CN105515278A - 一种散热性好的开关磁阻电机 - Google Patents

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张刚
杜成涛
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Abstract

本发明公开了一种散热性好的开关磁阻电机，包括电机和压缩机，所述压缩机通过连杆与电机相连，所述电机由动框、定子、动子和线圈组成，所述线圈绕在定子上，所述动子固定在动框上，所述压缩机由压簧、气缸、活塞组成，所述活塞与连杆固定相连，所述压簧作用在气缸上，所述动框通过横杆连接有弧形片簧，所述片簧右边设有片簧腔，所述电机的动框的内分布有若干散热片，所述电机连接有调速控制装置，本发明增设全方位的散热结构和调速系统，保证整个开关磁阻电机工作时处于适宜的温度，寿命长，可在较宽范围内实现良好的调速，能有效改善开关磁阻电机的调速性能。

Description

一种散热性好的开关磁阻电机
技术领域
本发明涉一种开关磁阻电机，具体涉及一种散热性好的开关磁阻电机。
背景技术
与传统的旋转电机通过曲柄连杆等旋转-直线转换机构驱动负载不同，直线电机驱动具有直驱传动、摩擦损耗小、行程可调、噪声更小、效率更高等优点，在家电、工业、军事等领域有着广泛的应用前景。目前，国内外主要研究的直线电机有感，应直线电机、永磁直线电机和开关磁阻直线电机。与前两者相比，开关磁阻直线电机的运动部分不含线圈及永磁体，因而具有结构简单、可靠性高、耐高温、成本低等优点。
在往复式活塞压缩机的应用背景下，目前的直线电机大部分都采用永磁直线电机，采用开关磁阻直线电机驱动的很少，永磁直线电机采用往复双向力的驱动方式，由于永磁体的使用，不仅提高了成本，而且存在磁场耦合及齿槽力等因素的影响，使结构和控制变得复杂，而且开关磁阻电机一般散热性能比较差，大大减小了其工作性能以及寿命。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种散热性好的开关磁阻电机，增设全方位的散热结构，保证整个开关磁阻电机工作时处于适宜的温度，寿命长，能有效解决技术背景中的问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明所述的一种散热性好的开关磁阻电机，包括电机和压缩机，所述压缩机通过连杆与电机相连，所述电机由动框、定子、动子和线圈组成，所述线圈绕在定子上，所述动子固定在动框上，所述压缩机由压簧、气缸、活塞组成，所述活塞与连杆固定相连，所述压簧作用在气缸上，所述动框通过横杆连接有弧形片簧，所述片簧右边设有片簧腔，所述电机的动框的内分布有若干散热片，所述电机连接有调速控制装置，所述散热片包括外壳，所述外壳上下表面分别为圆形孔网，所述圆形孔网上设有若干圆形孔，所述外壳上下表面的圆形孔网之间通过空心柱体相连，所述空心柱体两端分别与圆形孔相连。
在上述技术方案基础上优选，所述片簧腔内设有若干直线片簧，所述直线片簧之间的间距为0.2-0.5mm。
在上述技术方案基础上优选，所述圆形孔网采用铜片制成，所述空心柱体采用铝材料制成。
在上述技术方案基础上优选，所述调速控制装置包括控制器和电源，所述控制器连接有驱动控制模块、所述驱动控制模块连接有功率转换器，所述电源与功率转换器相连，所述功率转换器与电机相连，所述电机通过位置检测模块与控制器相连，所述电机与功率转换器之间设有电流检测基点，所述电流检测基点连接有电流检测电路，所述电流检测电路通过过流保护电路与控制器、驱动控制模块均相连，所述控制器连接有键盘和显示模块。
在上述技术方案基础上优选，所述电机连接有若干负载，负载通过串联的方式连接在一起。
采用上述结构后，本发明有益效果为：本发明增设全方位的散热结构和调速系统，保证整个开关磁阻电机工作时处于适宜的温度，寿命长，可在较宽范围内实现良好的调速，能有效改善开关磁阻电机的调速性能。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的调速控制装置结构示意图；
图3是本发明的电机的俯视图；
图4是本发明的散热片结构示意图。
附图标记说明：1-电机；2-压缩机；3-连杆；4-动框；5-定子；6-动子；7-线圈；8-压簧；9-气缸；10-活塞；11-弧形片簧；12-片簧腔；13-散热片；14-调速控制装置；15-外壳；16-圆形孔网；17-圆形孔；18-空心柱体；19-直线片簧；20-控制器；21-电源；22-驱动控制模块；23-功率转换器；24-位置检测模块；25-电流检测基点；26-电流检测电路；27-过流保护电路；28-键盘；29-显示模块；30-负载；31-横杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1至图4所示，本发明所述的一种散热性好的开关磁阻电机，包括电机1和压缩机2，所述压缩机2通过连杆3与电机1相连，所述电机1由动框4、定子5、动子6和线圈7组成，所述线圈7绕在定子5上，所述动子6固定在动框4上，所述压缩机2由压簧8、气缸9、活塞10组成，所述活塞10与连杆3固定相连，所述压簧8作用在气缸9上，所述动框4通过横杆31连接有弧形片簧11，所述弧形片簧11右边设有片簧腔12，所述电机1的动框4的内分布有若干散热片13，所述电机1连接有调速控制装置14，所述散热片13包括外壳15，所述外壳15上下表面分别为圆形孔网16，所述圆形孔网16上设有若干圆形孔17，所述外壳15上下表面的圆形孔网16之间通过空心柱体18相连，所述空心柱体18两端分别与圆形孔17相连。
在上述实施例上优选，所述片簧腔12内设有若干直线片簧19，所述直线片簧19之间的间距为0.2-0.5mm。
在上述实施例上优选，所述圆形孔网16采用铜片制成，所述空心柱体18采用铝材料制成。
在上述实施例上优选，所述调速控制装置14包括控制器20和电源21，所述控制器20连接有驱动控制模块22、所述驱动控制模块22连接有功率转换器23，所述电源21与功率转换器23相连，所述功率转换器23与电机1相连，所述电机1通过位置检测模块24与控制器20相连，所述电机1与功率转换器23之间设有电流检测基点25，所述电流检测基点25连接有电流检测电路26，所述电流检测电路26通过过流保护电路27与控制器20、驱动控制模块22均相连，所述控制器20连接有键盘28和显示模块29。
在上述实施例上优选，所述电机1连接有若干负载30，负载30通过串联的方式连接在一起。
本发明图1中，x为动子的位移(x9mm时电机动子与定子接触，设计运行范围在8mmx8mm之间)；P为压缩机气缸内压缩气体的压力；Ps为吸气压力；Pd为排气压力。根据“磁阻最小原理”，在电机绕组通电时动子受到单方向电磁吸力的作用，推动活塞组件做压缩气体的运动。当运动到行程顶点时电机不驱动，由片簧弹簧力以及无法完全消除的余隙中气体力的作用使动子往回运动。动子由此完成了一次往复运动过程，同时也完成了压缩机的压缩-排气-膨胀-吸气的一次周期性过程。在压缩阶段，所设计电机驱动力的非线性特性具有与压缩负载力的非线性特性相匹配的特性。
本发明开关磁阻电机调速系统主要包括：电源电路、功率转换器、键盘显示控制电路、驱动电路、位置检测电路、辅助电路及被控对象电机。电源电路为整个调速系统提供电能，功率变换器是功率开关管形成的电能转换电路，该电路主要是向电机传送电能，同时起到一定的开关作用，使SRM电机的各相绕组能够按照要求通断。控制器选择16位微处理器80C196KC、并辅助键盘显示控制，其中80C196KC微处理器是整个控制器部分的核心，它具有丰富的资源，因此，可以较好的实现单神经元自适应PID控制算法。位置检测电路的目的是确定定、转子的相对位置，并把位置信号反馈给逻辑控制电路，以确定对应相绕组的通断，使各相电流脉冲和相应的转子同步。由于SRM电机低速运行时采用电流斩波控制运行方式，通过调节相绕组的电流来控制转矩的大小，因此，要求不断检测电流的大小，而SRM电机在高速运行时采用的是角度位置控制运行方式，系统通过调节控制角来实现对转矩的控制，此时尽管电流不再是被控量，但为了防止电机过载或异常运行时电流过大可能会对控制电路、各种功率器件以及电机本体造成损害，所以，仍需要一定的过流保护措施。
本发明增设全方位的散热结构和调速系统，保证整个开关磁阻电机工作时处于适宜的温度，寿命长，可在较宽范围内实现良好的调速，能有效改善开关磁阻电机的调速性能。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (5)

1.一种散热性好的开关磁阻电机，其特征在于：包括电机和压缩机，所述压缩机通过连杆与电机相连，所述电机由动框、定子、动子和线圈组成，所述线圈绕在定子上，所述动子固定在动框上，所述压缩机由压簧、气缸、活塞组成，所述活塞与连杆固定相连，所述压簧作用在气缸上，所述动框通过横杆连接有弧形片簧，所述弧形片簧右边设有片簧腔，所述电机的动框的内分布有若干散热片，所述电机连接有调速控制装置，所述散热片包括外壳，所述外壳上下表面分别为圆形孔网，所述圆形孔网上设有若干圆形孔，所述外壳上下表面的圆形孔网之间通过空心柱体相连，所述空心柱体两端分别与圆形孔相连。
2.根据权利要求1所述的一种散热性好的开关磁阻电机，其特征在于：所述片簧腔内设有若干直线片簧，所述直线片簧之间的间距为0.2-0.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种散热性好的开关磁阻电机，其特征在于：所述圆形孔网采用铜片制成，所述空心柱体采用铝材料制成。
4.根据权利要求1所述的一种散热性好的开关磁阻电机，其特征在于：所述调速控制装置包括控制器和电源，所述控制器连接有驱动控制模块，所述驱动控制模块连接有功率转换器，所述电源与功率转换器相连，所述功率转换器与电机相连，所述电机通过位置检测模块与控制器相连，所述电机与功率转换器之间设有电流检测基点，所述电流检测基点连接有电流检测电路，所述电流检测电路通过过流保护电路与控制器、驱动控制模块均相连，所述控制器连接有键盘和显示模块。
5.根据权利要求1所述的一种散热性好的开关磁阻电机，其特征在于：所述电机连接有若干负载，负载通过串联的方式连接在一起。
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