專利名稱：基于相位角控制的向量磁流電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電能與機械能轉(zhuǎn)換領(lǐng)域，具體涉及一種基于相位角控制的向量磁流電機(也稱為“基于相位角控制的矢量向量磁流電機”)
背景技術(shù)：
應(yīng)用廣泛的電動機是一種經(jīng)典的電能、機械能轉(zhuǎn)換裝置。這種傳統(tǒng)電動機由于運行模式和結(jié)構(gòu)形式所限，其電能與機械能的轉(zhuǎn)換效率已很難再進一步提高，這是因為:a.傳統(tǒng)電動機采用的交流與直流或單相與多相電能源輸入形式，其線圈繞組內(nèi)的電流方向和強度一直在發(fā)生變化，線圈繞組的“感性”特征使其無法避免“感抗”造成的損耗。b.作為旋轉(zhuǎn)運行模式的傳統(tǒng)電動機，其定、動子之間的“極靴”是相互能量傳遞的對象，“極靴”之間氣隙中發(fā)生的磁通流并不是清晰、理想的。氣隙間只有切線方向的磁矩是作功部分，其它方向的磁矩對轉(zhuǎn)動形式的機械能輸出并沒有實際意義。在相同空間和時間內(nèi)產(chǎn)生的不同方向磁流在氣隙間混合，既有參與作功的有效部分，也有不作功的其它部分，其中不參與作功的磁流分量不僅不能轉(zhuǎn)換成機械能，還要消耗電能源。c.傳統(tǒng)電動機的能量轉(zhuǎn)換只限于產(chǎn)生電磁感應(yīng)的磁場中的一個有效長度線段，其它部分只是構(gòu)成電流回路的導(dǎo)體，并不參與能量轉(zhuǎn)換和作功，因此按電氣特性的有益效果原則，電動機的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該是(有效線段)越細長越好。而實際中傳統(tǒng)電動機的能量傳遞是發(fā)生在定、動子“極靴”之間的氣隙位置，若以機械特性的有益效果分析，應(yīng)該是氣隙的位置離轉(zhuǎn)動軸心越遠越好，也就是說電動機的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該是越扁平越好。傳統(tǒng)電動機在工程設(shè)計上實際是分別犧牲了電氣特性和機械能特性中的一部分有益效果，造成電能、機械能整體轉(zhuǎn)換效率的損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于相位角控制的向量磁流電機。針對傳統(tǒng)電動機的上述缺陷，本發(fā)明要解決的問題是:1.通過克服感抗和無功消耗、根據(jù)機械運動的需要控制磁力的產(chǎn)生和作功方向，提高能量轉(zhuǎn)換效率；2.改變傳統(tǒng)電機定、動子的結(jié)構(gòu)形式，依據(jù)被應(yīng)用裝置的實際結(jié)構(gòu)形式、力和力矩作用位置，優(yōu)化磁路，提高能量轉(zhuǎn)換裝置的機械能輸出效果。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:—種基于相位角控制的向量磁流電機，由定子、動子、線圈繞組組成，所述定子和動子相向設(shè)置，所述定子固定，所述動子能相對于定子運動；所述定子中至少設(shè)有一個定子導(dǎo)磁體，所述動子中至少設(shè)有一個動子導(dǎo)磁體，所述定子導(dǎo)磁體和所述動子導(dǎo)磁體之間設(shè)有氣隙；所述線圈繞組繞在所述定子導(dǎo)磁體或者動子導(dǎo)磁體上；所述電機中還設(shè)置有位置傳感器與控制器；所述位置傳感器與與所述控制器連接；所述線圈繞組通過該控制器與電源連接。所述位置傳感器采集所述定子導(dǎo)磁體和所述動子導(dǎo)磁體的相對位置信息，并發(fā)送至所述控制器。所述檢測位置傳感器定子導(dǎo)磁體和動子導(dǎo)磁體的相對位置，并產(chǎn)生位置傳感信號；所述的控制器接收所述位置傳感器信號，根據(jù)所述定子導(dǎo)磁體和所述動子導(dǎo)磁體的相對位置和所述動子將要進行的運行模式，設(shè)定所述線圈繞組的通電時序，對所述線圈繞組的電流通斷進行時序控制，使所述繞組線圈中通過的電流為脈沖電流，在所述動子導(dǎo)磁體和定子導(dǎo)磁體之間產(chǎn)生預(yù)定方向的電磁吸力，驅(qū)動所述動子導(dǎo)磁體產(chǎn)生機械運動。作為本發(fā)明的進一步改進，所述控制器中設(shè)有:位置信息采集模塊(ICO )，用于采集所述繞組線圈的電流變化量或電壓變化量；在優(yōu)化方案中，位置信息采集模塊與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊之間，可以設(shè)置一個“信息處理模塊”(IC1)，用以篩選位置信息采集模塊采集到的電流變化量或電壓變化量，只保留其中有效區(qū)間的變化量，摒棄其中過大或過小的無用信息；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊(IC2 )，用于將所述繞組線圈的電流變化量或電壓變化量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸入中央處理模塊；中央處理模塊(IC3)，將所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊輸入的數(shù)字量和預(yù)先設(shè)定的位置數(shù)據(jù)進行比較，得到所述繞組線圈和定子導(dǎo)磁體的相對位置；根據(jù)所述電機的運動模式和所述繞組線圈所在的位置，設(shè)定所述繞組線圈的通電時序；功率開關(guān)模塊(IC4)，按照中央處理模塊確定的通電時序，控制所述繞組線圈與電源之間連接的通斷。由于“所述線圈繞組通過該控制器與電源連接”，即所述線圈繞組與控制器始終為連接狀態(tài)，所以當控制器與電源連接時，控制器中各芯片的工作電流或工作電壓，也同時接通到各線圈繞組中。各線圈繞組中工作電流或工作電壓的變化，也會隨時通過模數(shù)轉(zhuǎn)換傳輸?shù)娇刂破髦小Ｒ陨纤龅墓ぷ麟娏骰蚬ぷ麟妷阂话銥楹涟布壍蛪褐绷骰?V左右的低壓(在本申請中也稱為“低壓直流電”)，應(yīng)明確區(qū)別于電機(驅(qū)動線圈繞組)做功的驅(qū)動電流。參照

圖12和圖14:信息源的信息來自線圈21在循環(huán)工作到采樣模式時序段，由于定、轉(zhuǎn)子極靴的相對位置及變化引起采樣線圈(同一組線圈處于采樣讀取模擬量數(shù)值時)獲取的微小電流變化量A UA或者是微小的電壓變化量A y V，A UV其物理意義是對應(yīng)于不同的定、轉(zhuǎn)子極靴的不同相對位置。這是控制器中的ICO邏輯模塊的功能，ICl模塊處理換算出相應(yīng)的定、轉(zhuǎn)子極靴在不同位置的對應(yīng)模擬量A U V，進一步分析即可得到定、轉(zhuǎn)子極靴是相互遠離、接近或閉合以及相對應(yīng)的A PA或A UV數(shù)值，IC2是在中央處理器工作前必須的模數(shù)轉(zhuǎn)換前提，即將之前的全部電量、非電量、模擬量都轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式，IC3的邏輯是將數(shù)字形式對應(yīng)的A PA或A UV即定，轉(zhuǎn)子極靴相對位置作數(shù)字形式的選擇和處理，由圖專利A的實際應(yīng)用裝置，就可以區(qū)分為當定、轉(zhuǎn)子極靴相對位置遠離、接近、閉合時，由電磁感應(yīng)現(xiàn)象轉(zhuǎn)換為機械能作功，且作圓周運動形式的邏輯量，保持恒定通電輸入時對應(yīng)的物理現(xiàn)象就是無功，作功(相對圓周運動法向方向電磁力)方向為切向方向，作功(相對圓周運動法向方向電磁力)為法向方向，則IC3的邏輯就是區(qū)分選擇無功切向方向電磁力和法向方向電磁力，且由此確定相應(yīng)的數(shù)值得到不同的工作性質(zhì)區(qū)域(時序)和機械能作功形式，如圖專利A示意，這時切向方向是作功驅(qū)動邏輯，法向方向是作功主動邏輯，無功區(qū)域可選擇閉鎖狀態(tài)或不通電狀態(tài)(節(jié)能)，IC4是常用的電功率能量出口閉路，只是需要由IC3作電源輸入作時序處理，實現(xiàn)本項技術(shù)所述的電能轉(zhuǎn)換機構(gòu)能裝置M作機械能的驅(qū)動作功形式或者制動作功形式。更具體和更優(yōu)化地說，本發(fā)明中的控制器是指完成以下功能的控制器:控制器根據(jù)所述定子導(dǎo)磁體和所述動子導(dǎo)磁體的相對位置和所述動子的運動軌跡方向，設(shè)定所述線圈繞組的通電時序，對所述線圈繞組的電流通斷進行時序控制，使所述動子導(dǎo)磁體和定子導(dǎo)磁體之間產(chǎn)生預(yù)定方向的電磁吸力，驅(qū)動所述動子導(dǎo)磁體產(chǎn)生機械運動。所述的位置傳感器是采用模擬量傳感器。所述的對所述線圈繞組的電流通斷進行時序控制包括:對所述線圈繞組通斷的選擇，對電流的大小、輸入角Q、導(dǎo)通幅度A 0和輸入頻率進行控制。所述線圈繞組可以設(shè)在定子導(dǎo)磁體或動子導(dǎo)磁體上，一般選擇設(shè)置在定子導(dǎo)磁體上。所述定子導(dǎo)磁體和動子導(dǎo)磁體的數(shù)量可以有多種設(shè)置:一個定子導(dǎo)磁體和多個動子導(dǎo)磁體對應(yīng)的設(shè)置，例如，在電動自行車的驅(qū)動中，因不需要轉(zhuǎn)動方向功能，可以采用一個定子導(dǎo)磁體和多個動子導(dǎo)磁體對應(yīng)的設(shè)置。定子導(dǎo)磁體和動子導(dǎo)磁體--對應(yīng)，例如，電動汽車的速度、力矩范圍寬，電機中
采用多個定子導(dǎo)磁體和多個動子導(dǎo)磁體一一對應(yīng)的設(shè)置，控制器通過對各定子導(dǎo)磁體上繞組線圈的通斷選擇，可以調(diào)整電動汽車的速度和力矩。m個動子導(dǎo)磁體和n個定子導(dǎo)磁體對應(yīng)，m>l, n>l, m古n,例如,洗衣機的運行模式中需要電動機零啟動和改變轉(zhuǎn)動方向，電動機可以采用至少兩個定子導(dǎo)磁體對多個動子導(dǎo)磁體對應(yīng)，控制電流差時輸入定子導(dǎo)磁體上的繞組線圈，就可以實現(xiàn)電機零啟動和改變轉(zhuǎn)動方向。本發(fā)明的向量磁流電機在工作中，線圈繞組不是常態(tài)通電的(只通有毫安級的控制器CPU的工作電流)，而是只在該線圈繞組所在的動子導(dǎo)磁體與對應(yīng)定子導(dǎo)磁體，到達預(yù)定位置處時，控制器才給該線圈繞組通電，以在該動子導(dǎo)磁體與定子導(dǎo)磁體之間獲得最大的磁拉動力；通過該最有效位置以后，控制器即切斷該線圈繞組的電源。在空間上，所述的“預(yù)定位置”(也就是“最有效位置”)，是指:在動子的旋轉(zhuǎn)中，從所述動子導(dǎo)磁體和所述定子導(dǎo)磁體處于同一直線之前的某個角度始，至兩者處于同一直線時為止，其間的位置即為“預(yù)定位置”。在電磁上，所述的“預(yù)定位置”，見后文結(jié)合圖4所做的說明。作為本發(fā)明的進一步改進，所述位置傳感器可以設(shè)置在線圈繞組上，由感應(yīng)線圈連接在控制器上組成，感應(yīng)線圈的電流值作為位置信號輸入至所述控制器。當定子導(dǎo)磁體和動子導(dǎo)磁體相對應(yīng)位置發(fā)生變化時，因電磁感應(yīng)現(xiàn)象，實際上感應(yīng)線圈電流U A是一個變化量A S，A S是數(shù)值模擬量，例如當定子導(dǎo)磁體和動子導(dǎo)磁體位置接近時，數(shù)值模擬量A S值為A SI，A SI經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸入控制器；當定子導(dǎo)磁體和動子導(dǎo)磁體相對時，數(shù)值模擬量A S值為A S2，A S2經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后輸入控制器；如控制器獲取A SI時，給線圈繞組通工作電流，因電磁感應(yīng)現(xiàn)象，電能轉(zhuǎn)換為機械能，產(chǎn)生切向方向磁扭力矩，實現(xiàn)的是驅(qū)動邏輯；如控制器獲取A S2時，給線圈繞組通工作電流，因電磁感應(yīng)現(xiàn)象，電能轉(zhuǎn)換為機械能，產(chǎn)生法向方向磁扭力矩實現(xiàn)的是制動邏輯。數(shù)值模擬量A S和與之相對應(yīng)的定子導(dǎo)磁體和動子導(dǎo)磁體相對位置可以通過計算和檢測確定。作為本發(fā)明的進一步改進， 所述感應(yīng)線圈和所述線圈繞組為一體，即所述感應(yīng)線圈即為所述線圈繞組，這樣線圈繞組可兼做位置傳感器的感應(yīng)線圈，使得電機的結(jié)構(gòu)更為簡單。S卩，在該優(yōu)化方案中，結(jié)構(gòu)上已經(jīng)沒有“位置傳感器”的設(shè)置，而是由線圈繞組兼任“位置傳感器”的工作。如上所述，各線圈繞組中工作電流或工作電壓的變化，也會隨時通過模數(shù)轉(zhuǎn)換傳輸?shù)娇刂破髦小閿⑹龇奖?，當某一線圈繞組中的工作電流或工作電壓的變化量具有確定定子導(dǎo)磁體和動子導(dǎo)磁體相對位置的意義時(此時的信號可以稱為“有效信號”)，即將該線圈繞組臨時命名為采樣線圈；該采樣線圈以外的其他線圈繞組，則被接通驅(qū)動電流，成為驅(qū)動線圈。各線圈繞組依照時序，輪流成為采樣線圈和驅(qū)動線圈。以上結(jié)構(gòu)的工作原理是:當所述定子導(dǎo)磁體和所述動子導(dǎo)磁體數(shù)量相同時，所有的動子導(dǎo)磁體將同時到達“預(yù)定位置”，可以同時通電。所以可以將其中任意一只線圈繞組作為采樣的感應(yīng)線圈；根據(jù)該線圈繞組中的感應(yīng)電流變化量A S，判斷出其所在的動子導(dǎo)磁體已經(jīng)到達了“預(yù)定位置”，控制器即接通所有線圈繞組的電源；線圈繞組所在的動子導(dǎo)磁體離開“預(yù)定位置”時，即切斷所有線圈繞組的電源；當所述定子導(dǎo)磁體和所述動子導(dǎo)磁體數(shù)量不相同時，需要把所有的動子導(dǎo)磁體按照其空間位置的不同，分為若干組，每一組內(nèi)所有的動子導(dǎo)磁體相對于定子導(dǎo)磁體的位置相同；不同組別中的動子導(dǎo)磁體相對于定子導(dǎo)磁體的相對位置，與其他組別不同。在每一組任內(nèi)選一只線圈繞組作為采樣的感應(yīng)線圈；控制器根據(jù)各組中采樣線圈中的電流變化量A S，判斷出某組的動子導(dǎo)磁體到達了 “預(yù)定位置”，即接通該組內(nèi)所有線圈繞組的電源；該線圈繞組所在的動子導(dǎo)磁體離開“預(yù)定位置”時，即切斷所有線圈繞組的電源；其他各組類推。大多數(shù)情況下，在一個線圈繞組中檢測到感應(yīng)電流變化量A S時，該線圈繞組所在的動子導(dǎo)磁體并非是到達“預(yù)定位置”的動子導(dǎo)磁體。而是反應(yīng)出，其他的線圈繞組所在的動子導(dǎo)磁體到達了 “預(yù)定位置”。所以控制器是根據(jù)該線圈繞組的信號，給其他線圈繞組接通電源。這種情況下，當所述定子導(dǎo)磁體和所述動子導(dǎo)磁體數(shù)量相同時，控制器采集到該線圈繞組所在的動子導(dǎo)磁體到達“預(yù)定位置”時，需要增加一個預(yù)定的時差或磁轉(zhuǎn)角以后，再接通所有線圈繞組的電源；當所述定子導(dǎo)磁體和所述動子導(dǎo)磁體數(shù)量不相同時，控制器采集到某線圈繞組中出現(xiàn)有效信號，則接通該組以外的其他組的所有線圈繞組的電源。隨著動子的轉(zhuǎn)動，則會在另外的線圈繞組中出現(xiàn)有效信號，前一次檢測到信號的線圈繞組變?yōu)橥姷木€圈繞組。作為小功率電機的一個特例，可以采用以下連接方式:電機內(nèi)的所有線圈繞組串聯(lián)，并在其中點部位設(shè)置采樣抽頭；線圈繞組串聯(lián)后兩端的抽頭及所述的采樣抽頭，三個接頭都接到控制器。工作原理是:控制器不斷對以上三個抽頭進行檢測，當檢測到其中一個抽頭(例如A)中出現(xiàn)電流變化量A S時，即接通另外兩個抽頭(例如B、C)的電源，輸送驅(qū)動電流；隨著動子的轉(zhuǎn)動，其動子導(dǎo)磁體與所述定子導(dǎo)磁體之間的相對位置發(fā)生變化，當兩者的相對位置離開所述的“預(yù)定位置”(也就是“最有效位置”)時，控制器即切斷電機的驅(qū)動電流。隨著動子的轉(zhuǎn)動，將在另一個抽頭(例如B)中出現(xiàn)電流變化量A S，而使控制器改向另外兩個抽頭(例如A、C)輸送驅(qū)動電流。如此循環(huán)。換言之，本發(fā)明的基于相位角控制的向量磁流電機的工作方法，步驟如下:(I).接通控制器的電源；(2).以控制器中的ICO模塊作為數(shù)據(jù)采集模塊，采集各線圈繞組中定子、轉(zhuǎn)子的極靴在不同的相對位置時不同的相對應(yīng)的微小電流或電壓變化量數(shù)值，(3).控制器用數(shù)值的形式確定定子、轉(zhuǎn)子極靴的對應(yīng)位置(經(jīng)過IC2模數(shù)轉(zhuǎn)換后，獲得電流感電壓及變化量的數(shù)字形式的數(shù)值量);(4).控制器中的IC3模塊，以源自于ICO的數(shù)據(jù)采集ICl的數(shù)據(jù)值對應(yīng)定子、轉(zhuǎn)子極靴位置和IC2的模數(shù)形式轉(zhuǎn)換，作為中央數(shù)據(jù)處理的依據(jù)，確定電能轉(zhuǎn)換為機械能的模式(驅(qū)動邏輯形式)；(5).控制器中IC4功率單元模塊，將采集的信悉經(jīng)時序處理后的電能量送入作功單元的渠道(或者說就是一個可以通過被時序編程后的電能量的電子開關(guān));(6).隨著動子的轉(zhuǎn)動，其它的繞組作為作功單元某一時序段為作功單元輸入電能源并轉(zhuǎn)換為機械能，原作功的繞組作為采樣繞組；(7).重復(fù)以上步驟⑵-步驟(6)，循環(huán)變化；(8).需要停止工作時，切斷控制器電源(即切斷了電機的電源)。不采用“線圈繞組兼做位置傳感器”的方案時，可以采用光電編碼器、機械式位置傳感器或霍爾傳感器等部件，構(gòu)成本發(fā)明中的位置傳感器。本發(fā)明依據(jù)的是電磁鐵原理，以線圈繞組繞在定子導(dǎo)磁體上為例，當線圈繞組通電后，定子導(dǎo)磁體成為電磁鐵，對動子導(dǎo)磁體產(chǎn)生電磁吸引力，驅(qū)動動子產(chǎn)生機械運動。定子導(dǎo)磁體和動子導(dǎo)磁體采用軟磁體，其鐵磁性的有無可以用通、斷線圈繞組電流控制。磁性的大小可以用電流的強弱或線圈的匝數(shù)來控制；也可改變電阻控制電流大小來控制磁性大小。由于定子導(dǎo)磁體和動子導(dǎo)磁體由相對初始位置到閉合位置的吸合過程，與定子導(dǎo)磁體和動子導(dǎo)磁體內(nèi)磁通的形成有關(guān)而與磁通方向無關(guān)。無論線圈繞組輸入正方向電流或反方向電流，定子導(dǎo)磁體和動子導(dǎo)磁體的相對位置都趨于閉合，也就是說定子導(dǎo)磁體和動子導(dǎo)磁體的相對運動方向與輸入的電流方向無關(guān)，所以輸入線圈繞組的可以是交流電或直流電，在采用多個定子導(dǎo)磁體或動子導(dǎo)磁體的情況下，定子導(dǎo)磁體或動子導(dǎo)磁體上的各線圈繞組上輸入的可以是單相電流，也可以是多相電流。本發(fā)明的原理具體說明如下:將電磁吸引力F進行分解，可得三坐標軸方向的分力:y軸方向Fy、Z軸方向Fz和X 軸方向 Fx,即 F=Fx+Fy+Fz。由能量平衡法得出的吸力公式為

權(quán)利要求
1.一種基于相位角控制的向量磁流電機，由定子、動子和線圈繞組組成，所述定子和動子相向設(shè)置，所述定子固定，所述動子能相對于定子運動；所述定子中至少設(shè)有一個定子導(dǎo)磁體，所述動子中至少設(shè)有一個動子導(dǎo)磁體，所述定子導(dǎo)磁體和所述動子導(dǎo)磁體之間設(shè)有氣隙；所述線圈繞組繞在所述定子導(dǎo)磁體或者動子導(dǎo)磁體上；其特征在于，設(shè)置有位置傳感器與控制器；所述位置傳感器與所述控制器連接；所述線圈繞組通過該控制器與電源連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于相位角控制的向量磁流電機，其特征在于，所述檢測位置傳感器檢測定子導(dǎo)磁體和動子導(dǎo)磁體的相對位置，并產(chǎn)生位置傳感信號；所述的控制器接收所述位置傳感器的信號，根據(jù)所述定子導(dǎo)磁體和所述動子導(dǎo)磁體的相對位置和所述動子將要進行的運行模式，設(shè)定所述線圈繞組的通電時序，對所述線圈繞組的電流通斷進行時序控制，使所述繞組線圈中通過的電流為脈沖電流，在所述動子導(dǎo)磁體和定子導(dǎo)磁體之間產(chǎn)生預(yù)定方向的電磁吸力，驅(qū)動所述動子導(dǎo)磁體產(chǎn)生機械運動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于相位角控制的向量磁流電機，其特征在于，所述線圈繞組的電流通斷進行時序控制包括:對所述線圈繞組通斷的選擇，對電流的大小、輸入角e、導(dǎo)通幅度a 0和輸入頻率進行控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于相位角控制的向量磁流電機，其特征在于，所述的位置傳感器米用磁敏式、光電式和電磁式傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于相位角控制的向量磁流電機，其特征在于，所述的線圈繞組兼做所述位置傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于相位角控制的向量磁流電機，其特征在于，所述控制器中設(shè)有:位置信息采集模塊，用于采集所述繞組線圈的電流或電壓變化量； 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述信息采集模塊得到的電流或電壓變化量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，輸入中央處理模塊； 中央處理模塊，根據(jù)所述電機的運動模式和所述繞組線圈所在的位置，設(shè)定所述繞組線圈的通電時序； 功率開關(guān)模塊，按照通電時序控制所述繞組線圈與電源之間連接的通斷。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于相位角控制的向量磁流電機，其特征在于，所述控制器中還設(shè)有:信號處理模塊，用以篩選位置信息采集模塊采集到的電流或電壓變化量，只保留其中有效區(qū)間的變化量，摒棄其中過大或過小的無用信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于相位角控制的向量磁流電機，其特征在于，所述繞組線圈和定子導(dǎo)磁體的相對位置包括下列區(qū)域:遠離、趨近、前端線相對、面相對、后端線相對和趨遠區(qū)域； 所述通電時序包括: 當所述繞組線圈和定子導(dǎo)磁體的相對位置在前端線相對區(qū)域內(nèi)，給所述繞組線圈通電，實現(xiàn)對動子的正向驅(qū)動； 當所述繞組線圈和定子導(dǎo)磁體的相對位置在面相對相對區(qū)域內(nèi)，給所述繞組線圈通電，實現(xiàn)對動子的制動； 當所述繞組線圈和定子導(dǎo)磁體的相對位置在后端線相對區(qū)域內(nèi)，給所述繞組線圈通電，實現(xiàn)對反向的驅(qū)動。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于相位角控制的向量磁流電機，其特征在于，所述動子設(shè)在所述定子內(nèi)部，所述動子中設(shè)有若干在圓周上均勻分布的動子導(dǎo)磁體，所述繞組線圈設(shè)置在所述動子導(dǎo)磁體上； 所述動子導(dǎo)磁體分為若干組，若干組動子導(dǎo)磁體均勻分布在動子圓周上；每一組內(nèi)的所有線圈繞組并聯(lián)或串聯(lián)，并在其中點部位設(shè)置采樣抽頭；線圈繞組并聯(lián)或串聯(lián)后兩端的抽頭及所述的采樣抽頭，同時接到控制器。
10.權(quán)利要求5所述的基于相位角控制的向量磁流電機，其特征在于， 所述控制器執(zhí)行下列步驟: 步驟I給所述繞組線圈通入低壓直流電； 步驟2采集所述繞 組線圈的電流或電壓變化量； 步驟3將所述繞組線圈的電流值轉(zhuǎn)換數(shù)字量輸入中央處理模塊； 步驟4根據(jù)所述電機的運動模式和所述繞組線圈所在的位置，設(shè)定所述繞組線圈的通電時序，步驟5按照通電時序控制所述繞組線圈與電源之間連接的通斷。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的基于相位角控制的向量磁流電機，其特征在于， 所述控制器執(zhí)行步驟2與步驟3之間，還設(shè)有步驟2-1:篩選位置信息采集模塊采集到的電流或電壓變化量，只保留其中有效區(qū)間的變化量，摒棄其中過大或過小的無用信息。
12.權(quán)利要求10或11所述的基于相位角控制的向量磁流電機，其特征在于， 所述步驟3中的所述繞組線圈和定子導(dǎo)磁體的相對位置包括下列區(qū)域:遠離、趨近、前端線相對、面相對、后端線相對和趨遠區(qū)域； 所述步驟4中的通電時序包括: 當所述繞組線圈和定子導(dǎo)磁體的相對位置在前端線相對區(qū)域內(nèi)，給所述繞組線圈通電，實現(xiàn)對動子的正向驅(qū)動； 當所述繞組線圈和定子導(dǎo)磁體的相對位置在面相對相對區(qū)域內(nèi)，給所述繞組線圈通電，實現(xiàn)對動子的制動； 當所述繞組線圈和定子導(dǎo)磁體的相對位置在后端線相對區(qū)域內(nèi)，給所述繞組線圈通電，實現(xiàn)對反向的驅(qū)動。
全文摘要
基于相位角控制的向量磁流電機，由定子、動子和線圈繞組組成，所述定子和動子相向設(shè)置，所述定子固定，所述動子能相對于定子運動；所述定子中至少設(shè)有一個定子導(dǎo)磁體，所述動子中至少設(shè)有一個動子導(dǎo)磁體，所述定子導(dǎo)磁體和所述動子導(dǎo)磁體之間設(shè)有氣隙；所述線圈繞組繞在所述定子導(dǎo)磁體或者動子導(dǎo)磁體上；其特征在于，設(shè)置有位置傳感器與控制器；所述位置傳感器與所述控制器連接；所述線圈繞組通過該控制器與電源連接。本發(fā)明采用完全不同的工作原理與工作方式，完全摒棄了傳統(tǒng)電機旋轉(zhuǎn)磁場或換相的兩種工作方式，基本消除了感抗，大幅度減少了阻抗，達到了明顯節(jié)省電能的效果。成為一種全新結(jié)構(gòu)與全新工作方式的電機。
文檔編號H02P6/16GK103178659SQ20131004157
公開日2013年6月26日 申請日期2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月1日
發(fā)明者王宏喜, 錢裕盛, 姚飛 申請人:江蘇飛馬動力科技有限公司