极的轴向位置一致，即定子励磁凸极对凸极所在的立面与转子永磁凸极对凸极的旋转立面重合，定子励磁凸极对A和定子励磁凸极对E构成一组，定子励磁凸极对B 和定子励磁凸极对F构成一组，定子励磁凸极对C和定子励磁凸极对G构成一组，定子励磁凸极对D和定子励磁凸极对H构成一个组，每组定子励磁凸极对的两个励磁线圈串联或并联，这样，每组定子励磁凸极对的磁极性会同时改变。这样，通过分别改变输入到四组定子励磁凸极对中励磁线圈的电流方向，实现对这八个定子励磁凸极对凸极磁极性的分别控制。本实施例的定子与转子的相互作用从以下三个特征位置来说明其一，如附图4所示，没有出现定子励磁凸极对凸极径向中心线与转子永磁凸极对凸极径向中心线重合，此状态下，所有定子励磁凸极对均向其附近的转子永磁凸极对施加磁作用力。其二，如附图5所示，定子励磁凸极对A凸极的径向中心线与转子永磁凸极对I凸极的径向中心线重合、定子励磁凸极对E凸极的径向中心线与转子永磁凸极对IV凸极的径向中心线重合(各励磁凸极对和各永磁凸极对的代命名号参见附图幻，定子励磁凸极对A 与转子永磁凸极对I之间形成了最短闭合磁同路，定子励磁凸极对E与转子永磁凸极对IV 之间形成了最短闭合磁同路，此刻，分别设置在定子和转子上的位置传感器输出信号，该信号使激励控制电源瞬间改变定子励磁凸极对A和定子励磁凸极对E中励磁线圈的电流，先是使激励电流短暂为零，在转子永磁凸极对I和IV偏离定子励磁凸极对A和E约2至5度时，激励控制电源使定子励磁凸极对A和E中励磁线圈的电流换向。在附图5中，定子励磁凸极对B和定子励磁凸极对F既对转子永磁凸极对I和转子永磁凸极对IV存在着磁排斥力，还对转子永磁凸极对II和转子永磁凸极对V存在着磁吸引力，定子励磁凸极对C和定子励磁凸极对G既对转子永磁凸极对II和转子永磁凸极对V存在着磁排斥力，还对转子永磁凸极对III和转子永磁凸极对VI存在着磁吸引力，而定子励磁凸极对D和定子励磁凸极对H对转子永磁凸极对III和转子永磁凸极对VI存在着磁排斥力。其三，如附图6所示，在转子继续旋转约3度后，定子励磁凸极对A凸极的磁极性由原先的S极改变为N极，而定子励磁凸极对E凸极的磁极性由原先的N极改变为S极，使定子励磁凸极对A和定子励磁凸极对E开始形成对转子永磁凸极对I和转子永磁凸极对IV 的排斥力，以上描述中，各励磁凸极对和各永磁凸极对的代号命名参见附图3)当定子A和定子E经历磁极变化的上述三个步骤时，其它定子励磁凸极对仍保持着对其附近转子永磁凸极对的磁作用力，直到转子永磁凸极对II凸极径向中心线与定子励磁凸极对B凸极径向中心线重合、转子永磁凸极对V凸极径向中心线也与定子励磁凸极对F凸极径向中心线重合，此刻，设置在定子与转子之间的位置传感器再次输出信号给激励控制电源，先是使定子励磁凸极对B和定子励磁凸极对F中励磁线圈激励电流短暂为零， 随即使激励电流改变方向。定子励磁凸极对B和定子励磁凸极对F重复先前定子励磁凸极对A和定子励磁凸极对E的过程，此过程循环往复。在定子与转子之间所设置的位置传感器能保证一旦某个转子永磁凸极对凸极径向中心线与某个定子励磁凸极对凸极径向中心线重合，位置传感器即向激励控制电流输送信号，激励控制电流即先使径向中心线重合定子励磁线圈电流短暂为零，随即电流改变方向。在附图5所给出的定子与转子相对位置状态，表明除定子励磁凸极对A和定子励磁凸极对E不存在针对转子永磁凸极对I和转子永磁凸极对IV的旋转作用力外，其它励磁凸极对均存在针对附近永磁凸极对的磁旋转作用力。从作功时间来看，定子励磁凸极对的凸极与转子永磁凸极对的凸极“严格正对”形成最短磁路的时间段极其短暂，而其它定子励磁凸极对与转子永磁凸极对相互作用的作功时间相对要长许多。定子与转子之间相互作用力点增多和相互作用时间增加是本实施例获得较大电动机连续转矩和输出功率的基础。本实施例永磁开关磁阻电动机的结构优势以及激励控制方法，形成了比较大的连续转矩和输出功率，这一点还可以从本实施例永磁开关磁阻电动机各条相线所加电流的时序图与传统双凸极开关磁阻电动机各条相线所加电流的时序图的对比中得到印证。附图20的上半部分是传统“八对六”双凸极开关磁阻电动机通电时序图。单相导通时，对于“8/6极”的四相开关磁阻电机，可知，其导通角为15°，当转子某一凸极与定子凸极相重合时，此时下一相或上一相通电，也就是换相，直到再次换到该相，该相才导通。对于传统的“8/6极”开关磁阻电机来说，在转子旋转一圈(即360° )，其单相导通角度为θΑ(开)=Θβ(开)=(开)=ΘΒ(开)=90°ΘΑ(关)=ΘΒ(关)=Θ。(关)=eD(关)=270°从中可以看出，传统的“8/6极”开关磁阻电机的线圈导通角度小。附图20的下半部分是本实施例永磁开关磁阻电动机通电时序图。对于本实施例永磁开关磁阻电动机而言，在转子旋转一圈(即360° )，其单相导通角度为ΘΑ(开)=ΘΒ(开)=(开)=θ D(开)=330°ΘΑ(关)=9八关)=Θ。(关)=θ D(关)=30°从中可以看出，本实施例永磁开关磁阻电动机的线圈导通角度很大，从总的导通角度来比较。对于传统的“8/6极”开关磁阻电机来说，在转子旋转一圈(即360° )，其总的导通角为θ 总(开)=ΘΑ(开)+ΘΒ(开)+θ。(开)+θΒ(开)=360°θ 总(关)=Θα(*)+Θβ(*)+Θ。(*)+Θι>(*)= 1080°
12
从中可以看出，传统的“8/6极”开关磁阻电机的总的导通角度等于转子旋转一周的角度，而关断的角度很大，这样对激励控制电源及电机磁电转换部件的利用率很低，电机运转抖动大，转矩输出低。对于本实施例永磁开关磁阻电动机来说，在转子旋转一圈(即360° )，其总的导通角为θ 总(开)=ΘΑ(开)+ΘΒ(开)+θ。(开)+θΒ(开)=1320°θ 总(关)=Θα(*)+Θβ(*)+Θ。(*)+Θι>(*)= 120°从中可以看出，本实施例永磁开关磁阻电动机总的导通角度很大，所以其电机功率体积比、输出转矩以及转矩稳定性远高于传动开关磁阻电动机。实施例二 本实施例与实施例一的结构基本相同，如附图7、附图8和附图9所示。区别仅在于转子永磁凸极对的结构不同，本实施例中转子永磁凸极对是由一块永磁体44与两块软磁体材料43、47构成。本实施例的结构特征和激励控制方法同实施例一，在此不重述。实施例三本实施例是实施例一或实施例二结构的组合变化形式，如附图10所示。本实施例是由实施例一或实施例二那样的八个定子励磁凸极对与六个转子永磁凸极对构成一个电动机单体，再将三个这样的电动机单体的转动轴轴向连接，且三个电动机单体的定子励磁凸极对的空间位置完全相同，即不同电动机单体定子励磁凸极对凸极的径向中心线重合，而不同电动机单体转子永磁凸极对凸极的径向中心线之间围绕转动轴依次同方向的旋转角度为五度。附图11给出了处在最前层电动机单体的剖视图，附图12给出了处在中间层电动机单体的剖视图，附图13给出了处在最后层电动机单体的剖视图。图中的α角是不同电动机单体转子永磁凸极对的凸极径向中心线之间安装设置的旋转角度， α为5度。如此设置三个电动机单体，实现了细分单体电机的步距角。每层电动机单体中的定子励磁线圈由四条相线激励电源控制，每层电动机单体的定子与转子之间设置有位置传感器，只要每层电动机单体中有定子励磁凸极对凸极的径向中心线与转子永磁凸极对凸极的径向中心线重合，(如附图11中，定子励磁凸极对A(I)和E(I)的凸极径向中心线与转子永磁凸极对I(I)和IV(I)的凸极径向中心线重合)该层位置传感器即输出信号，控制激励电源先使定子励磁凸极对A(I)和E(I)励磁线圈的激励电流为零，随即改变电流方向， 使定子励磁凸极对A(I)和E(I)凸极的磁极性改变。本实施例三层电动机单体独立且有序的工作，使得本实施例转子旋转到任何角度，三层电动机单体中都有多相线同时供电而产生连续的旋转力矩，这样进一步提高了电动机的输出功率，同时细分了步距角，达到了平稳启动和运转的效果。实施例四本实施例是定子励磁凸极对凸极和转子永磁凸级对凸极轴向设置的外转子永磁电动机，其结构如附图14和附图15所示。本实施例转子由导磁旋转外壳体71和十二个永磁体72构成，十二个永磁体分为六组，两个永磁体为一组，其中一个永磁体的S极连接导磁旋转外壳体，另一个永磁体则以 N极连接导磁旋转外壳体71，每组两个永磁体沿转动轴轴向设置，每组两个永磁体经导磁旋转外壳体形成了一个永磁凸极对，十二个永磁体两个一组，形成了六个永磁凸极对，这六个永磁凸极对沿电动机外旋转壳体内壁环状均衡设置，且相邻的永磁凸极对凸极的磁极性相异。本实施例电动机的定子由基座77与八个定子励磁凸极对构成，八个励磁凸极对以转动轴为对称轴，径向均衡设置于基座77周围，且彼此之间呈磁隔离状态，每个励磁凸极对有两个凸极78，这两个凸极也呈轴向设置。定子上的励磁凸极对凸极与转子上的永磁凸极对凸极相对设置，并留有气隙。八个定子励磁凸极对以转动轴76为对称轴，位于轴对称位置上的两个定子励磁凸极对的励磁线圈73串联或并联后，由一相激励电流供电并控制，这样八个定子励磁凸极对由四相激励电流供电并控制。本实施例中，当某一对定子励磁凸极对凸极的径向中心线和某一对最接近转子永磁凸极对凸极的径向中心线未重合之前，该定子励磁凸极对的励磁线圈被施加正向激励电流，使得该定子励磁凸极对的凸极对最接近转子永磁凸极对的凸极产生磁吸引力，一旦该定子励磁凸极对凸极的径向中心线与最接近转子永磁凸极对凸极的径向中心线重合，设置于定子与转子之间的位置传感器输出信号，该信号触发激励控制电源，激励控制电源瞬间使该定子励磁凸极对励磁线圈激励电流为零，随即则被施加反向激励电流，使得该定子励磁凸极对最接近的转子永磁凸极对产生磁推动力，而当上述定子励磁凸极对凸极径向中心线和最接近转子永磁凸极对径向中心线经历从未重合到重合，再从重合到不再重合短暂时间段内，激励控制电源向其它三相定子励磁凸极对的励磁线圈施加正向或反向激励电流， 这些定子励磁凸极对保持着对其附近转子永磁凸极对的磁吸引力和磁推动力，直到又有一对定子励磁凸极对凸极的径向中心线和又一对最接近转子永磁凸极对凸极径向中心线发生重合，此过程循环往复，使转子持续旋转。如附图15中，转子呈逆时针旋转，一旦定子上励磁凸极对A和E的凸极径向中心线与转子上永磁凸极对I和IV凸极径向中心线重合，激励控制电源即从原来对定子励磁凸极对A和E相线提供反向电流瞬间改变电流为零，随即改变电流为正向，附图15中定子励磁凸极对A凸极的磁极性由S改变为N，定子励磁凸极对E凸极的磁极性由N改变为S,定子上励磁凸极对A和E凸极对转子上永磁凸极对I和 IV凸极的磁旋转吸合力消失并即产生磁推动力，而在定子励磁凸极对A和E换向供电的时间段内，激励控制电源维持向定子上励磁凸极对B和F相线提供维持正向电流，使定子上励磁凸极对B和F凸极保持着对转子上永磁凸极对II和V凸极的磁吸合拉力，仍在此时间段内，激励控制电源维持向定子上励磁凸极对C和G相线提供反向电流，使得定子上励磁凸极对C和G凸极既对转子上永磁凸极对II和V凸极产生磁推动力，同时也对转子永磁凸极对 III和VI凸极产生磁吸引力，仍在此时间段内，激励控制电源维持向定子上励磁凸极对D和 H相线提供正向电流，使得定子上励磁凸极对D和H凸极对转子上永磁凸极对III和VI凸极产生磁排斥推力；经过一个短暂的时间段，定子上励磁凸极对B和F凸极径向中心线与转子上永磁凸极对II和V凸极径向中心线重合，其它定子励磁凸极对依次重复上述对转子永磁凸极对的吸引或排斥过程。如此循环，使转子平稳地逆时针旋转。在转子和定子之间设置位置传感器，当转子上的某对永磁凸极对凸极的径向中心线与某对定子励磁凸极对凸极的径向中心线完全对齐重合时，位置传感器即发出信号给激励控制电源，进而由激励控制电源对径向中心线重合的定子励磁凸极对相线中的激励电流作出瞬间为零随即换向控制。实施例五本实施例是定子励磁凸极对两个凸极和转子永磁凸极对的两个凸极均为径向设置的外转子永磁电动机。如附图16和附图17所示。本实施例中的转子由圆筒状导磁体81和六个永磁体块82构成，六个永磁体块以转动轴为对称轴，对称均衡地设置于圆筒状导磁体81内壁，且相邻两个凸极的磁极性相异，相邻两个永磁凸极经圆筒状导磁体磁连接作用，形成了 “永磁凸极对”，圆筒状导磁体经非导磁连接板与转动轴固定连接；本实施例中的定子由四个励磁凸极对构成，每个励磁凸极对又由有两个凸极83的叠片铁芯和绕制该叠片铁芯外围的励磁线圈84构成，四个励磁凸极对以转动轴为对称轴，对称均衡地设置于定子座85外围，四个定子励磁凸极对凸极所处在的立面与转子永磁凸极对凸极旋转所形成的旋转立面重合，每个定子励磁凸极对两个凸极的径向中心线之间夹角与转子永磁凸极对两个永磁凸极径向中心线之间夹角相等，四个定子励磁凸极对的励磁线圈分别由四条相线激励电流来激励控制。附图16中，励磁凸极对A两个凸极的径向中心线夹角为六十度，永磁凸极对凸极I 和凸极II的径向中心线夹角同为六十度，同样，励磁凸极对C两个凸极的径向中心线夹角为六十度，永磁凸极对凸极IV和凸极V的径向中心线夹角同为六十度。励磁凸极对A与永磁凸极对凸极I和凸极II之间形成了最短磁同路，励磁凸极对C与永磁凸极对凸极IV和凸极V之间形成了最短磁同路，励磁凸极对A与永磁凸极对凸极I和凸极II之间、励磁凸极对C与永磁凸极对凸极IV和凸极V之间的旋转作用力消失，而此时，励磁凸极对B的N 凸极既对永磁凸极II形成排斥力，又对永磁凸极III形成吸引力，励磁凸极对B的S凸极既对永磁凸极III形成排斥力，又对永磁凸极IV形成吸引力，励磁凸极对D的S凸极既对永磁凸极V形成排斥力，又对永磁凸极VI形成吸引力，励磁凸极对D的N凸极既对永磁凸极VI形成排斥力，又对永磁凸极I形成吸引力。在本实施例的定子与转子之间设置位置传感器，一旦有转子上永磁凸极对两个凸极的径向中心线与励磁凸极对两凸极的径向中心线重合，如附图16中励磁凸极对A和C，位置传感器即输出信号至激励控制电源，激励控制电源先使励磁凸极对A和C中励磁线圈Ll 和L3激励电流为零，随即输入改变方向的激励电流，使励磁凸极对A和C凸极的磁极性改变。改变磁极性的励磁凸极对A和C再次形成对永磁凸极对的作用力。本实施例中，转子每转动三十度角即会出现励磁凸极对凸极与永磁凸极对凸极 “严格正对”的情况，就会有励磁凸极对的励磁线圈电流改变方向，如此循环往复，定子上的励磁凸极对凸极磁极性循环改变，始终保持着对永磁凸极对凸极的磁作用力。本实施例的激励控制电源可以大为简化，因为控制条件是唯一的，即只与励磁凸极对和永磁凸极对的相对位置相关。另外，本实施例与传统“八对六”双凸极开关磁阻电动机比较，有比较高的转矩和输出功率。这是因为，励磁凸极对只是在与永磁凸极对形成磁短路同路的短暂时段对转子旋转没有做功，其余时段内，四个励磁凸极对均处在作功状态，即对永磁凸极对“既推又拉”，如附图17所示。实施例六本实施例是定子励磁凸极对两个凸极和转子永磁凸极对的两个凸极均为径向设置的内转子永磁电动机。如附图18和附图19所示。本实施例转子由转子座96、圆筒状导磁体95和六个永磁体94构成，转动轴97与转子座96固定，圆筒状导磁体95将转子座96围住，六个永磁体以转动轴为对称轴，对称均衡地设置于圆筒状导磁体外围，且相邻两个凸极的磁极性相异，相邻两个永磁凸极经圆筒状导磁体95磁连接作用，形成永磁凸极对；本实施例定子由四个励磁凸极对构成，每个励磁凸极对又由有两个凸极93的叠片铁芯和绕制该叠片铁芯外围的励磁线圈92构成，四个励磁凸极对以转动轴为对称轴，对称均衡地设置于电动机壳体91内壁，四个定子励磁凸极对凸极所处在的立面与转子永磁凸极对凸极旋转所形成的旋转立面重合，转子永磁凸极对任意两个永磁凸极径向中心线之间夹角与每个定子励磁凸极对两个凸极的径向中心线之间夹角相等，四个定子励磁凸极对的励磁线圈分别由四相激励电流来激励控制。附图18中，励磁凸极对A两个凸极的径向中心线夹角为六十度，永磁凸极对凸极I 和凸极II的径向中心线夹角同为六十度，同样，励磁凸极对C两个凸极的径向中心线夹角为六十度，永磁凸极对凸极IV和凸极V的径向中心线夹角同为六十度。励磁凸极对A与永磁凸极对凸极I和凸极II之间形成了最短磁同路，励磁凸极对C与永磁凸极对凸极IV和凸极V之间形成了最短磁同路，励磁凸极对A与永磁凸极对凸极I和凸极II之间、励磁凸极对C与永磁凸极对凸极IV和凸极V之间的旋转作用力消失，而此时，励磁凸极对B的N 凸极既对永磁凸极II形成排斥力，又对永磁凸极III形成吸引力，励磁凸极对B的S凸极既对永磁凸极III形成排斥力，又对永磁凸极IV形成吸引力，励磁凸极对D的S凸极既对永磁凸极V形成排斥力，又对永磁凸极VI形成吸引力，励磁凸极对D的N凸极既对永磁凸极VI形成排斥力，又对永磁凸极I形成吸引力。在本实施例的定子与转子之间设置位置传感器，一旦有转子上永磁凸极对两个凸极的径向中心线与励磁凸极对两凸极的径向中心线重合，如附图18中励磁凸极对A和C， 位置传感器即输出信号至激励控制电源，激励控制电源改变励磁凸极对A和C中励磁线圈激励电流的方向，使励磁凸极对A和C凸极的磁极性改变。改变磁极性的励磁凸极对A和 C再次形成对永磁凸极的作用力。本实施例中，转子每转动三十度角即会出现励磁凸极对凸极与永磁凸极对“严格正对”的情况，就会有励磁凸极对的励磁线圈电流改变方向，如此循环往复，定子上的励磁凸极对凸极磁极性循环改变，始终保持着对永磁凸极对凸极的磁作用力。本实施例还可以将位置相对的两个定子励磁凸极对的励磁线圈相互串接或并联， 由两相激励电流来激励控制，这样，激励控制电源可以进一步简化，因为控制条件是唯一的，即只与励磁凸极对和永磁凸极对的相对位置相关。另外，由于本实施例电动机的励磁凸极对只是在与永磁凸极对形成最短磁路同路的短暂时段对转子旋转没有做功，其余时段内，四个励磁凸极对都处在作功状态，即对永磁凸极对“既推又拉”，如附图19所示。所以， 本实施例与传统“八对六”双凸极开关磁阻电动机比较，有比较高的转矩和输出功率。
1权利要求
1.一种交流连续转矩永磁开关磁阻电动机，其构成包括有定子、转子、电动机壳体，其特征在于所述定子由若干励磁凸极对构成，励磁凸极对以电动机转动轴为对称轴，沿同心圆环状对称均衡设置，各励磁凸极对之间彼此呈磁隔离状态，所述转子由若干永磁凸极对构成，永磁凸极对以电动机转动轴为对称轴，沿同心圆环状对称均衡设置，相邻永磁凸极对的凸极磁极性相异，转子上永磁凸极对的凸极轴向厚度与定子上励磁凸极对的凸极轴向厚度相同，且转子旋转时，由转子上永磁凸极对各凸极形成的垂直于转动轴的旋转立面与定子励磁凸极对各凸极所构成的垂直于转动轴的立面重合，且任意一个转子永磁凸极对两个凸极的径向中心线能与任意一个定子励磁凸极对两个凸极的径向中心线分别对应地重合。
2.根据权利要求1所述的交流连续转矩永磁开关磁阻电动机，其特征在于所述励磁凸极对由叠片铁芯和励磁线圈构成，励磁线圈绕制于叠片铁芯外围，叠片铁芯伸出励磁线圈的两端部分形成两个凸极，当励磁线圈中输入同一方向电流时，这两个凸极的磁极性相异；所述永磁凸极对由两个永磁体与一个导磁体构成，导磁体一端连接一个永磁体的N极， 导磁体的另一端连接另一个永磁体的S极，形成了有一个S极和一个N极的永磁凸极对；或者所述永磁凸极对由一个永磁体与两个导磁体构成，在该永磁体N极处连接一个导磁体， 在该永磁体S极处连接另一个导磁体，这样，也形成了有一个N极和一个S极的永磁凸极对。
3.根据权利要求1所述的交流连续转矩永磁开关磁阻电动机，其特征在于所述定子上的励磁凸极对数量为6个或8个或10个或12个或14个或16个或18个，与上述定子上励磁凸极对择一选定数量一一对应的转子上的永磁凸极对数量为4个或6个或8个或10 个或12个或14个或16个。
4.根据权利要求1或2或3所述的交流连续转矩永磁开关磁阻电动机，其特征在于 所述定子上的励磁凸极对为八个，八个励磁凸极对以电动机转动轴为对称轴，沿同心圆环状对称均衡设置，且每个励磁凸极对的S磁凸极和N磁凸极沿转动轴轴向设置，八个励磁凸极对之间彼此呈磁隔离状态；所述转子上的永磁凸极对为六个，六个永磁凸极对以电动机转动轴为对称轴，沿同心圆环状对称均衡设置于转子座外围，每个永磁凸极对由一个条状导磁体和两个永磁体构成，条状导磁体一端连接一个永磁体的N极，条状导磁体的另一端连接另一个永磁体的S极，每个永磁凸极对的N极凸极和S极凸极沿转动轴轴向设置，且相邻永磁凸极对的凸极磁极性相异，定子励磁凸极对凸极所处在的立面与转子永磁凸极对旋转凸极所形成的旋转立面重合；八个励磁凸极对的励磁线圈划分为四组，处在同一条直径线上的两个励磁凸极对为同一组，同一组励磁凸极对的励磁线圈串联或并联，四组励磁凸极对分别由四相激励电流激励控制。
5.根据权利要求4所述的交流连续转矩永磁开关磁阻电动机，其特征在于由八个所述的定子励磁凸极对与六个所述的转子永磁凸极对构成一个电动机单体，再将两个以上这样的电动机单体的转动轴轴向连接，且不同电动机单体定子励磁凸极对的空间位置完全相同，即不同电动机单体定子励磁凸极对凸极的径向中心线重合，而不同电动机单体转子永磁凸极对凸极的径向中心线之间围绕转动轴依次同方向的旋转角度为零度至三十度。
6.根据权利要求1所述的交流连续转矩永磁开关磁阻电动机，其特征在于所述转子由电动机外旋转壳体和偶数个永磁凸极对构成，偶数个永磁凸极对沿电动机外旋转壳体内壁环状均衡设置，每个永磁凸极对的N极凸极和S极凸极沿转动轴轴向设置，该电动机的定子由基座与偶数个励磁凸极对构成，偶数个励磁凸极对以转动轴为对称轴，对称均衡地设置于基座周围，且各励磁凸极对之间彼此呈磁隔离状态，每个励磁凸极对的两个磁凸极沿转动轴轴向设置，定子励磁凸极对凸极所处在的立面与转子永磁凸极对凸极旋转所形成的旋转立面重合，处在同一直径位置上的两个定子励磁凸极对的励磁线圈串联或并联，由同一相激励电流米激励控制。
7.根据权利要求1所述的交流连续转矩永磁开关磁阻电动机，其特征在于所述转子由圆筒状导磁体和六个永磁体块构成，六个永磁体块以转动轴为对称轴，对称均衡地设置于圆筒状导磁体内壁，且相邻两个永磁体块凸极的磁极性相异，相邻两个永磁体块经圆筒状导磁体磁连接作用，形成了永磁凸极对，圆筒状导磁体经非导磁连接板与转动轴固定连接；所述定子由四个励磁凸极对构成，每个励磁凸极对又由具有两个凸极的叠片铁芯和绕制该叠片铁芯外围的励磁线圈构成，四个励磁凸极对以转动轴为对称轴，对称均衡地设置于定子座外围，四个励磁凸极对相互之间呈磁隔离状态，四个定子励磁凸极对凸极所处在的立面与转子永磁凸极对凸极旋转所形成的旋转立面重合，每个定子励磁凸极对两个凸极的径向中心线之间圆心夹角与转子永磁凸极对两个永磁凸极径向中心线之间圆心夹角相等，四个定子励磁凸极对的励磁线圈分别由四相激励电流米激励控制，或者位置相对的两个定子励磁凸极对的励磁线圈相互串接或并联，由两相激励电流来激励控制。
8.根据权利要求1所述的交流连续转矩永磁开关磁阻电动机，其特征在于所述转子由转子座、圆筒状导磁体和六个永磁体构成，转动轴与转子座固定，圆筒状导磁体将转子座围住，六个永磁体以转动轴为对称轴，对称均衡地设置于圆筒状导磁体外围，且相邻两个永磁体凸极的磁极性相异，相邻两个永磁体经圆筒状导磁体磁连接作用，形成永磁凸极对；所述定子由四个励磁凸极对构成，每个励磁凸极对又由具有两个凸极的叠片铁芯和绕制该叠片铁芯外围的励磁线圈构成，四个励磁凸极对以转动轴为对称轴，对称均衡地设置于电动机壳体内壁，四个定子励磁凸极对凸极所处在的立面与转子永磁凸极对凸极旋转所形成的立面重合，转子永磁凸极对任意两个永磁凸极径向中心线之间圆心夹角与每个定子励磁凸极对两个凸极的径向中心线之间圆心夹角相等，四个定子励磁凸极对的励磁线圈分别由四相激励电流来激励控制，或者位置相对的两个定子励磁凸极对的励磁线圈相互串接或并联，由两相激励电流米激励控制。
9.一种交流连续转矩永磁开关磁阻电动机的激励控制方法，其特征在于该激励控制方法所适用的电动机结构特点为，该电动机定子由励磁凸极对构成，励磁凸极对以电动机转动轴为对称轴，沿同心圆环状对称均衡设置，各励磁凸极对彼此之间呈磁隔离状态，该电动机转子由永磁凸极对构成，永磁凸极对以电动机转动轴为对称轴，沿同心圆环状对称均衡设置，相邻永磁凸极对的凸极磁极性相异，转子上永磁凸极对的凸极轴向厚度与定子上励磁凸极对的凸极轴向厚度相向，且转子旋转时，由转子上永磁凸极对各凸极形成的垂直于转动轴的旋转立面与定子励磁凸极对各凸极所构成的垂直于转动轴的立面重合，定子励磁凸极对两个凸极径向中心线的圆心夹角与转子永磁凸极对两个永磁凸极径向中心线的圆心夹角相等，一旦转子上某个永磁凸极对凸极的径向中心线与定子上任何一个励磁凸极对凸极的径向中心线重合，分别固定于转子和定子上的位置传感器即产生一个信号，该信号经激励控制电源使该径向中心线重合励磁凸极对的励磁线圈按设置的控制程序关断电流，随即输入反向电流，即使该径向中心线重合励磁凸极对凸极的磁极性改变，而其它励磁凸极对励磁线圈电流维持不变，直到出现另一个励磁凸极对凸极的径向中心线与永磁凸极对凸极的径向中心线重合，此过程循环往复。
全文摘要
本发明涉及一种交流连续转矩永磁开关磁阻电动机及其激励控制方法，该电动机定子上的“励磁凸极对”和转子上的“永磁凸极对”均以转动轴为对称轴，环状对称均衡设置，各励磁凸极对彼此呈磁隔离状态，相邻永磁凸极对的凸极磁极性相异，转子转动时，永磁凸极对凸极能与励磁凸极对凸极依次“严格正对”，“严格正对”的“永磁凸极对”与“励磁凸极对”之间形成“最短闭合磁路”，相互之间磁转矩作用力消失，而其余不处在“严格正对”的永磁凸极对与励磁凸极对相互之间则存在磁转矩作用力。本发明激励控制方法是，一旦出现“严格正对”即改变该励磁凸极对的激励电流方向，使该励磁凸极对重新对永磁凸极对形成磁转矩作用力，判断“严格正对”，由设置在定子和转子上的位置传感器来实现。
文档编号H02K29/00GK102299604SQ201110199848
公开日2011年12月28日 申请日期2011年7月18日 优先权日2011年7月18日
发明者戴珊珊, 陆晓峰 申请人:戴珊珊