CN101110542A - 可控磁力电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可控磁力电机，其特征是：定子由六个以上的凸电磁极和凹槽组成，凸电磁极与凹槽所占电气角度之比，一般采用4∶2，即凸电磁极占电气角度40度，凹槽占电气角度20度；转子凸极是永磁体、电磁铁或软磁极，转子凸极与定子凸极大小一致，占电气角度40度，凹槽占50度，转子凸极与凹槽之比是4∶5，定子上的凸电磁极以吸力和斥力拉推转子运行；第一转子的转子体上有电磁极，磁力线经气隙穿过第二个转子体，形成闭合回路，可以吸住和释放第二转子，是转速可控并能输出大力矩的新型电机。

Description

可控磁力电机

技术领域

本发明属于电机领域，涉及一种用电子电力器件控制，以电磁力推拉转子运转，低速有大力矩的单转子或双转子电机。

背景技术

目前，公知的主要是直流电动机和感应式交流电动机，额定转速时效率高，低转速则效率低，电流大，转矩增加有限，这类电动机本身不能调速，要通过电源变压或变频装置才可调速，这是其不足。

为了克服现有的电动机的不足，本发明提供一种以电磁力(包括吸引力和排斥力)推动转子，电源经过电子器件，转速可控制，低速时有大的力矩的单转子或双转子电动机，在不作电动机时，也可作发电机使用的新型电机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：定子由六个以上的凸电磁极和凹槽组成，凸电磁极与凹槽所占电气角度之比，一般采用4∶2，即凸电磁极占电气角度40度，凹槽占电气角度20度；最小时可等于1∶1；最大时不大于4.5∶1.5；转子凸极是永磁体、电磁铁或软磁极，转子凸极与定子凸极大小一致，占电气角度40度，凹槽占50度，转子凸极与凹槽之比是4∶5；定子和转子凸极数量为6∶4，即定子凸电磁极六个，转子凸极四个，(或是12∶8；16∶12…)，以保持定子磁场有拖动转子的适当距离和空间；定子和转子凸极一般是双磁极(S.N)型，也可做成单磁极型；转子和定子之间，装有转子凸极位置传感器，在定子相对的两个凸极励磁后，拉动转子凸极磁体(或是永磁体、电磁铁)接近三分之二时，另外两个相对的转子凸极磁体，接近定子另一相对的定子磁极，这对定子凸极又励磁以磁力将转子凸极拉向自己，它与前两个励磁极对转子形成很大的电磁拉力，拉动转子旋转，另一对已重合的定子凸极磁极则产生与转子相同的磁性，以排斥力推动转子运行；双转子时，第一转子上的电磁极有时吸住有时放开第二转子，放开时，主动转子变成飞轮蓄储机械能，吸住时将蓄储的机械能加上正在产生的机械能一起传给第二转子，产生更大的动力矩；在不作电动机而作发电机时，转子凸极磁极成为旋转磁场，使定子凸极上的线圈绕组切割磁力线产生电压和电流，将机械能变成电能。

本发明的有益效果是，作为电动机时，其转速是直接可控制的，在低转速时有很大的电动力矩，且结构简单，容易制造。

下面结合附图和实施例对本发明一步说明。

图1是本发明外转子式电机结构剖视图。

图2是第一实施例外转子式电机结构剖面图。

图3是图1A-A的外转子式电机结构剖面图。

图4是本发明的一般的凸极磁极剖面图。

图5是第二实施例内转子式电机剖面图。

图6是第三实施例凸极为单极性内转子式电机剖面图。

图7是第四实施例定子12凸极内转子式电机剖面图。

图8是第五实施例外转子式-双转子结构电机的剖面图。

图中1.定子凸电磁极，2.转子凸磁极，3.电磁绕组，4.传感器，5.轴，6.转子体，7.转子凹槽，8.定子体，9.定子凹槽，10.轴承，11.第一转子体外电磁极，12.第二转子体，13.转子体整流与控制电路。

具体实施方式

在图1中，定子凸电磁极(1)占电气角度40度，定子凹槽(9)占电气角度20度，空间尺寸比是4∶2，转子凸磁极(2)占电气角度40度，凹槽占50度，空间尺寸比是4∶5，定子凸电磁极(1)与转子凸磁极(2)电气角度或机械尺寸大小相等，而定子凸电磁极(1)数量是六个，转子凸磁极(2)是四个，其数量比是6∶4(或是12∶8；18∶12……)，即是说一对(二个)转子凸磁极(2)分别与一对(二个)定子凸电磁极(1)相重合时，另一对(另二个)转子凸磁极(2)，必定置于另两对定子凸电磁极(1)的之间，如图3；当电磁绕组(3)通过电流，使一对凸电磁极(1)励磁将一对转子凸磁极(2)拉向自己，拉到30度电气角度行程时，另一对转子凸磁极(2)接近另一对定子凸电磁极(1)，另一对定子凸电磁极(1)马上励磁，与前一对凸电磁极(1)合力将转子凸磁极拉动，即拉动转子旋转，与转子重合后的定子凸磁极产生与转子相同的磁性电流，以排斥力推动转子运行，周而复始，使电机转子旋转.

在图5所示第二实施例中，外定子凸电磁极(1)六个，内转子凸磁极(2)四个，其运转方式与上述相同.

在图6所示第三实施例中，其凸极不是双磁极性(S.N极性)，而是与另外的凸极形成磁双极性(S.N极性)。

在图7所示第四实施例中，其定子是12个定凸电磁极(1)，内转子是8个转子凸磁极(2)，其凸极与凹槽所占电气角度与上述相同.

在图8所示第五实施例中，第一转子的转子体(6)上有电磁极，磁力线经气隙穿过第二个转子体(12)形成闭合回路，可以吸住第二转子，第一转子体(6)是主动轮，有转子和飞轮的双重功能，第二转子体(12)是被动轮，经第一转子的第一转子体外电磁极(11)吸合时才会被带动旋转，将机械能传送第二转子，释放时第一转子作飞轮蓄存机械能；第一转子体外电磁极(11)的电源可以经过第一转子上的集电环和碳刷，由外电源供给，也可由第一转子上的发电绕组产生，再经转子体整流与控制电路(13)变换成直流电源提供，传感器(4)的信号控制其开停。

本发明的实施方案适用于作电动车电机、轮毂电机和需调速的电动机械装置使用。

Claims (5)

1.一种可控磁力电机，由定子、转子、绕组和轴等组成，其特征是：定子由六个以上的凸电磁极和凹槽组成，凸电磁极与凹槽所占电气角度之比，一般采用4∶2，即凸电磁极占电气角度40度，凹槽占电气角度20度；最小时可等于1∶1；最大时不大于4.5∶1.5；转子凸极是永磁体、电磁铁或软磁极，转子凸极与定子凸极大小一致，占电气角度40度，凹槽占50度，转子凸极与凹槽之比是4∶5；定子和转子凸极数量为6∶4，即定子凸电磁极六个，转子凸极四个，或是12∶8；16∶12；……即定子和转子凸极数量可按成倍的数量增加。

2.根据权利要求1所述的可控磁力电机，其特征是：定子和转子凸极一般由双磁性(S、N极)组成，也可是单磁极，即与另外的凸极构成双极性。

3.根据权利要求1所述的可控磁力电机，其特征是：电机的转子可在定子外，形成外转子结构，也可把转子设置于定子内，成内转子式结构。

4.一种可控磁力电机，其特征是：电机是一个定子二个转子的结构方式，第一转子的转子体上有电磁极，磁力线经气隙穿过第二个转子体，形成闭合回路，可以吸住第二转子，第一转子体置于定子体内，是主动轮，有转子和飞轮的双重功能，第二转子体是被动轮，第一转子的转子体外电磁极吸合时，才会被带动旋转；转子体外电磁极的电源可以经过第一转子上的集电环和定子上的碳刷，由外电源供给，也可由第一转子上的发电绕组产生，再经转子体整流与控制电路变换成直流电源提供，传感器的信号控制其开停。

5.根据权利要求4所述的可控磁力电机，其特征是：一个定子二个转子的结构方式磁力电机其电动方式可以是现有的直流或交流电机，其固定在定子里的第一转子有电磁极与第二个转子相结合，第一转子上的电磁极采用吸合和释放方式驱动第二转子运转，即吸合时把能量传送给第二转子，释放时第一转子作飞轮蓄储机械能，有如齿轮变换力矩的功能。

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