一种永磁型单相开关磁阻电机及其控制方法_3

文档序号:9869429阅读:来源:国知局
D6以及下管中的保护二极管D2、D4,在开关管截止状态下与储能电容C构成充电回路,所述储能电容C在任一组开关管导通的状态下都可向定子绕组L放电。
[0042]实施例2:如图4、5和6所示,在本实施例中,所述电枢装置为两组,即所述永磁型单相开关磁阻电机的定子I由前段定子铁芯和后段定子铁芯组成,所述转子2由前段转子铁芯和后段转子铁芯组成,前、后段所包含的定子、转子铁芯各自构成独立且自行闭合的磁场回路。
[0043]其中,所述前段定子铁芯和后段定子铁芯的凸极数量相等,且两段定子铁芯之间留有间隙,所述前段定子铁芯和后段定子铁芯中的凸极部位按交叉定位布置,即前段定子铁芯的凸极中心线与后段定子铁芯的凹部中心线相对应,所述前段定子铁芯上的定子电磁绕组与后段定子铁芯上的定子电磁绕组共同组成单相电机的定子电磁绕组;所述前段转子铁芯和后段转子铁芯的凸极数量相等,且与对应定子铁芯上的凸极数量相同,所述前段转子铁芯和后段转子铁芯之间留有间隙,所述前段转子铁芯和后段转子铁芯中凸极的中心线在同一直线上。
[0044]如图4所示,当前段定子铁芯中的凸极部位中心线与前段转子铁芯中的凸极部位中心线对应时,如图5所示,后段转子铁芯中的凸极部位中心线与后段定子铁芯的凹部中心线相对应,所述前段转子铁芯和后段转子铁芯均安装在电机输出轴5上,且与电机输出轴5同步转动。
[0045]如图6所示,当定子电磁绕组中的电流所产生的磁场为如图所示的极性时,电机的运行方向为向右侧方向。由于两段定子铁芯上的磁场回路相互独立,且各段定子铁芯上定子电磁绕组的绕制保证了其产生的极性相异,同时在转子相邻凸极上所布置永磁体的极性也相异,而且两段定子铁芯具备对应关系,故其相当于两个独立运行的开关磁阻电机做连轴运行,因而本实施例中电机的磁场回路的运动过程与实施例1的过程相类似,只需要在电机启动的初始阶段控制电路给出正确的启动控制,使定子绕组中的电流所产生的磁场满足所需转动方向的磁极需要,就能够使转子实现双向转动,值得说明的是,本实施例中,由于两组定子的凹凸极相互交错,而其转子的凸极则在同一中心线上,故在电机的磁场回路中,其每运动一步时在两组电枢装置中分别由拉力与推力在共同作用,因而具有良好的运动均衡性和平滑性,电机运转不会产生任何的转矩脉动且运转噪声非常小。
[0046]其他与实施例1相同。
[0047]实施例3:如图7和8所示,在本实施例中,所述电枢装置为两组,即所述永磁型单相开关磁阻电机的定子I由前段定子铁芯和后段定子铁芯组成,所述转子2由前段转子铁芯和后段转子铁芯组成,前、后段所包含的定子、转子铁芯各自构成独立且自行闭合的磁场回路。
[0048]其中,所述前段定子铁芯和后段定子铁芯的凸极数量相等,且两段定子铁芯之间留有间隙,所述前段定子铁芯和后段定子铁芯中的凸极部位按交叉定位布置,即前段定子铁芯的凸极中心线与后段定子铁芯的凹部中心线相对应,所述前段定子铁芯上的定子电磁绕组与后段定子铁芯上的定子电磁绕组共同组成单相电机的定子电磁绕组;所述前段转子铁芯和后段转子铁芯的凸极数量相等,且与对应定子铁芯上的凸极数量相同,所述前段转子铁芯和后段转子铁芯之间留有间隙,所述前段转子铁芯和后段转子铁芯中的凸极部位按交叉定位布置,即前段转子铁芯的凸极中心线与后段转子铁芯的凹部中心线相对应。
[0049]如图4所示,当前段定子铁芯中的凸极部位中心线与前段转子铁芯中的凸极部位中心线对应时,如图7所示,后段转子铁芯中的凸极部位中心线与后段定子铁芯的凸极部位中心线也对应,所述前段转子铁芯和后段转子铁芯均安装在电机输出轴5上,且与电机输出轴5同步转动。
[0050]如图8所示,当定子电磁绕组中的电流所产生的磁场为如图所示的极性时,电机的运行方向为向右侧方向。由于两段定子铁芯上的磁场回路相互独立,且各段定子铁芯上定子电磁绕组的绕制保证了其产生的极性相异,同时在转子相邻凸极上所布置永磁体的极性也相异,而且两段定子铁芯具备对应关系,故其相当于两个独立运行的开关磁阻电机做连轴运行,因而本实施例中电机的磁场回路的运动过程与实施例1的过程相类似,只需要在电机启动的初始阶段控制电路给出正确的启动控制,使定子绕组中的电流所产生的磁场满足所需转动方向的磁极需要,就能够使转子实现双向转动。
[0051 ]其他与实施例1相同。
[0052]如图9所示,一种永磁型单相开关磁阻电机的控制方法:当电机的转子转到预定的位置时,位置检测电路给出控制信号,通过控制系统的控制电路驱动开关管Q1、Q4导通,定子绕组L中的电流开始上升,其产生电流的方向为由左至右,当定子绕组L中的电流达到限定的数额时,将开关管Q1、Q4截止,由于定子绕组L中的电流不能突变,因此定子绕组L中的电流由定子绕组L的右端B—D6—F点定子绕组L的左端A向储能电容C充电,将定子绕组L中的磁场能量转换为储能电容C的电场能量,当定子绕组L中电流变为O时,这时定子绕组L中的磁场能量全部转换为储能电容C的电场能量,在储能电容C的两端出现上正下负,UC的幅度达到峰值电压,由于隔离二极管的作用,储能电容C不能向定子绕组L放电,也不能向电源E放电。
[0053]当到达预定的状态切换位置时,控制电路驱动开关管Q3、Q2导通,电源电压经DlO—Q34B4L—A4Q24地构成回路,给定子绕组L通电,而储能电容C中所存储的电场能量则通过Q3—B4L—A4Q24地构成回路,向定子绕组L放电。
[0054]同理,当定子绕组L中的电流达到限定的数额时,将开关管Q3、Q2截止,由于定子绕组L中的电流不能突变,因此定子绕组L中的电流由定子绕组L的左端A—D5—F点定子绕组L的右端B向储能电容C充电,将定子绕组L中的磁场能量转换为储能电容C的电场能量,当定子绕组L中电流变为O时,这时定子绕组L中的磁场能量全部转换为储能电容C的电场能量,在储能电容C的两端出现上正下负,UC的幅度达到峰值电压,由于隔离二极管的作用,储能电容C不能向定子绕组L放电,也不能向电源E放电。
[0055]当在定子绕组L工作的状态切换时,切换到开关管Q3、Q2导通状态,则此时定子绕组L 二端反电动势的电位为右正左负,开关管Q2的UCE为反偏而无法导通,此时若定子绕组L中的电流尚不为0,则电路可通过定子绕组L的右端B—D6—F点—C—D2—定子绕组L的左端A向储能电容C充电,当定子绕组L中的残存电流为O时Q2导通,完成状态切换。
[0056]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种永磁型单相开关磁阻电机,其特征在于:包括电机输出轴、控制系统以及至少一组电枢装置,所述电枢装置包括定子(I)和转子(2),所述定子(I)和转子(2)的凸极之间为气隙,所述转子(2)固定套接在电机输出轴(5)外周,所述定子(I)上的凸极数量与转子(2)上的凸极数量一致,在所述定子(I)的凸极部位安装有定子电磁绕组(4),相邻的定子电磁绕组(4)的绕制方向相异,第一个定子电磁绕组的头和最后一个定子电磁绕组的尾分别与控制系统的功率
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