温差磁开关电动机及控制方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及一种温差磁开关电动机及控制方法。
【背景技术】
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[0002]电饭煲的磁控温度开关的磁钢，在103°C ±2°C就失去磁性，温度降低后又恢复磁性。法国物理学家皮埃尔*居里(1859?1906)在实验中发现，铁磁性存在临界温度。铁的强磁性随温度上升而减弱，在某一温度以上，铁会失去其强磁性，这一温度点为居里温度。硬磁铁的磁滞很大，硬磁铁磁饱和时磁场强度很大。没有磁性的硬磁铁靠近通电的线圈或者永磁铁时被磁化，线圈断电或者移开永磁铁后硬磁铁仍然带有很强的磁性，这就是剩磁。软磁铁的磁滞很小，软磁铁磁饱和时磁场强度不大。软磁铁靠近通电的线圈或者永磁铁时就带有磁性，线圈断电或者移开永磁铁后软磁铁就失去磁性，所以电磁铁使用软磁铁作为衔铁。例如:硅钢
[0003]交流电动机和直流电动机的定子铁芯都是使用硅钢片叠加制成的软磁铁芯，线圈通电后产生的磁场强度恨小。要想制作大功率电动机，就必须制作较大的定子铁芯。所以，大功率电动机的体积很大，也很重。而机器人使用的伺服电动机和电动汽车使用的驱动电动机，要求使用体积小、重量轻的大功率电动机。
【发明内容】
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[0004]本发明温差磁开关电动机的定子与交流电动机定子的结构相似，只不过温差磁开关电动机没有使用交流电动机定子使用的硅钢片制成的软铁芯，温差磁开关电动机的定子使用的是硬铁芯。硬铁芯的特征如下:当永磁铁靠近硬铁芯或者套在硬铁芯上的线圈通电时硬铁芯带有很强的磁性，当永磁铁远离硬铁芯或者套在硬铁芯上的线圈断电后硬铁芯仍然有很强的磁性，也就是硬铁芯被磁化。当磁化的硬铁芯被加热到温度高于居里温度值后，硬铁芯就会失去磁性。温差磁开关电动机的定子线槽上缠绕着线圈。温差磁开关电动机的转子是在铁管上固定有许多对条形稀土磁铁；或者温差磁变换电动机的转子是鼠龙式转子；或者温差磁开关电动机的转子是绕线式转子。温差磁开关电动机的转子通过电磁离合器带动风扇转动，冷却温差磁开关电动机的外壳。或者鼓风机吹出的风经过电动调节风阀从温差磁开关电动机的前端盖上的一圈小孔吹入，再从温差磁开关电动机的后端盖上的一圈小孔出来，冷却温差磁开关电动机的线圈和定子硬铁芯。温差磁开关电动机的定子的线槽内埋藏有温度传感器的探头，温差磁开关电动机的定子硬铁芯磁极旁装有磁感应传感器的探头。
[0005]温差磁开关电动机的控制方法:启动温差磁开关电动机时，给温差磁开关电动机的线圈通入高频交流电。温差磁开关电动机的线圈产生的高频磁场就像电磁炉线圈产生的高频磁场在铁锅上产生涡流加热铁锅那样，加热温差磁开关电动机的定子带磁性的硬铁芯磁极。当温差磁开关电动机定子带磁性的硬铁芯磁极温度高于居里温度值后，温差磁开关电动机定子带磁性的硬铁芯磁极就会失去磁性，然后给温差磁变换电动机线圈通入稳定的正向电流。温度高于居里温度值的温差磁开关电动机定子而失去磁性的硬铁芯磁极把热量传递给温差磁开关电动机的定子硬铁芯的其他部位后，温差磁开关电动机定子失去磁性的硬铁芯磁极的温度就会降低到低于居里温度值，温差磁开关电动机线圈通入的稳定正向电流产生的磁场使温差磁开关电动机定子硬铁芯磁极带有很强的磁性。然后再给温差磁开关电动机的线圈通入短暂的高频交流电，温差磁开关电动机的线圈产生的高频磁场在温差磁开关电动机定子带磁性的硬铁芯磁极上产生涡流加热温差磁开关电动机定子的带磁性的硬铁芯磁极。当温差磁开关电动机定子带磁性的硬铁芯磁极的温度高于居里温度值后，温差磁开关电动机定子的带磁性的硬铁芯磁极就会失去磁性，然后给温差磁开关电动机线圈通入稳定的反向电流。温度高于居里温度值的温差磁开关电动机定子失去磁性的硬铁芯磁极把热量传递给温差磁开关电动机的定子硬铁芯的其他部位后，温差磁开关电动机定子失去磁性的硬铁芯磁极的温度就会降低到低于居里温度值；温差磁开关电动机线圈通入的稳定正向电流产生的磁场使温差磁开关电动机定子硬铁芯磁极带有很强的磁性，但与给温差磁开关电动机线圈接上稳定正向电流产生的磁场使温差磁开关电动机定子硬铁芯磁极带有的磁极性相反。当温差磁开关电动机定子带磁性的硬铁芯磁极温度高于居里温度值时失去磁性，温差磁开关电动机定子硬铁芯磁极磁滞就会消失，这时温差磁开关电动机线圈通入反相电流温差磁开关电动机定子硬铁芯磁极就会立即反转磁性，而不会像有磁滞那样延时反转磁性。温差磁开关电动机的线圈通入上述交变电流，温差磁开关电动机定子硬铁芯磁极就会出现交变磁场，温差磁开关电动机的转子在温差磁开关电动机定子硬铁芯磁极的交变磁场的磁力作用下转动。温差磁开关电动机的线圈有一定的电阻，线圈通电时会有热量产生加热线圈，然后把热量传递给温差磁开关电动机定子硬铁芯。交流电动机正常运行时，外面可以测得外壳温度在45°C?55°C，估算定子铁芯的温度在55°C?65°C ;这一温度范围正好在温差磁开关电动机定子硬铁芯磁极的居里温度值65°C的附近。所以在温差磁开关电动机正常运行时，就不需要给温差磁开关电动机的线圈通高频交流电，加热温差磁开关电动机定子铁芯的新型合金磁极。在夏天由于天气炎热需要接通电磁离合器的电，温差磁开关电动机的转子带动风扇转动冷却温差磁开关电动机的外壳，从而冷却了温差磁开关电动机定子硬铁芯。或者启动鼓风机，鼓风机出来的风经过电动调节风阀后穿过温差磁开关电动机的前端盖上的一圈小孔进入温差磁开关电动机的内部，冷却温差磁开关电动机的线圈和定子硬铁芯，热风从温差磁开关电动机的后端盖的小孔吹出。电脑控制仪根据温度传感器和磁感应传感器给出的数据调节电动调节风阀，同时改变每一次温差磁开关电动机的的线圈通入高频交流电的时间，这使得温差磁变换电动机定子硬铁芯磁极的温度在居里温度值附近波动。温差磁开关电动机线圈通入上述交变电流后，温差磁开关电动机定子硬铁芯金磁极就像交流电动机的定子线圈通入正弦交流电那样产生交变磁场，而对温差磁开关电动机的转子铁管上固定的许多对条形稀土磁铁产生力矩、使温差磁开关电动机的转子转动；或者对温差磁开关电动机的鼠笼式转子产生力矩、使温差磁开关电动机的转子转动；或者对温差磁开关电动机的绕线式转子产生力矩、使温差磁开关电动机的转子转动。
[0006]温差磁开关电动机的控制方法:给温差磁开关电动机的线圈接入梯形波交流电，温差磁开关电动机的线圈在电压上升时，温差磁开关电动机线圈的磁通量发生变化，在温差磁开关电动机的定子带磁性的硬铁芯磁极上产生涡流，加热温差磁开关电动机的定子带磁性的硬铁芯磁极。当温差磁开关电动机定子带磁性的硬铁芯磁极温度高于居里温度值后，温差磁开关电动机定子带磁性的硬铁芯磁极就会失去磁性，然后给温差磁变换电动机线圈通入稳定的正向电流。温度高于居里温度值的温差磁开关电动机定子失去磁性的硬铁芯磁极把热量传递给温差磁开关电动机的定子硬铁芯的其他部位后，温差磁开关电动机定子失去磁性的硬铁芯磁极的