CN101090226A - 磁阻电机与自控式光耦开关及运动控制、结构阻尼、散热方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三相磁阻电动机，它是以椭圆形二极转子铁心(4)取代了现有技术当中具有梯形凸极的多极转子铁心。并利用安装在转子轴杆(5)上的自控式光耦开关，实现定位控制和频率自给进行工作。具有自控式同步电动机的特征，其单位体积功率达到现有技术的四倍以上。低噪声，无振动和运行平稳以及强大的转子轴抗力，尤其适合于直升飞机和电动机车等使用。

Description

磁阻电机与自控式光耦开关及运动控制、结构阻尼、散热方法

技术领域：

本发明涉及一种磁阻电动机，尤其是涉及到磁阻电动机所用的一种转子铁心的形状。本发明还涉及该电动机使用的自控式光耦开关，尤其是涉到该自控式光耦开关当中的可动光栅片，本发明还涉及该电动机转子的散热方法，尤其是涉及一种具有自动抽风功能的空心轴杆。本发明还涉及该电动机的运动控制、和增加结构阻尼的方法。本发明还涉及该电动机利用三相交流电整流供电的方法。

背景技术：

磁阻电动机作为一种连续运行的电气传动装置，其结构和工作原理都与传统的交、直流电动机存在着根本的区别。这种电动机不象传统电动机那样，依靠定、转子绕组电流所产生磁场的相互作用而产生转矩，而是依靠“磁阻最小原理”产生转矩。即：“磁通总是沿着磁导最大的路径闭合，从而产生磁拉力，进而形成磁阻性质的电磁转矩”和“磁力线具有力图缩短磁通路径以减小磁阻和增大磁导的本性”。因此它的结构原则是，在转子旋转时，磁路的磁阻要有尽可能大的变化。所以，这种电动机的定、转子均采用双凸极结构，并用硅钢片叠制而成。在每个定子磁极上都装有简单的集中绕组，并把径向相对的两个定子磁极上的绕组以串联或并联的方式构成一相。在转子上无任何绕组，也无永磁体。按照电动机的相数，可分为奇数相和偶数相。按照电动机的磁路结构，可分为两极型长磁路结构和四极型短磁路结构。按照电动机的通电励磁模式，有单相励磁和多相励磁之分。

这种电动机采用单极型驱动电路和使用直流电开关性供电电源。工作时，由控制器借助安装在转子轴杆上的位置检测传感器所提供的定、转子相对位置信息，按照一定的顺序和控制逻辑，连续不断地接通和断开相应相定子绕组的电流，而使电动机的内部磁场形成旋转，并通过定、转子工作磁极之间存在的可变磁阻回路，使转子受到向磁阻最小位置运动的倾向磁吸力而产生连续运行。调整各相定子绕组之间的通电顺序，即可改变电动机的运行方向。因为当任意相定、转子的凸极处于极对极的状态时，在相邻相定、转子凸极之间都会形成极间部分重叠现象，所以在任意转子位置上，电动机都具有正、反转运行的自起动能力。

磁阻电动机以其结构简单，制造方便并可工作于极高转速和适用于各种恶劣、高温环境甚至强振动环境，以及调速性能优良、控制灵活的优点，自上世纪八十年代以来，受到越来越多的学者和企业界的广泛关注，已成为当今电动机领域研究和开发的热门课题之一。

据中国专利网2004年6月10日发布的《开关型磁阻电动机转矩脉动及振动控制研究现状》指出：瞬时转矩脉动、电机振动、噪声问题是目前开关型磁阻电动机存在的突出问题和研究难点。([中图分类号]TM921，[文献标识码]A，文章编号1561-0330(2002)04-004-04，河海大学电气工程学院王宏华)。

另据，法国M.Besbes和Z.Ren等学者的比较实验表明，在整个开关型磁阻电动机的噪声中，电磁噪声占据95％。也就是说：只要能够有效地抑制电磁噪声的产生，就能够达到对开关型磁阻电动机的降噪目的。

通过对现有技术的研究分析，发明人认为：目前开关型磁阻电动机产生转矩脉动、电机振动和噪声的原因，主要是由以下三个方面造成的：

(1)由于现有技术的磁阻电动机采用了具有梯形凸极的转子铁心，会在定、转子工作磁极之间的可变磁阻回路上产生第二气隙，因为磁阻电机的双凸极结构使它在运行过程中存在着磁通的周期性变化和出现严重的局部饱和现象，尤其是在出现局部过度饱和时，将有一部分磁力线会经过第二气隙形成闭合而成为“短路磁通”。因为这种“短路磁通”的路径已经趋向最短，但由于气隙的原因使其磁阻不能成为最小，所以就形成了对径向气隙的压缩，但由于结构上的原因，使这种径向压缩的力最终形成了电磁噪声的主要来源。

(2)由于磁阻电动机属于连续运行的电气传动装置，在相绕组电流的连续关断与切换过程中，由于相邻相定子绕组之间存在的短时重叠通电现象，导致了相邻定子绕组之间因磁动势的极性相同相斥而产生振动与噪声。这也就是为什么现有技术转矩脉动小的四相电机反而要比转矩脉动大的三相电机噪声大的根本原因所在。

(3)由于现有技术的磁阻电机在定、转子的可变磁阻回路上存在着阶梯式气隙和使用开关性供电电源两种突变因素，直接导致磁阻电机的转矩脉动，按照目前这种结构，想要从根本上消除磁阻电动机的转矩脉动现象，几乎是不可能的。

除此之外，现有技术的磁阻电动机，还存在相绕组因通电区间太小使电动机的单位体积功率低和控制系统复杂而且成本高的缺陷。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种低振动，低噪声和运行平稳、相绕组的通电区间大和控制方法简单成本低廉的磁阻电动机，在该电动机当中的定、转子之间不存在阶梯式的第二气隙，在定子绕组换相时，相邻相定子绕组之间也不会产生磁动势极性相同而相斥的现象，更重要的是，这种电动机还可以采用三相交流电的整流电源直接起动运行。

为了解决上述技术问题，本发明采用了奇数相开关型磁阻电动机的定子结构。并使各相邻定子绕组之间的极性成为相反，且定子磁极的宽度与间距相等。将现有技术当中具有梯形凸极的多极转子铁心，改作椭圆形二极转子铁心。然后在电动机轴承端盖的外部另设空间把位于转子轴杆上的自控式光耦开关从电机内部移出安装于此，并采用单极型驱动方式进行工作。

工作时，通过自控式光耦开关，按照一定的顺序，依次给各相定子绕组施加电流、电压，使电动机的内部磁场形成旋转。并依靠椭圆形二极转子铁心与定子工作磁极之间存在的渐开线不均匀气隙所构成的可变磁阻回路，使椭圆形二极转子铁心的长轴受到向磁阻最小位置运动的倾向磁吸力的作用而产生连续运行。调整各相定子绕组之间的通电顺序，即可改变电动机的运行方向，在任意转子位置上，电动机都具有进行正、反转运行的自起动能力。

为了增加对机械噪声与振动的抑制吸收，在定子铁心和电机机座之间设置了有色金属合金材料或耐高温、耐老化和导热性优良的工程塑料、树脂等组成的结构阻尼层，也可以用耐高、低温和电气性能优良的工程塑料或橡胶、树脂类，对各相邻定子绕组之间的空隙部分给予充填，还可以在电动机的转子轴杆上设置橡胶或塑料类的弹性阻尼环来阻断和吸收噪声的产生与传播。

为了在转子铁心上增加结构阻尼，阻断和吸收转子的振动和噪声，用耐高低温和电气性能优良的高强度工程塑料在以椭圆形转子铁心长轴直径的圆周所包含的面积内对所有欠缺部分进行充填嵌塑，使其成为正圆柱体，并将嵌塑面扩大到圆柱形转子体的两个端面上，使其形成稳定的结构。

为了解决电动机的温升问题，采用具有自动抽风功能的空心轴做转子轴杆，即：在空心轴杆预封闭一端的侧面上设多个离心孔口，其孔口与空心轴杆内部的轴心孔相通。也可以用一个空气桨插件连接在空心轴的一端使空心轴在旋转时获得自动抽风的功能。也可以把一个在盲管封闭端的内部带有扩大内腔和在该扩大内腔的端面或侧面上的离心位置上设有旋叶式窗口的空气桨连接在空心轴杆的一端.也可以在空心轴杆的内壁上先浇注一层低溶点的金属材料，然后在上面制出螺纹线来达到空气导流散热的目的。

为了满足下一代高新技术的需要，还可以在自控式光耦开关当中的可动光栅片上沿圆周方向按照固定的间隔距离排列多个生成脉冲信号的透光孔和在另一个圆周上单独设置一个零点位置透光孔。它们与光源固定盘上的发光元件和固定光栅盘上的两个光敏二极管相互作用。共同完成对电动机转速和转子转动的起始位置与旋转量的信息检测与输出。

为了支持下一代开发在转子轴杆上无任何传感器的磁阻电动机，还可以把设置在各相邻定子磁极之间的铁心轭部位与电动机机座之间所对应位置上的非磁性阻尼层去除，留出空间，以便利用各相邻定子磁极之间的铁心磁轭做铁心，绕制检测线圈，以此来取代现有技术设置在转子轴杆上的位置传感器。

当本发明的磁阻电动机采用单相直流供电时，还在其转子轴杆上安装带有与相绕组通电区间机械角同宽的弧形光栅缝的可动光栅片。其弧形光栅缝的长度随着电动机励磁模式的不同而设计。例如，三相磁阻电动机采用两相绕组同时通电励磁进行双拍整步运行时，其弧形光栅缝的长度等于四个定子磁极的宽度，即120°。如果三相磁阻电动机采用单相绕组励磁时，其弧形光栅缝的长度等于两个定子磁极的宽度，即60°。这样的弧形光栅缝在可动光栅片上共有两条并且对称分布。该可动光栅片与其两侧相对安装并固定在电机附加箱体上的光源固定盘和带有定位开关代码孔的固定光栅盘共同构成自控式光耦开关。在该自控式光耦开关当中的固定光栅盘上，有两组电流相序不同的定位开关代码孔相间设置在同一圆周上。在电流相序相同的同一组定位开关代码孔当中，不论位于正半周上还是处在负半周上，凡是同一相属的定位开关代码孔之间均属并联关系。每一个定位开关代码孔都各自对应着驱动电路当中的一个光电晶体管。而在驱动电路当中的每一个光电晶体管的输出端又都和电机当中同一相属定子绕组的主开关半导体开关元件的控制极相连接。

当电动机起动以后，可动光栅片随转子作同步旋转，自控式光耦开关便按照设置在固定光栅盘上的定位开关代码孔的排列顺序和可动光栅片上的弧形光栅缝所给出的通电励磁模式，把从光源固定盘上的发光元件发出的光线在经过可动光栅片后，生成反映定转子相对位置信息的光变信号，通过固定光栅盘上的定位开关代码孔耦合给驱动电路当中的光电晶体管，并经过转换后，直接触发相应定子绕组的主开关半导体元件，使其产生截止或导通。并以这种方式实现各相定子绕组之间的顺序控制，使电动机产生连续运行。通过设置在电动机外面的电位器对光源固定盘上的发光元件的发光强度进行调控，使通过光电晶体管提供给相绕组主开关半导体元件的控制极驱动电流产生变化，从而引起电动机转速的改变。通过设置在电动机外面的转换开关对驱动电路当中的两组电流相序不同的光电晶体管分别控制，选择导通来实现电动机的正、反转运行。通过设置在电动机外面的制动开关把电动机引入能耗和回馈制动状态，使电动机停止转动。

本发明的磁阻电动机，还可以直接使用经半波或全波整流后的三相电源供电和选择三相三拍的整步运行方式。从而省去了电动机转子轴杆上的自控式光耦开关或检测器，并获得稳定的开环工作状态。使电动机控制系统的成本降到最低。电动机的转速随交流电频率的不同而改变。通过电机外部的转换开关，对调三相电源当中任何两相电源的相序，即可改变电动机的运行方向。

当然，如果有允许电动机存在振动和噪声的应用领域的话，如矿山机械，本发明磁阻电机仍然可以设置成偶数相并采用椭圆形二极转子铁心和使用自控式光耦开关进行工作。

综合上述，本发明相对于现有技术具有如下有益效果。

(1)由于在本发明的磁阻电动机当中，采用椭圆形二极转子铁心，取代了现有技术当中具有梯形凸极的多极转子铁心，使定、转子工作磁极之间的可变磁阻回路形成平滑的渐开线不均匀气隙，从而避免了现有技术中存在的阶梯式第二气隙，以及由此而产生的电磁噪声和转矩脉动。

(2)由于本发明确立了相邻相定子绕组之间的磁动势极性必须相反作为奇数相磁阻电动机设计中的约束条件，从而有效地防止了电动机绕组的振动现象。

(3)由于在本发明磁阻电动机当中，所采用椭圆形二极转子铁心的凸极弧长可以达到180°，从而增大了相绕组通电区间的机械角宽度。如三相电机采用两相通电励磁模式，进行双拍整步连续运行时，相绕组通电区间的机械角至少为现有技术的4倍以上，也就是说它的单位体积功率达到现有技术的4倍多。

(4)本发明的磁阻电动机，采用自控式光耦开关，集位置检测、自动控制、电流斩波功能于一体，省略了现有技术当中的各种反馈环节，实现频率自给和定位控制，使磁阻电动机的控制系统变的非常简单，成本大幅降低。

(5)由于本发明在磁阻电动机的定子与机座之间和各定子磁极的绕组之间以及在转子上都增设了结构阻尼，从而使电动机的机械振动与噪声得到有效的吸收阻断而被衰减。

(6)由于本发明的磁阻电动机，采用了带有自动抽风的空心转子轴杆，有效地避免了电机内部的温升积蓄，从而使电动机的热负荷减小。

(7)由于在自控式光耦开关当中，位于固定光栅盘上的定位开关代码孔，都设置在与定子磁极数目相等的等分线两侧，，而该等分线又与各定子磁极的轴线相重合，所以，可以使相绕组的关断位置提前于定、转子磁极的对正位置，从而避免了在定、转子磁极之间形成一对等值，反向和共线的径向作用力而引起定子外壳产生椭圆形变带来的振动和噪声。

附图说明：

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的详细描述。

图1是本发明磁阻电动机的基本结构剖示图。

图2是本发明自控式光耦开关当中的光源固定盘。图中的各孔位上都安装有发光元件。

图3是本发明自控式光耦开关当中的可动光栅片。它被安装在电动机的转子轴杆上。

图4是本发明自控式光耦开关当中的固定光栅片。其中在孔35和孔36上，安装的光电晶体管为光敏二极管。

图5是本发明磁阻电动机由直流供电并使用自控式光耦开关进行工作的控制电路图。

图6是本发明磁阻电动机直接采用三相交流电经半波整流进行开环控制的电路图。

图7是本发明磁阻电动机直接采用三相交流电经全波整流供电的电路图。

具体实施方式：

按照图1所述，本发明的磁阻电动机是采用三相定子结构，即：由6个定子磁极在圆周上作等距分布，而且每个定子磁极的宽度均与间距相等。在每一个定子磁极上都装有简单的集中绕组并把各径向相对的两个定子磁极上的绕组用串联或并联的方式构成一相。即：将L₁和L₄构成A相，L₂和L₅构成B相，L₃和L₆构成C相，同时还要把各相邻定子磁极之间的磁通极性设计成互为相反，然后，把椭圆形二极转子铁心4安装在空心转子轴杆5上，并通过电机两端的轴承、端盖(图中未示)与机座1连接固定。构成整个电动机的运动机构。其中，在用硅钢片叠制而成的椭圆形二极转子铁心4的长轴两端，各有一个90°的同心圆弧段并且在两个同心圆弧段之间没有被断开的迹象。除此之外，还在定子铁心4的外圆上浇铸了一层铅青铜2作为定子铁心3和机座1之间的结构阻尼层。工作时，采用两相通电的励磁模式，依靠设置在转子轴杆5上的自控式光耦开关，按照一定的顺序，连续不断地接通和断开相应相定子绕组的电流，使电动机的内部磁场形成旋转，椭圆形二极转子铁心4则依靠定、转子工作磁极之间的渐开线不均匀气隙受到向磁阻最小位置运动的倾向磁吸力而形成连续运行。通过转换开关S₁改变各相定子绕组的通电顺序，即可改变电动机的旋转方向。如自控式光耦开关依AB、BC、CA的相序通电，电动机则按顺时针方向转动，若按照cb、ba、ac的相序通电，电动机便依逆时针方向转动。因为椭圆形二极转子铁心4的凸极弧宽为180°，而每相绕组的通电区间角为120°，所以在任何位置上，对称性构件的椭圆形二极转子铁心4都可以满足正、反转运行的自起动要求。

为了增加转子铁心的结构阻尼，先用复合聚对苯二甲酸丁二酯的方法，把椭圆形二极转子铁心由扁柱体嵌塑改形成正圆柱体(图中未示)。为了解决转子铁心4的散热问题，选用空心轴5做转子轴杆，并在空心轴杆5的一端连接一个空气桨(图中未示)使空心转子轴杆5获得在旋转时获得自动抽风的功能。

按照图2、图3和图4所述的自控式光耦开关，它是由被固定在电机端盖之外的附加箱体(图中未示)上的光源固定盘6和固定光栅盘8与安装在电动机转子轴杆5上的可动光栅片7组成。其中，在固定光栅盘8上，有两组电流相序不同的定位开关代码孔A B C A′B′C′和c b a c′b′a′相间设置在同一圆周上，并分布在6条等分线的两侧，成为A c B a′C b′A′c′B′a C′b组合。其中A B C A′B′C′为电动机顺时针旋转时的定位开关代码孔。c b ac′b′a′为电动机逆时针旋转时的定位开关代码孔。这两组代码孔与可动光栅片7上的两条弧形光栅缝9和9处在同一圆周上。

另外还在固定光栅盘8的另外两个圆周上分别设置了两个信号检测孔35和36，并在其孔位上安装光敏二极管，这两个光敏二极管的孔位线与定位开关代码孔C′和b的平分线相重合，并各自对应着光源固定盘6上的发光元件的安装孔位37和38在固定光栅盘8与附加箱体固定时，要把两个信号检测孔35和36的孔位线调整到与电动机A相绕组L₁和L₄所在定子磁极轴线相重合的位置上。

对于固定光栅盘8上的信号检测孔35及其安装孔位上的光敏二极管(未示)要和可动光栅片7上按固定间距排列的透光孔11至34及光源固定盘6上的发光二极管的安装孔位37对应在同一圆周上。而信号检测孔36则和可动光栅片7上的透光孔10与光源固定盘6上的发光元件的安装孔位38对应在同一圆周上。

对于在可动光栅片7上对称分布的两条全相似弧形光栅缝9和9′的长度，各占圆周角的120°。其与相绕组通电区间的机械角相等。其中弧形光栅缝9在电动机作逆时针方向旋转时有效，而弧形光栅缝9′则在电动机作顺时针方向旋转时起作用。透光孔10和11位于位于弧形光栅缝9和9′的平分线上，该平分线可作为可动光栅片7在和转子轴杆5上安装固定的椭圆形二极转子铁心4上的长轴线相重合的参考标志。

对于固定光栅盘8上，分布在同一圆周上的每一个定位开关代码孔都各自对应着驱动电路当中的一个发光二极管，如A对应V₁，A′对应V₇，B对应V₃，B′对应V₉，C对应V₅，C′对应V₁₁和C对应V₁₀。C′对应V₄，b对应V₁₂，b′对应V₆，a对应V₂，a′对应V₈。而驱动电路当中每一个发光二极管又都各自对应着一个光敏三极管，如V₁对应V_A，V₂对应V_a，V₃对应V_B，V₄对应V_c′，V₅对应V_c，V₆对应V_b′，V₇对应V_A′，V₈对应V_a′，V₉对应V_B′，V₁₀对应V_c，V₁₁对应V_c′，V₁₂对应V_b。

在驱动电路当中，凡是同一相属的光敏三极管的发射极都与同相属定子绕组的主开关晶体三极管的基极形成电连接。如V_AV_A′V_aV_a′的发射极连接A相定子绕组L₁和L₄的主开关晶体三极管VD₃的基极。V_BV_B′V_bV_b′的发射极连接B相定子绕组L₂和L₅的主开关晶体三极管VD₂的基极。V_cV_c′V_cV_c′的发射极连接C相定子绕组L₃和L₆的主开关晶体三极管VD₁的基极。

按照图5所示，本发明磁阻电动机的运动控动是依靠设置在电机本体上的自控式光耦开关和电机外部的启动开关S₄和转换开关S₁与多圈电位器PS₃及制动开关S来实现的。

当电机通电起动后，可动光栅片7随同转子旋转，自控式光耦开关便按照设置在固定光栅盘8上的定位开关代码孔的排列顺序和可动光栅片7上与相绕组通电区间的机械角120°同宽的弧形光栅缝9和9′给出的两相通电励磁的模式，把从光源固定盘6上的发光二极管37至50发出的光线在经过可动光栅片7后，生成反映转子位置信息的光变信号，通过固定光栅盘8上的定位开关代码孔耦合给驱动电路当中的光敏三极管。经转换放大后，直接触发相应相定子绕组的主开关晶体三极管，使其产生截止或导通，并以这种方式实现各相定子绕组之间的顺序切换。使电动机产生连续运行。通过多圈电位器RP3对安装光源固定盘6上的发光二极管V_1-12的发光强度进行调控，使通过光敏三极管提供给相应相定子绕组的主开关晶体三极管VD₁VD₂VD₃基极电流产生变化，从而引起电动机功率和转速的改变。通过转换开关S₁对驱动电路当中的两组电流相序不同的光敏三极管V_AV_BV_CV_A′V_B′V_C′和V_aV_c′V_b′V_a′V_cV_b分别控制，选择导通来实现电动机的正、反转运行。

在图5当中的RP₁RP₂备作调节之用。VS₁VS₂为发光二极管。V₁₃V₁₄V₁₅为止逆二极管，V与C则组成吸收保护电路。V₁₆V₁₇V₁₈V₁₉V₂₀V₂₁为续流二极管。R₁R₂R₃为续流电阻(亦表示线电阻)。S为制动开关。S₁为正反转换开关。S₄为启、制动开关。

按照图6所示为本发明三相磁阻电动机的工作电路。它是将ABC三相交流经二极管V₂₂V₂₃V₂₄半波整流后，直接导入电动机当中的三相定子绕组L₁L₄和L₂L₅与L₃L₆进行工作的。如果改变交流电的频率即可改变电动机的转速。通过倒顺开关QS₁调整三相电源的通电顺序，即可实现电动机的正、反转运行。在切断电流回路时同时接通能耗制动开关后，电动机停止转动。

按照图7所示，本发明三相磁阻电动机的工作电路，它是将ABC三相交流电经二极管V₂₅V₂₆V₂₇和V₂₈V₃₀V₃₂进行全波整流后，直接导入电动机当中的三相定子绕组L₁L₄和L₂L₅与L₃L₆进行工作。改变交流电的电源频率即可改变电动机的旋转速度。通过倒顺开关QS₂改变三相电源的顺序，即可实现电动机的正、反转运行。关断电路控制开关S₂即可使电动机停止转动。图中的V₂₉V₃₁V₃₃为续流二极管。

Claims (10)

1、一种磁阻电机，定、转子的磁极数不同，均采用双凸极结构和各定子磁极在圆周上作等距分布，每个定子磁极上都装有简单的集中绕组，并把径向相对的两个定子磁极上的绕组串联或并联构成一相，采用奇数相定子结构和使用单极型驱动电路，并使各相邻定子绕组产生的磁动势极性互为相反。工作时，采用单相通电励磁或多相通电励磁模式，并按照一定的顺序连续不断地给各相定子绕组施加电流、电压，使电动机的内部磁场形成位移旋转，依靠定、转子工作磁极之间存在的可变磁阻回路，使转子铁心受到向磁阻最小位置运动的倾向磁吸力而产生连续运行。调整各相定子绕组之间的通电顺序，即可改变电动机的运行方向。在任意转子位置上，电动机都具有反、正转运行的自起动能力。其特征是：所述转子铁心(4)为椭圆形二极构件，转子轴杆(5)采用带空心(5′)的轴。各相定子绕组(L₁L₄与L₂L₅和L₃L₆)的通电工作区间均大于定子磁极本身宽度的时间机械角，且转子铁心(4)的转动方向与电机内部旋转磁场的转动方向相一致。

2、一种自控式光耦开关，与具有椭圆形二极转子铁心的三相磁阻电动机配套使用。其特征是：它是把一个带有弧形光栅缝(9和9′)的可动光栅片(7)安装固定在电动机的转子轴杆(5)上，并与两侧相对安装固定在附加箱体(图中未示)上的光源固定盘(6)和固定光栅盘(8)共同构成自控式光耦开关。在该自控式光耦开关的固定光栅盘(8)上，有两组相间设置在同一圆周上的定位开关代码孔(ABCA′B′C′和cbac′b′a′)，一组按顺时针方向排列(ABCA′B′C′)，一组按逆时针方向排列(cbac′b′a′)。它们与可动光栅片(7)上的弧形光栅缝(9和9′)和光源固定盘(6)上沿圆周方向等距分布的半导体发光元件(V_1-12)处于同一圆周上。在同一组定位开关代码孔当中，同相属定位开关代码孔之间均为并联关系。如：定位开关代码孔A与定位开关代码孔A′，定位开关代码孔B与定位开关代码孔B′，定位开关代码孔C与定位开关代码孔C′等。而每一个定位开关代码孔又都对应着光源固定盘(6)上相应的半导体发光元件和驱动电路当中同一相属的光电晶体管。如：定位开关代码孔A通过半导体发光元件V₁和驱动电路当中的光电晶体管V_A相联系，定位开关代码孔B通过半导体发光元件V₃与驱动电路当中的光电晶体管V_B相联系等。在驱动电路当中的每一个光电晶体管又都和同相属定子绕组的主开关半导体元件相联系。如：光电晶体管V_A和A相定子绕组L₁L₄的主开关半导体元件VD₃相联系，光电晶体管V_B和B相定子绕组L₂L₅的主开关半导体元件VD₂相联系等。工作时，可动光栅片(7)与空心转子轴杆(5)作同步旋转，自控式光耦开关便按照设定在固定光栅盘上的定位开关代码孔的排列顺序和可动光栅片(7)上的弧形光栅缝(9和9′)给出的相绕阻通电励磁模式，把从光源固定盘(6)上的发光元件发出的光线在经过可动光栅片(7)后，生成反映转子位置信息的光变信号，通过固定光栅盘(8)上的定位开关代码孔耦合给驱动电路当中的光电晶体管并触发相应相定子绕组的主开关半导体元件，使其截止或导通，并以这种方式实现各相定子绕组之间的顺序切换，使电动机产生连续运行。通过设置在电机外部的电位器(RP₃)对光源固定盘(6)上的发光元件的发光强度进行调控，使通过光电晶体管提供给相应相定子绕组的主开关半导体元件的控制极电流产生变化，从而引起电动机功率和转速的改变。通过设置在电机外部的转换开关(S₁)对驱动电路当中顺时针方向排列和逆时针方向排列的两组光电晶体管分别控制选择导通，使电动机实现正、反转运行。位于自控式光耦开关当中的可动光栅片(7)上的弧形光栅缝(9和9′)与相绕组通电区间的机械角同宽。两条全相似的弧形光栅缝(9和9′)在可动光栅片(7)上对称分布。

3、按照权利要求1所述的磁阻电动机，其特征是：对于三相定子结构的电机，还可以直接采用经半波整流后的三相脉冲直流供电起动和运行。调整三相电源的通电顺序，即可实现电动机的正、反转运行。改变交流电的频率即可改变电动机的转动速度。

4、按照权利要求1所述的磁阻电动机，其特征是：对具有三相定子结构的电动机，还可以直接采用经全波整流后的三相直流供电工作。调整三相电源的相序，即可实现电动机的正、反转运行。改变交流电的频率，即可改变电动机的转动速度。

5、按照权利要求1、3、4所述的任何一种磁阻电动机，其特征是：在所述定子铁心(3)与机座(1)之间设有非磁性材料的结构阻尼层(2)。

6、按照权利要求1、3、4所述的任何一种磁阻电动机，其特征是：在所述定子铁心(3)上的每个定子磁极与机座(1)对应的部位之间设有非磁性材料的结构阻尼层(图中未示)。而在各相邻定子磁极之间的铁心磁轭与机座(1)对应的部位之间留有空隙(图中未示)，以备在该铁心磁轭上绕制位置检测线圈(图中未示)来开发在转子轴杆(5)上无位置传感器的开关型磁阻电动机。

7、按照权利要求1、3、4所述的任何一种磁阻电动机，其特征是：在所述空心轴杆(5)的端部，连接有插装件空气桨(图中未示)，该空气桨可适用于任何机械当中的空心轴使用。它是由一个在盲管封闭端的内部带有圆柱形扩大内腔和在其圆柱形扩大内腔的离心位置上设有多个旋叶式窗口组成的。它通过盲管外部的螺纹与空心转子轴杆(5)的轴心孔(5′)形成连接，从而使电动机旋转时让冷空气从空心转子轴杆(5)的内部穿过，携走热量。

8、按照权利要求1、3、4所述的任何一种磁阻电动机，其特征是：把所述空心轴杆(5)一端的端口用插件密封并在该端部的侧壁上开有多孔(图中未示)，其孔与空心轴杆(5)内部的轴心孔(5′)相通。它可适用于任何机械当中做抽风轴使用。装有这种抽风轴的电动机在旋转时，就可以让冷空气从转子轴杆(5)的内部穿过，而将热量携走，使电动机的转子温度降低。

9、按照权利要求1、3、4所述的任何一种磁阻电动机，其特征是：在所述空心转子轴杆(5)的内部浇注一层低溶点的金属材料，然后在其上加工出内螺纹线。使空心轴(5)在旋转时获得自动抽风的功能。

10、按照权利要求1、3、4所述的任何一种磁阻电动机，其特征是：利用高强度和电气性能优良的工程塑料在不小于椭圆形转子铁心的长轴直径所包含的圆面积内对所有欠缺部分予以充填嵌塑，使其成为正圆柱体，并将整个嵌塑面扩大到椭圆形转子铁心(4)的两个端面(图中未示)，使其形成稳定结构。

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