CN106059144A - 一种同性倍极电动机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种同性倍极电动机，包括定子磁极(1)和转子磁极(2)；所述定子磁极(1)由大于或等于三相的定子电磁铁组成；所述定子电磁铁由定子铁芯(11)和定子绕组线圈(12)组成；定子绕组线圈(12)的绕向都相同；定子每相磁极的极性都为同性；所述转子磁极(2)由转子永磁铁(21)和转子铁芯(22)组成；所述转子铁芯(22)圆周上固定有大小相同的以南极、北极相间的所述转子永磁铁；转子磁极的极性为异性排列成对；所述转子磁极的极数是所述定子磁极每相极数的两倍。本发明通过转子磁极的极数和对应的定子磁极的极数的进行配置，获得高效率电动、高效率发电的同性倍极电动机。

Description

一种同性倍极电动机
技术领域
本发明涉及一种电动机，特别是涉及一种同性倍极电动机。
背景技术
现有的电动机可以兼做发电机和电动机，电动机作为发电机时，在原动机的带动下可以发电，但是，由于磁路利用率不高，发电损耗高，效率低，不能实现高效发电；电动机作为电动机时，电动机绕组接入交流电，就产生了沿定子和转子内圆空间按圆周方向旋转的旋转磁场，转子的在旋转磁场中受到电磁力的作用，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转，同样地，由于磁路利用率不高，从而不能实现高效电动。
因此本领域技术人员致力开发出一种高效率电动、高效率发电的同性倍极电动机。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供高效率电动、高效率发电的同性倍极电动机。
为实现上述目的，本发明提供了一种同性倍极电动机，包括定子磁极和转子磁极；所述定子磁极由大于或等于三相的定子电磁铁组成；所述定子电磁铁由定子铁芯和定子绕组线圈组成；定子绕组线圈的绕向都相同；定子每相磁极的极性都为同性；所述转子磁极由转子永磁铁和转子铁芯组成；所述转子铁芯圆周上固定有大小相同的以南极、北极相间的所述转子永磁铁；转子磁极的极性为异性排列成对；所述转子磁极的极数是所述定子磁极每相极数的两倍。
较佳的，定子每相磁极的极性都为同性；转子磁极的极性为异性排列成对。
较佳的，定子圆周设置为3个大等分，每个大等分再设置为3个小等分成顺序排列的三相绕组的3个磁极，3个大等分中的3个同相磁极进行串联或并联成同相、同性磁极，三相绕组线圈的全部磁极按相同极性连接。
较佳的，转子圆周设置为6等分，按南极、北极相间紧密连接固定6块永磁铁。
较佳的，所述定子磁极中的定子绕组线圈通同向电流时，定子磁极各相面对转子的磁极的极性都是同为南极或同为北极。
本发明的有益效果是：本发明通过转子磁极的极数和对应的定子磁极的极数的进行配置，获得高效率电动、高效率发电的同性倍极电动机。
附图说明
图1是本发明一具体实施方式的的结构示意图。
图2是本发明一具体实施方式的三相电流波形图。
图3是本发明实施例1接入三相电流t1时刻的磁极分布图。
图4是本发明实施例1接入三相电流t2时刻的磁极分布图。
图5是本发明实施例1接入三相电流t3时刻的磁极分布图。
图6是本发明实施例2接入三相电流t1时刻的磁极分布图。
图7是本发明实施例2接入三相电流t2时刻的磁极分布图。
图8是本发明实施例2接入三相电流t3时刻的磁极分布图。
图9是本发明实施例3接入三相电流t1时刻的磁极分布图。
图10是本发明实施例3接入三相电流t2时刻的磁极分布图。
图11是本发明实施例3接入三相电流t3时刻的磁极分布图。
图12是本发明实施例4接入三相电流t1时刻的磁极分布图。
图13是本发明实施例4接入三相电流t2时刻的磁极分布图。
图14是本发明实施例4接入三相电流t3时刻的磁极分布图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种同性倍极电动机，包括定子磁极1和转子磁极2，定子磁极1由等于三相的定子电磁铁组成，在其他具体实施方式中，定子磁极1也可由大于三相的定子电磁铁组成。
定子电磁铁由定子铁芯11和定子绕组线圈12组成，定子绕组线圈12的绕向都相同，定子每相磁极的极性都为同性。
转子磁极2由转子永磁铁21和转子铁芯22组成。转子铁芯22圆周上固定有大小相同的以南极、北极相间的转子永磁铁，转子磁极的极性为异性排列成对；转子磁极的极数是定子磁极每相极数的两倍。
定子每相磁极的极性都为同性；转子磁极的极性为异性排列成对。
本实施例一中，定子圆周设置为3个大等分，每个大等分再设置为3个小等分成顺序排列的三相绕组的3个磁极一相一个磁极、一个磁极可由多个线圈组合，3个大等分中的3个同相磁极进行串联或并联成同相、同性磁极，3相绕组线圈的全部磁极按相同极性连接。
转子圆周设置为6等分，按南极、北极相间紧密连接固定6块永磁铁。
定子磁极1中的定子绕组线圈通同向电流时，定子磁极1各相面对转子的磁极的极性都是同为南极或同为北极。
同性倍极电动机技术特征表如下：
相数 定子极数 永磁转子极对数 永磁转子极数 换相转角(度)
3 1 1 2 120
3 2 2 4 60
3 3 3 6 40
3 4 4 8 30
3 5 5 10 24
3 6 6 12 20
3 7 7 14 17.14
3 8 8 16 15
4 3 3 6 30
5 3 3 6 24
6 3 3 6 20
… … … … …
m n n 2n 360/(m*n)
下面对本发明的工作原理进行详细描述：
如图1至图5所示，本实施例一中，每相定子磁极1数量为3、转子磁极2数量为6，以电动机输入三相交流电为例：
当同性倍极电动机作为发电机使用时，转子磁极2的极数同样设置为定子磁极1每相的极数的两倍，转子磁极2的极数为6个，定子磁极1每相的极数为3个，定子磁极1分为三相，转子磁极2旋转，即转子磁极2的磁场旋转，切割定子的三相绕组线圈感应发电。
当同性倍极电动机作为电动机使用时，定子绕组线圈12接入交流电，定子磁极1的磁极分布按t1、t2和t3时刻不停的发生变换，并在沿定子磁极1和转子磁极2的内圆空间产生按圆周方向旋转且磁极不断变化的旋转磁场，转子磁极2的极数设置为定子磁极1每相的极数的两倍，转子磁极2的极数为6个，定子磁极1每相的极数为3个，定子磁极1分为三相，转子磁极2在旋转磁场中受到电磁力的作用并沿着旋转磁场方向开始做切割磁力线的旋转运动。
在t1时间，定子磁极1的第一相3通负向电流形成三个磁极S，第二相4通正向电流形成三个磁极N，第三相5通负向电流形成三个磁极S，根据磁阻最小原理，转子磁极2的三个磁极N向定子磁极1的第一相3及第三相5的三个磁极S移动靠近，转子磁极2的三个磁极S向定子磁极1的第二相4的三个磁极N移动靠近。
在t2时间，定子磁极1的第二相4通负向电流形成三个磁极S，第三相5通正向电流形成三个磁极N，第一相3通负向电流形成三个磁极S，根据磁阻最小原理，转子磁极2的三个磁极S向定子磁极1的第三相5的三个磁极N移动靠近，转子磁极2的三个磁极N向定子磁极1的第一相3及第二相4的三个磁极S移动靠近。
在t3时间，定子磁极1的第三相5通负向电流形成三个磁极S，第一相3通正向电流形成三个磁极N，第二相4通负向电流形成三个磁极S，根据磁阻最小原理，转子磁极2的三个磁极S向定子磁极1的第一相3的三个磁极N移动靠近，转子磁极2的三个磁极N向定子磁极1第二相4及第三相5的三个磁极S移动靠近。
这样循环通电流，定子磁极的极性及磁场强度按一定旋转方向有规律的变化，带动转子磁极旋转，使转子转动；同时转动的转子磁极形成旋转磁场，切割定子多相绕组线圈感应发电。
如图6、图7和图8所示，本实施例2的工作原理与实施例1基本相同，所不同的是：每相定子磁极数为1，转子磁极数量为2。
在t1时间，定子磁极1的第一相3和第三相5通负向电流分别形成一个磁极S，第二相4通正向电流形成一个磁极N，转子磁极2的一个磁极S向定子磁极1上的第二相4的磁极N移动靠近，转子磁极2的一个磁极N向定子磁极1的第一相3及第三相5的1个磁极S移动靠近。
在t2时间，定子磁极1的第三相5通正向电流形成磁极N，第一相3和第二相4通负向电流形成磁极S，转子磁极2的磁极S向定子磁极1的磁极N移动靠近，转子磁极2的磁极N向定子磁极1的磁极S移动靠近。
在t3时间，定子磁极1的第一相3通正向电流形成磁极N，第二相和第三相5通负向电流形成磁极S，转子磁极2的磁极S向定子磁极1的磁极N移动靠近，转子磁极2的磁极N向定子磁极1的磁极S移动靠近。
如图9、图10和图11所示，本实施例3的工作原理与实施例1基本相同，所不同的是：每相定子磁极数为2，转子磁极数量为4。
在t1时间，定子磁极1的第一相3和第三相5通负向电分别流形成两个磁极S，第二相4通正向电流形成两个磁极N，转子磁极2的两个磁极S向定子磁极1上的第二相4的磁极N移动靠近，转子磁极2的两个磁极N向定子磁极1的第一相3及第三相5的磁极S移动靠近。
在t2时间，定子磁极1的第三相5通正向电流形成磁极N，第一相3和第二相4通负向电流形成磁极S，转子磁极2的磁极S向定子磁极1的磁极N移动靠近，转子磁极2的磁极N向定子磁极1的磁极S移动靠近。
在t3时间，定子磁极1的第一相3通正向电流形成磁极N，第二相和第三相5通负向电流形成磁极S，转子磁极2的磁极S向定子磁极1的磁极N移动靠近，转子磁极2的磁极N向定子磁极1的磁极S移动靠近。
如图12、图13和图14所示，本实施例4的工作原理与实施例1基本相同，所不同的是：每相定子磁极数为4，转子磁极数量为8。
在t1时间，定子磁极1的第一相3和第三相5通负向电流分别形成四个磁极S，第二相4通正向电流形成四个磁极N，转子磁极2的四个磁极S向定子磁极1上的第二相4的磁极N移动靠近，转子磁极2的四个磁极N向定子磁极1的第一相3及第三相5的磁极S移动靠近。
在t2时间，定子磁极1的第三相5通正向电流形成磁极N，第一相3和第二相4通负向电流形成磁极S，转子磁极2的磁极S向定子磁极1的磁极N移动靠近，转子磁极2的磁极N向定子磁极1的磁极S移动靠近。
在t3时间，定子磁极1的第一相3通正向电流形成磁极N，第二相和第三相5通负向电流形成磁极S，转子磁极2的磁极S向定子磁极1的磁极N移动靠近，转子磁极2的磁极N向定子磁极1的磁极S移动靠近。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种同性倍极电动机，包括定子磁极(1)和转子磁极(2)，其特征是：所述定子磁极(1)由大于或等于三相的定子电磁铁组成；所述定子电磁铁由定子铁芯(11)和定子绕组线圈(12)组成；定子绕组线圈(12)的绕向都相同；定子每相磁极的极性都为同性；所述转子磁极(2)由转子永磁铁(21)和转子铁芯(22)组成；所述转子铁芯(22)圆周上固定有大小相同的以南极、北极相间的所述转子永磁铁；转子磁极的极性为异性排列成对；所述转子磁极的极数是所述定子磁极每相极数的两倍。
2.如权利要求1所述的同性倍极电动机，其特征是：定子每相磁极的极性都为同性；转子磁极的极性为异性排列成对。
3.如权利要求1所述的同性倍极电动机，其特征是：定子圆周设置为3个大等分，每个大等分再设置为3个小等分成顺序排列的三相绕组的3个磁极，3个大等分中的3个同相磁极进行串联或并联成同相、同性磁极，三相绕组线圈的全部磁极按相同极性连接；
转子圆周设置为6等分，按南极、北极相间紧密连接固定6块永磁铁。
4.如权利要求1所述的同性倍极电动机，其特征是：所述定子磁极(1)中的定子绕组线圈通同向电流时，定子磁极(1)各相面对转子的磁极的极性都是同为南极或同为北极。
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