CN203660772U - 一种开关磁阻电动机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种开关磁阻电动机，包括：定子轴和机壳，机壳内设有相配合的定子和转子，定子固定于定子轴上，定子凸极上绕置有定子绕组；机壳内还设有功率控制电路，功率控制电路与定子绕组连接；功率控制电路包括n套功率控制组件、一电容和一电压源，n为开关磁阻电动机的相数；功率控制组件包括一电感、一续流二极管和一开关管。本实用新型结构设计合理、牢固、紧凑，能够在不配置变频器的条件下实现无级调速，且调速性能好。
Description
技术领域
本实用新型属于电机技术领域，具体涉及一种开关磁阻电动机。
背景技术
电动机是将电能转化为机械能的装置，根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机，开关磁阻电动机（SRM）即为一种采用直流供电的新型电动机。开关磁阻电动机系双凸极可变磁阻电动机，其定、转子的凸极均由普通硅钢片叠压而成，转子上既无绕组也无永磁体，定子凸极上绕有绕组，径向相对的两个绕组联接起来，称为“一相”。
传统的电动机是定子在外，转子旋转产生动力。外转子电机是与之相反的结构，定子在电动机的中间，转子在外。现有的外转子电机属鼠笼式感应异步电动机结构，其转子采用鼠笼式的铸铝结构，定子铁心槽上嵌有绕组线圈，外壳止口安装风扇叶轮，用定子支撑轴安装在风机上，如图1所示。属鼠笼式感应异步电动机的定子上为散嵌式分布绕组，转子为笼式的导条，属鼠笼式感应异步电动机在定子绕组加交流电后，会形成旋转磁场，其转子上的闭合的导条会因为切割定子磁场的磁力线而感应出电势和电流，而带电的导体在磁场中就会产生运动，这样电动机转子就旋转起来了。
在实际应用中，风机的风量大小需要调节外转子电动机转速，一般电动机转速调节需配置一套变频系统，一套变频系统的价格便宜的几万元，贵的几十万元，使整套机组的成本明显提高，只因为成本高，风机制造商就根本不配变频器，让风机一直在高速运行，浪费大量电能。图1为鼠笼式感应外转子异步电动机结构。
为了改变这一现状，设计一种无级调速的开关磁阻电动机具有相当大应用价值。
发明内容
针对现有技术所存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种开关磁阻电动机，能够在不配置变频器的条件下实现转子转速可调。
一种开关磁阻电动机，包括：定子轴和机壳，所述的机壳内设有相配合的定子和转子，所述的定子固定于定子轴上，定子凸极上绕置有定子绕组；
所述的机壳内还设有功率控制电路，所述的功率控制电路与定子绕组连接；
所述的功率控制电路包括n套功率控制组件、一电容和一电压源，n为开关磁阻电动机的相数；所述的功率控制组件包括一电感、一续流二极管和一开关管；其中，电感的一端与电压源的正极、电容的一端和对应相定子绕组的一端相连，电感的另一端与续流二极管的阳极和开关管的漏极相连，续流二极管的阴极与对应相定子绕组的另一端相连，开关管的源极与电容的另一端和电压源的负极相连；开关管的栅极接收外部设备提供的PWM信号。
所述的功率控制电路用于根据所述的PWM信号控制定子绕组上流经的电流，进而实现调节转子转速的目的。
优选地，所述的电压源采用蓄电池，其输出电压稳定且可控。
所述的定子轴上通过轴承固定有端盖，所述的端盖与机壳通过螺栓紧固连接。
所述的定子通过支架固定于定子轴上，且与支架通过键定位连接。
所述的定子通过固定板安装于机壳内。
所述的功率控制电路通过螺栓安装于支架上。
所述的支架通过卡簧固定于定子轴上，且与定子轴通过键定位连接。
所述的端盖与定子轴的接合处设有油封；能够提高电机密封防护等级。
本实用新型的开关磁阻电动机相对现有鼠笼式感应外转子电动机，结构设计合理、牢固、紧凑，能够在不配置变频器的条件下实现无级调速，且调速性能好。
附图说明
图1为现有鼠笼式感应外转子电动机的结构示意图。
图2为本实用新型的结构示意图。
图3为开关磁阻电机的定子绕组与功率控制电路的连接示意图。
具体实施方式
为了更为具体地描述本实用新型，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型的技术方案进行详细说明。
如图2所示，一种开关磁阻电动机，包括：定子轴12和机壳1，机壳1内设有相配合的定子3、转子2和功率控制电路15；
定子轴12上通过轴承11固定有端盖10，端盖10与机壳1通过螺栓18紧固连接。
定子3通过固定板5安装于机壳1内，且通过支架7固定于定子轴12上，并与支架7通过键6定位连接；定子3凸极上绕置有定子绕组4。
转子2与机壳1相固定。
功率控制电路15通过螺栓16安装于支架7上，且与定子绕组4连接，功率控制电路15的信号线17从机壳1一侧引出；本实施方式中，功率控制电路15用于根据外部设备提供的PWM信号控制定子绕组4上流经的电流，进而实现调节转子2转速的目的。
支架7通过卡簧8固定于定子轴12上，且与定子轴12通过键9定位连接。
端盖10上设有转子位置传感器14。
端盖10与定子轴12的接合处设有油封13，能够提高电机密封防护等级。
开关磁阻电机系双凸极可变磁阻电动机，其定、转子的凸极均由普通硅钢片叠压而成，转子上既无绕组也无永磁体，定子凸极上绕有绕组。开关磁阻电动机可以设计成多种不同相数结构，且定、转子的极数有多种不同的搭配；定、转子冲片可设计成3相6/4极，4相8/6极，5相10/8极，6相12/10极等，相数多，步距角小，转矩脉动小，但开关器件多，这要根据实际需要决定。
本实施方式的开关磁阻电动机采用四相8/6结构，其定子绕组与功率控制电路的连接如图3所示，图中只画出A-A’相绕组的供电电路。
功率控制电路15包括4套功率控制组件、一电容C1和一电压源U，所述的功率控制组件包括一电感L1、一续流二极管VD1和一开关管S1；其中，电感L1的一端与电压源U的正极、电容C1的一端和A相定子绕组相连，电感L1的另一端与续流二极管VD1的阳极和开关管S1的漏极相连，续流二极管VD1的阴极与A’相定子绕组相连，开关管S1的源极与电容C1的另一端和电压源U的负极相连；开关管S1的栅极接收外部设备提供的PWM信号。
同理，B-B’相、C-C’相、D-D’相上均连接有功率控制组件。
开关磁阻电机的运行遵循“磁阻最小原理”，即磁通总要沿着磁阻最小的路径闭合，使转子铁心在移动到磁阻最小位置时，转子的主轴线与磁场的轴线重合。图3中，当标有1-1’的转子极对的中心线和A-A’相定子极对的中心线重合时，转子极对1-1’处于磁阻最小位置，此时A相绕组电感是最大的。当给B-B’相通电时，转子极对2-2’根据“磁阻最小原理”就会产生逆时针方向的转矩，依次给A-B-C-D相绕组通电，开关磁阻电机就可以实现逆时针方向转动；同理，如果依次给A-D-C-B相绕组通电，那么开关磁阻电机就可以实现顺时针方向转动。开关磁阻电机的转向取决于相绕组通电的顺序，而与相绕组的电流方向无关；其转速取决于功率控制电路中开关器件的开关频率。
Claims (8)
1.一种开关磁阻电动机，包括：定子轴和机壳，所述的机壳内设有相配合的定子和转子，所述的定子固定于定子轴上，定子凸极上绕置有定子绕组；其特征在于：
所述的机壳内还设有功率控制电路，所述的功率控制电路与定子绕组连接；
所述的功率控制电路包括n套功率控制组件、一电容和一电压源，n为开关磁阻电动机的相数；所述的功率控制组件包括一电感、一续流二极管和一开关管；其中，电感的一端与电压源的正极、电容的一端和对应相定子绕组的一端相连，电感的另一端与续流二极管的阳极和开关管的漏极相连，续流二极管的阴极与对应相定子绕组的另一端相连，开关管的源极与电容的另一端和电压源的负极相连；开关管的栅极接收外部设备提供的PWM信号。
2.根据权利要求1所述的开关磁阻电动机，其特征在于：所述的定子轴上通过轴承固定有端盖，所述的端盖与机壳通过螺栓紧固连接。
3.根据权利要求1所述的开关磁阻电动机，其特征在于：所述的定子通过支架固定于定子轴上，且与支架通过键定位连接。
4.根据权利要求1所述的开关磁阻电动机，其特征在于：所述的定子通过固定板安装于机壳内。
5.根据权利要求3所述的开关磁阻电动机，其特征在于：所述的功率控制电路通过螺栓安装于支架上。
6.根据权利要求3所述的开关磁阻电动机，其特征在于：所述的支架通过卡簧固定于定子轴上，且与定子轴通过键定位连接。
7.根据权利要求2所述的开关磁阻电动机，其特征在于：所述的端盖与定子轴的接合处设有油封。
8.根据权利要求1所述的开关磁阻电动机，其特征在于：所述的电压源采用蓄电池。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN104410247A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-03-11 | 廖新春 | 锐角磁力阻尼器 |
| CN109121452A (zh) * | 2016-05-23 | 2019-01-01 | 雷金纳德·加西亚 | 提高效率的电机和驱动电路 |
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2013
- 2013-12-17 CN CN201320837479.5U patent/CN203660772U/zh not_active Expired - Fee Related
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