專利名稱：星角連接偏磁式磁阻電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)電領(lǐng)域，特別涉及磁阻電機(jī)或稱反應(yīng)式電機(jī)的改進(jìn)，提供一種星角連接偏磁式磁阻電機(jī)。
背景技術(shù)：
磁阻電機(jī)(又稱反應(yīng)式電機(jī))，一般被認(rèn)為脈振大、效率低、驅(qū)動(dòng)復(fù)雜，因此不象直流電機(jī)、異步電機(jī)、同步電機(jī)那樣廣泛應(yīng)用，但由于結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，用作步進(jìn)電機(jī)特別適合。磁阻電機(jī)是以直流脈動(dòng)電流作為驅(qū)動(dòng)方式。以三相磁阻電機(jī)為例，在當(dāng)前斬波式驅(qū)動(dòng)電路普遍使用的情況下，低速時(shí)，電機(jī)電流相當(dāng)于矩形波。分析矩形波，其中包括直流+基波+3次諧波+5次諧波+……等成份。其中直流成份保證總磁通始終為單向磁通，是磁阻電機(jī)正常工作所必須的，而基波成份相當(dāng)于交流電機(jī)中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的那部分做功能量，三次、五次等高次諧波成份是造成電機(jī)脈振、發(fā)熱的有害成份。保留直流成份和基波成份，消除諧波成份，磁阻電機(jī)就可與其它類電機(jī)性能相當(dāng)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是利用定子上獨(dú)立增設(shè)的偏磁結(jié)構(gòu)提供電機(jī)正常工作的偏磁磁通，設(shè)計(jì)一種星角連接偏磁式磁阻電機(jī)。
本實(shí)用新型技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種星角連接偏磁式磁阻電機(jī)，包括機(jī)殼、定子和轉(zhuǎn)子，其特征是定子上設(shè)有驅(qū)動(dòng)繞組和偏磁繞組，驅(qū)動(dòng)繞組采用星形接法，中點(diǎn)懸空，偏磁繞組采用首尾串接后接偏磁電流。本技術(shù)方案采用直接偏磁，偏磁繞組與驅(qū)動(dòng)繞組共用磁路，采用這種特殊聯(lián)接來(lái)抵消二者間的互相影響，互相干擾，并利用外電路的連接為偏磁繞組提供專門偏磁電流，利于驅(qū)動(dòng)繞組基波生成，抑制高次諧波的產(chǎn)生，改善電機(jī)的性能。
本實(shí)用新型僅在定子驅(qū)動(dòng)繞組中增設(shè)偏磁繞組，將偏磁電流成份提出，單獨(dú)勵(lì)磁，不但能將驅(qū)動(dòng)電流降至一半，還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且性能與同步電機(jī)相似，并能四象限運(yùn)行。


下面結(jié)合具體圖例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明圖1星角連接三相偏磁式磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)繞組與偏磁繞組基本連接圖圖2串聯(lián)接法主驅(qū)動(dòng)電路圖圖3全極距偏磁繞組及其定子磁極排列示意圖圖4三相二極集中式偏磁繞組與分布式驅(qū)動(dòng)繞組接線圖具體實(shí)施方式
實(shí)施例一參照?qǐng)D1，一種星角連接偏磁式磁阻電機(jī)，包括機(jī)殼、定子和轉(zhuǎn)子，其中定子上設(shè)有驅(qū)動(dòng)繞組1和偏磁繞組2，驅(qū)動(dòng)繞組1采用星形接法中點(diǎn)懸空，首端引出，分別為A、B、C端點(diǎn)，相當(dāng)于三相交流電機(jī)的星形接法；而偏磁繞組2采用首尾串接后接偏磁電流，類似于三角形連接法，可簡(jiǎn)稱為星角聯(lián)接法。以三相電機(jī)為例。將每一個(gè)繞組一分為二，形成兩個(gè)獨(dú)立繞組，一個(gè)為驅(qū)動(dòng)繞組，另一個(gè)為偏磁繞組。
參照?qǐng)D2，驅(qū)動(dòng)繞組和偏磁繞組匝數(shù)相同時(shí)，可采用如圖所示的串聯(lián)接法。圖中開(kāi)關(guān)K為電子開(kāi)關(guān)，可以選用可控硅、功率三極管、功率場(chǎng)效應(yīng)管等。假設(shè)電流正向流入電機(jī)A端口時(shí)，寫(xiě)作A，流出A端口時(shí)，寫(xiě)作A，B、C端口類同。令開(kāi)關(guān)Ka、Kb`、Kc`通電，Kb、Kc、Ka`不通，此時(shí)通電狀況寫(xiě)作ABC。類似可寫(xiě)出三相12拍通電的相序如下ABC、AC、ABC、BC、BCA、BA、BCA、CA、CAB、CB、CAB、AB、ABC……其中已包含二種6拍通電方式在內(nèi)，當(dāng)然也可采用其中一種6拍驅(qū)動(dòng)。
偏磁電機(jī)也可以使用交流偏磁(類似于串激式電機(jī))，使用交流電源或脈動(dòng)電源工作。此時(shí)開(kāi)關(guān)元件，就可使用雙向可控硅一類廉價(jià)、簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)元件了。此時(shí)偏磁電機(jī)的驅(qū)動(dòng)頻率比交流電源頻率低一個(gè)數(shù)量級(jí)。這種方式僅適用于一些特殊的低速驅(qū)動(dòng)場(chǎng)合。
另，勵(lì)磁式直流電機(jī)，勵(lì)磁繞組與轉(zhuǎn)子間連接有它勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)、復(fù)勵(lì)。同樣偏磁電機(jī)中偏磁繞組與驅(qū)動(dòng)繞組間連接也有分別聯(lián)接、串聯(lián)、并聯(lián)、復(fù)聯(lián)。不同的連接方法，就需要不同的驅(qū)動(dòng)電路，適用于不同應(yīng)用場(chǎng)合。
原則上所有適用于同步電機(jī)，混合式步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，都基本上適用于星角連接偏磁式電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。其中圖2所示的串聯(lián)式接法最簡(jiǎn)單，如果不追求快的反應(yīng)速度，僅作為一般調(diào)速用途，接入C1、C2(圖中虛線部分)可進(jìn)一步提高低速的平穩(wěn)性。
實(shí)施例二參照?qǐng)D3，驅(qū)動(dòng)繞組采用集中式繞組，多相偏磁繞組采用全極距式繞組，繞組數(shù)等于每相磁極數(shù)。以全極距繞組取代各小偏磁繞組后，可以節(jié)省大量銅線，減少工作量。圖3(b)所示沖片結(jié)構(gòu)示意圖是以六齒定子為例。圖3(b)所示齒槽中，除偏磁繞組線槽21外，其余線槽，也即驅(qū)動(dòng)繞組線槽11可縮小一半，因此可進(jìn)一步縮短齒槽，減小磁軛尺寸，節(jié)省定子矽鋼片耗用量。大齒槽既要容納偏磁繞組又要容納驅(qū)動(dòng)繞組，因此尺寸與普通磁阻電機(jī)一樣。小齒槽僅需容納驅(qū)動(dòng)繞組，可以比大齒槽小一倍。大齒槽處磁軛尺寸較薄，但通的僅是偏磁磁通，可用加厚鐵外殼的方法來(lái)解決。圖3(c)為外部接線圖，由于各相間驅(qū)動(dòng)繞組仍然是常規(guī)繞組，因此適用于星形接法。
實(shí)施例三參照?qǐng)D4，驅(qū)動(dòng)繞組采用集中式或者分布式全極距繞組，多相偏磁仍保留集中式繞組。以全極距繞組作驅(qū)動(dòng)時(shí)，繞組匝數(shù)可降至原來(lái)的一半，不但節(jié)省銅線，還能有效減低等效換相電感，提高功率因數(shù)，同時(shí)還能進(jìn)一步改善波形，提高運(yùn)行平穩(wěn)性。
同理，驅(qū)動(dòng)繞組也可象同步電機(jī)、異步電機(jī)一樣，采用其它極距，其它形式的分布式繞組，配合不同的驅(qū)動(dòng)方式，提高性能價(jià)格比。
上述結(jié)構(gòu)同樣適用于三相以上偏磁電機(jī)，也適用于多相多極電機(jī)。
另，定子為多定子結(jié)構(gòu)，偏磁繞組可集中成大線圈，采用圓周方向繞線，并安置在多定子磁路之間，多定子上的多相驅(qū)動(dòng)繞組可采用集中式或者分布式繞組。用于一些特殊場(chǎng)合，如雙氣隙盤式或杯式轉(zhuǎn)子電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電路成本較傳統(tǒng)磁阻電機(jī)低。
權(quán)利要求1.一種星角連接偏磁式磁阻電機(jī)，包括機(jī)殼、定子和轉(zhuǎn)子，其特征是定子上設(shè)有驅(qū)動(dòng)繞組和偏磁繞組，驅(qū)動(dòng)繞組采用星形接法，中點(diǎn)懸空，偏磁繞組采用首尾串接后接偏磁電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星角連接偏磁式磁阻電機(jī)，其特征是多相驅(qū)動(dòng)繞組采用集中式繞組，偏磁繞組采用全極距式繞組，繞組數(shù)等于每相磁極數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星角連接偏磁式磁阻電機(jī)，其特征是驅(qū)動(dòng)繞組采用集中或者分布式繞組，多相偏磁繞組采用集中式繞組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的星角連接偏磁式磁阻電機(jī)，其特征是定子為多定子結(jié)構(gòu)，偏磁繞組可集中成大線圈，采用圓周方向繞線，并安置在多定子磁路之間，多定子上的多相驅(qū)動(dòng)繞組可采用集中式或者分布式繞組。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種星角連接偏磁式磁阻電機(jī)，包括機(jī)殼、定子和轉(zhuǎn)子，其特征是定子上設(shè)有驅(qū)動(dòng)繞組和偏磁繞組，驅(qū)動(dòng)繞組采用星形接法，中點(diǎn)懸空，偏磁繞組采用首尾串接后接偏磁電流。本技術(shù)方案采用直接偏磁，偏磁繞組與驅(qū)動(dòng)繞組共用磁路，采用這種特殊聯(lián)接來(lái)抵消二者間的互相影響，互相干擾，并利用外電路的連接為偏磁繞組提供專門偏磁電流，利于驅(qū)動(dòng)繞組基波生成，抑制高次諧波的產(chǎn)生，改善電機(jī)的性能。本實(shí)用新型僅在定子驅(qū)動(dòng)繞組中增設(shè)偏磁繞組，將偏磁電流成分提出，單獨(dú)勵(lì)磁，不但能將驅(qū)動(dòng)電流降至一半，還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且性能與同步電機(jī)相似，并能四象限運(yùn)行。
文檔編號(hào)H02K19/12GK2622919SQ03241080
公開(kāi)日2004年6月30日 申請(qǐng)日期2003年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月26日
發(fā)明者朱正風(fēng) 申請(qǐng)人:朱正風(fēng)