CN2266219Y

CN2266219Y - 带有辅助电枢绕组的磁阻式电动机

Info

Publication number: CN2266219Y
Application number: CN 96226125
Authority: CN
Inventors: 李哲生
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-04-30
Filing date: 1996-04-30
Publication date: 1997-10-29
Anticipated expiration: 2006-04-30

Abstract

一种定子上带有辅助电枢绕组的磁阻式电动机，是在电动机的定子主电枢绕组串联或并联辅助电枢绕组，该电枢绕组为单极、两极或多极。该装置的主辅绕组之间互感可产生转换功率，可使主绕组的匝数和电感量有很大减小，改善了电流波形，提高了效率，由于辅助绕组经过续流二极管短接，在主绕组切断时，辅助绕组中的感应电流减小了开关管上的过电压，提高了电机的可靠性，减小了电动机的噪声，解决了现有电机效率低可靠性差以及振动和噪音的问题，可广泛用作各类中小电机的换代产品。

Description

带有辅助电枢绕组的磁阻式电动机

本实用新型涉及开关磁阻式电动机。

开关磁阻式电动机调速系统由于兼有直流和交流变速传动系统的优点，而且成本低，比变频调速有更高的性能价格比，是世界各国竞相研制的先进的变速传动系统。典型的开关磁阻电动机其结构是由功率晶体管作开关控制，相绕组轮流通电，在特定的转子位置下进行切换，使转子按指定的方向转动，每相绕组的电感随转子位置而变化，在转子极与定子极错开时为最小电感，到转子极与定子极对齐时为最大电感，在最小电感位置绕组接通，在最大电感位置绕组断开，相绕组轮流工作，以保证电机的连续转动，电枢绕组中感应的运动电势为：

E = \frac{L}{θ} \cdot \frac{dθ}{dt} \cdot i = \frac{L}{θ} \cdot ωi

式中L为电枢绕组的电感，θ为转子角，i为绕组中的电流，ω为转子转动角速度，根据机电能量转换的原理，由电能转换为机械能的转换功率为：

P_{T} = \frac{1}{2} Ei = \frac{1}{2} \cdot \frac{L}{θ} \cdot ω \cdot i^{2}

由上式可见，为了保证获得足够的转换功率，电枢绕组的电感L必须随子位置不同而变化，且其最大值要足够大，由于需要电枢绕组有足够大的电感，因此现有开关磁阻电动机调速系统存在以下缺陷：1、电流波形不好，换流困难。因电感大，电流上升较慢，绕组切除时，续流的时间比较长，这就要求主开关管和续流管有较大的额定电流，不但增加成本，降低了系统效率，增大了控制电路调试难度和成本，也降低了可靠性。2、由于电枢绕组电感大，工作时在电机定子铁芯上产生的磁拉力构成旋转力波，是产生电动机振动和噪声的根源，因此现有的开关磁阻式电动机调速系统振动和噪声问题十分严重。

本实用新型的任务是：设计一种效率高、减少振动和噪声、可靠性强的带有辅助电枢绕组的磁阻式电动机。

本实用新型的任务是以如下方式实现的：与电动机的定子铁芯装有主电枢绕组并联或串联辅助电枢绕组，该绕组为两极或多级绕组。

本实用新型由于主、辅绕组之间的互感也产生转换功率，因此主绕组的匝数和电感量可以大大减小，因此具有以下优点：

1、改善了电流波形；由于主绕组匝数减少，电感量以匝数的平方减小，接通时电流上升快，切断时电流下降也快，电流波形接近方波，因此提高了效率；

2、由于辅助绕组经过续流二极管短接，在主绕组切断时，辅助绕组中的感应电流减小了开关管上的过电压提高了电机的可靠性，减小了电动机的噪声。

图1为本实用新型一种实施方案视图；

图2为图1的电路图；

图3为本实用新型第二种实施方案视图；

图4为图3的电路图；

图5为本实用新型第三种实施方案视图。

本实用新型的实施方式，如图1，在原有的开并磁阻式电动机中的定子上与主电枢绕组1、2、3、4并联有辅助电枢绕组5、6，其电路图如图2所示，工作中辅助绕组的自感不随转子位置变化而变化，为一常数；而辅助绕组与主电枢绕组的互感M是转子位置的函数，按与主绕组自感相同的规律变化，即当定子、转子极错开时，主电枢绕组自感L和主、辅绕组间互感M均最小，两极对齐时L和M均达到最大。

根据其工作原理是：当主绕组由开关切换轮流接通和关断时，辅助绕组中电流始终保持不变或近似不变，无需开关切换，根据机电能量转换原理，其转换功率为：

P_{T} = \frac{1}{2} \cdot \frac{L}{θ} \cdot ω \cdot i^{2} + \frac{M}{θ} ωiif

式中：i——主绕组电流；

if——辅助绕组电流。

实现本实用新型的任务的第二种实施方案，如图3所示，为一种三相隐极式结构方案，图中，A、B、C、A′、B′、C′为主电枢绕组，f、f′为辅助电枢绕组，图4为电路图。

本实用新型的第三种实施方案，如图5所示。

实现本实用新型的任务还可以有其它方案，可以把铁芯分成两段，辅助绕组放在两段铁芯之间，通过轴向磁场耦合主、辅电枢绕组。辅助绕组的供电方式也有几种，可以是和主绕组串联，也可以与主绕组并联，或者用一个单独电源供电。

Claims

1、一种带有辅助电枢绕组的磁阻式电动机，它包括定子、转子，在定子上装有主电枢绕组，其特征在于：装在定子铁芯上与主电枢绕组相联有辅助电枢绕组。

2、如权利要求1所述的磁阻式电动机，其特征在于：辅助电枢绕组单级、两级或多级绕组。

3、如权利要求1或2所述的磁阻式电动机，其特征在于：辅助电枢绕组与主电枢绕组串联。

4、如权利要求1或2所述的磁阻式电动机，其特征在于：辅助电枢绕组与主枢绕组并联。

5、如权利要求1或2所述的磁阻式电动机，其特征在于：辅助电枢绕组由直流电源供电。