專利名稱:利用反電動(dòng)勢(shì)的直流電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及在轉(zhuǎn)子上安裝了多個(gè)永磁鐵及在定子上安裝了多個(gè)電磁鐵類型的直流電動(dòng)機(jī),其布置得使轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)能引起這些永磁鐵依次地與每個(gè)電磁鐵進(jìn)行相互作用,并且該種電機(jī)還包括按定時(shí)順序向電磁鐵供給電壓脈沖的裝置,以使得這些永磁鐵與電磁鐵之間的相互作用產(chǎn)生使轉(zhuǎn)子形成轉(zhuǎn)動(dòng)的力。
這種類型的傳統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)早就被人提出來了,但是它具有的缺點(diǎn)是沒有在換向時(shí)利用由每個(gè)線圈中電壓脈沖失去后正在消失的磁場(chǎng)所產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)。這就產(chǎn)生了效率的下降,其中在反電動(dòng)勢(shì)中所具有的能量幾乎都損失掉。
因此,本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種改進(jìn)的直流電動(dòng)機(jī),它被設(shè)計(jì)成利用反電動(dòng)勢(shì)。本發(fā)明利用了轉(zhuǎn)子的專門結(jié)構(gòu),高效率電磁鐵線圈結(jié)構(gòu)以及結(jié)合了大功率電磁鐵,極低損耗的電磁鐵線圈材料及相關(guān)的固態(tài)開關(guān)及控制,以實(shí)現(xiàn)高效率的脈沖電機(jī)結(jié)構(gòu),它能回收部分或全部的反電動(dòng)勢(shì)能量。
因此,根據(jù)本發(fā)明提出的一種電動(dòng)機(jī)包括一個(gè)定子,一個(gè)轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子安裝得相對(duì)于定子繞軸旋轉(zhuǎn),第一組電磁鐵繞軸等角度地布置并安裝在定子上,第一組永磁鐵繞軸等角度地布置并安裝在轉(zhuǎn)子上,并且它們的布置使得轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)引起該第一組永磁鐵中每個(gè)永磁鐵依次地與第一組電磁鐵中每個(gè)電磁鐵進(jìn)行相互作用,該第一組永磁鐵的數(shù)目與第一組電磁鐵的數(shù)目相差一個(gè)奇數(shù)值,向該電磁鐵供給脈沖電壓的裝置,它產(chǎn)生作用于這些永磁鐵使轉(zhuǎn)子繞軸形成轉(zhuǎn)動(dòng)的力,第二組電磁鐵繞軸等角度地布置并安裝在定子上,第二組永磁鐵繞軸等角度地布置并安裝在轉(zhuǎn)子上,并且它們的布置使得轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)引起該第二組永磁鐵中每個(gè)永磁鐵依次地與第二組電磁鐵中每個(gè)電磁鐵進(jìn)行相互作用,該第二組永磁鐵的數(shù)目與第二組電磁鐵的數(shù)目相差一個(gè)奇數(shù)值,向該電磁鐵中每個(gè)供給脈沖電壓的裝置,它產(chǎn)生作用于這些永磁鐵使轉(zhuǎn)子繞軸形成轉(zhuǎn)動(dòng)的力,第二組相對(duì)第一組隔開布置,以使得第一組及第二級(jí)每組中的永磁鐵僅與第一及第二組各自組中電磁鐵相互作用,第一組永磁鐵的磁極相對(duì)于第二組永磁鐵磁及具有相反的極性,以便形成向同一方向旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì),向第一組電磁鐵供電的電壓相對(duì)于向第二組電磁鐵供電電壓其極性相反,第一組電磁鐵的數(shù)目與第二組電磁鐵的數(shù)目相相等,并且第一組永磁鐵的數(shù)目與第二組永磁鐵的數(shù)目等,第一組電磁鐵相對(duì)于第二組電磁鐵偏置一角度,以及由每一組中每個(gè)電磁鐵正在消失的磁場(chǎng)對(duì)另一組相應(yīng)的一個(gè)電磁鐵產(chǎn)生轉(zhuǎn)換電流的裝置,以使得在所述另一組中相應(yīng)的一個(gè)電磁鐵中產(chǎn)生所述脈沖電壓。
通過繼續(xù)的說明,以上所述的內(nèi)容及另外的優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本發(fā)明所涉及技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員來說將會(huì)便得更加清楚。以下將參照作為說明書一部分的附圖對(duì)本發(fā)明加以闡述,其中包括就申請(qǐng)人所知的最佳實(shí)施方式及根據(jù)本發(fā)明原理的優(yōu)選典型實(shí)施例。其附圖為
圖1根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)電動(dòng)機(jī)橫截面慨圖;
圖2圖1中電動(dòng)機(jī)定子的側(cè)視慨圖;
圖3圖1中電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的側(cè)視慨圖;
圖4說明對(duì)圖1中電動(dòng)機(jī)的電磁鐵線圈控制脈沖電壓的產(chǎn)生及換流的一部分電路慨圖;
圖5在圖1中電動(dòng)機(jī)工作時(shí)所產(chǎn)生的一組波形圖。
在附圖中用相同的參照號(hào)表示同種部件。
圖1中的電動(dòng)機(jī)包括轉(zhuǎn)子1,該轉(zhuǎn)子包括安裝在定子5上軸承4中的軸2。該轉(zhuǎn)子還包括一個(gè)支承盤1A,在其上安裝了一個(gè)外園柱體1B,它具有在盤1A軸向朝相反方向延伸的兩個(gè)園柱體部分,以致于在轉(zhuǎn)子上確定出兩個(gè)軸向隔開的轉(zhuǎn)子部分。
在轉(zhuǎn)子的一部分上安裝了一組永磁鐵7,而在轉(zhuǎn)子的另一部分上安裝了一組永磁鐵10。應(yīng)注意到永磁鐵10的磁極相對(duì)于永磁鐵7的磁極是反極性的。
定子具有由安裝托架夾持的兩組電磁鐵,其標(biāo)號(hào)分別為3及9。標(biāo)號(hào)為3的這一組電磁鐵表示在圖2中的側(cè)視圖中。于是可以看到電磁鐵組3圍繞軸以一定的角度間隔定位布置,其磁鐵間的間隔相同。電磁鐵組9具有類似的圍繞軸等間隔的布置,但它相對(duì)于電磁鐵組3偏移一個(gè)角度,該角度為電磁鐵之間角度的一半。組3中電磁鐵的數(shù)目與組9中電磁鐵的數(shù)目相同。永磁鐵7的數(shù)目與這一組中電磁鐵的數(shù)目相差一個(gè)奇數(shù)值,并最好是永磁鐵數(shù)目比電磁鐵數(shù)目少一個(gè)。
正如以下要解釋的,每一組電磁鐵被供以電壓脈沖,以使得在永磁鐵及電磁鐵之間的相互作用下以及由于永磁鐵及電磁鐵之間數(shù)目差產(chǎn)生的裝置不平衡作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)作用。電壓經(jīng)過母線13供給到組3并相應(yīng)地經(jīng)過母線12供給到組9,母線12及13并與一中性母線14一起安裝在構(gòu)成定子一部分及圍住轉(zhuǎn)子的園柱形壁13A上。
每一個(gè)電磁鐵與多個(gè)線路板15中相應(yīng)的一個(gè)相連接,其細(xì)節(jié)在圖4中詳細(xì)地給出。
每個(gè)線路板15持有一個(gè)位置檢測(cè)傳感器,在圖1中相對(duì)于標(biāo)號(hào)9線圈的一個(gè)傳感器的標(biāo)號(hào)為16,而相對(duì)于標(biāo)號(hào)3線圈的另一傳感器為17。這些位置確定裝置中的每一個(gè)是設(shè)置來確定永磁鐵的位置的,以使得電磁鐵線圈的脈沖定時(shí)能夠被控制,正如以下將要解釋的。
圖1是一個(gè)本發(fā)明的典型橫截面圖,它表示本發(fā)明主要部件的相互關(guān)系。為了圖示的目的,電磁鐵線圈3及電磁鐵線圈9表示在同一平面中,但是事實(shí)上這兩個(gè)電磁鐵線圈中的一個(gè)落后或超前另一線圈一個(gè)度數(shù),該度數(shù)等于所有電磁鐵線圈的數(shù)目除360度。上述說法也適用于轉(zhuǎn)子中的永磁鐵,只是一個(gè)永磁鐵落后或超前另一永磁鐵的度數(shù)為電磁鐵線圈的數(shù)目減少二后除360度。
在一個(gè)實(shí)施例中,該電動(dòng)機(jī)具有的全部電磁鐵線圈數(shù)為40,全部的永磁鐵為38,以下稱此為40/38型電動(dòng)機(jī)。但是必須記住該電動(dòng)機(jī)可以由任何數(shù)目的電磁鐵線圈及成比例數(shù)目的永磁鐵組成。
對(duì)于不同的應(yīng)用,可采用不同形狀、尺寸及安裝定向的電磁鐵線圈,不同形狀、厚度、尺寸及定向的永磁鐵,不同的轉(zhuǎn)子形狀及尺寸,以及上述的不同的轉(zhuǎn)子/定子組體數(shù)目來設(shè)計(jì)該種電動(dòng)機(jī)。
定子的電磁鐵線圈均勻地圍繞轉(zhuǎn)子分布并被固定在定子機(jī)座上。對(duì)于40/38型電動(dòng)機(jī),電磁鐵線圈布置的間隔為360除以40等于9度。二十個(gè)電磁鐵線圈安裝在圍繞著轉(zhuǎn)子的每個(gè)線圈氣隙上,該轉(zhuǎn)子上裝有通過電磁鐵線圈氣隙的永磁鐵。
二十個(gè)電磁鐵線圈中的每個(gè)等間隙(18度)地布置在定子的一側(cè)(A側(cè))上;而另外的二十個(gè)電磁鐵線圈等間隔地布置在定子的另一側(cè)(B側(cè))上,但轉(zhuǎn)過一角度使這些電磁鐵線圈處于A側(cè)電磁鐵線圈間的中間位置上。以下用它們所處于的角度位置來命名電磁鐵線圈。如果從左方來看圖1中所示的定子,則這個(gè)A側(cè)的所有電磁鐵線圈將為偶數(shù)號(hào),即0,18,36,54,72,90,108,162,180,198,216,234,252,270,288,306,324及342。圖2中的標(biāo)號(hào)19表示經(jīng)過這些電磁鐵線圈空氣隙的所有永磁鐵的軌道路徑。在該圖上僅表示出了B側(cè)電磁鐵線圈的中心線,以便能夠在A側(cè)與B側(cè)線圈之間加以區(qū)分。B側(cè)線圈定名為9,27,45,63,81,99,117,135,153,171,189,207,225,243,261,279,315,333,351。
假設(shè)電動(dòng)機(jī)工作在吸引方式中,并且在A側(cè)的電磁鐵線圈由正電壓供電及其連接得使電磁鐵線圈氣隙的外側(cè)被磁化成北極(N),而在該電動(dòng)機(jī)A側(cè)的19個(gè)永磁鐵7被磁化成其南極(S)背離其轉(zhuǎn)子的中心。所有永磁鐵的間隔為360度除以38。在電動(dòng)機(jī)B側(cè)的電磁鐵線圈由負(fù)電壓供電并且所有這些電磁鐵線圈連接得使這些電磁鐵線圈的外側(cè)被磁化成南極(S),而該電動(dòng)機(jī)B側(cè)的19個(gè)永磁鐵被磁化成其北極(N)背離其轉(zhuǎn)子的中心。這種電動(dòng)機(jī)是無刷的。
圖3表示該電動(dòng)機(jī)中安裝的所有A側(cè)的永磁鐵,而B側(cè)的永磁鐵的位置僅以中心線位置標(biāo)識(shí)。
現(xiàn)在來看圖4,圖1中標(biāo)號(hào)為3的左方線圈組在圖4中表示在其左方,如線圈0,18等,一直到線圈342,而右方的線圈標(biāo)以線圈9,27直到線圈351,它們相當(dāng)于圖1中標(biāo)號(hào)9所示的右方線圈組。左方的每個(gè)線圈與母線13及與中性回線14相連接,而右方的每個(gè)線圈與母線12及與中性回線14相連接。從相應(yīng)的母線傳送電壓脈沖受到一個(gè)開關(guān)的控制。于是,對(duì)于線圈0,其開關(guān)用SW1來表示,對(duì)于線圈18,其開關(guān)用SW5來表示,對(duì)于線圈342,其開關(guān)用SW9表示,用于線圈9的開關(guān)用SW4來表示,用于線圈27的開關(guān)用SW8來表示及用于線圈351的開關(guān)用SW12來表示。每一個(gè)開關(guān)在一個(gè)微處理機(jī)M的控制下選通,該微處理機(jī)根據(jù)需要發(fā)出一個(gè)信號(hào)來控制開關(guān)SW1,SW5,SW9,SW4,SW8及SW12等中的一個(gè)。該微處理機(jī)在“位置信號(hào)I/P”標(biāo)志處輸入來自每個(gè)位置傳感器16及17的輸入信號(hào)。此外該微處理機(jī)在“速度參照I/P”標(biāo)志處接收一個(gè)利用手動(dòng)或另外獨(dú)立的動(dòng)作機(jī)構(gòu)控制電動(dòng)機(jī)速度的輸入控制信號(hào)。
如果該電動(dòng)機(jī)工作在吸引方式中,該電動(dòng)機(jī)在參照?qǐng)D2情況下將按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。微處理機(jī)被安排成控制開關(guān)致使每個(gè)電磁鐵線圈每過9度獲得一個(gè)供電脈沖。于是線圈0的位置檢測(cè)器通過微處理機(jī)M能使開關(guān)SW1選通。該選通許可時(shí)間必須小于轉(zhuǎn)子在給定速度下轉(zhuǎn)過9度所需的時(shí)間。對(duì)于SW1的觸發(fā)時(shí)間周期將由速度的要求來決定。
在圖5中表示了線圈0及線圈9一個(gè)周期的波形。于是指出了線圈0的位置檢測(cè)器及線圈9的位置檢測(cè)器,并尤其是來自它們的信號(hào)。因此微處理機(jī)起作用控制開關(guān)SW1及SW4以產(chǎn)生一個(gè)電壓脈沖,它被相應(yīng)地供給線圈0及線圈9。
當(dāng)開關(guān)SW1被關(guān)斷時(shí),就引起了線圈0中的磁場(chǎng)消失,這將產(chǎn)生出一個(gè)電動(dòng)勢(shì)或者一個(gè)負(fù)脈沖。它在圖5中表示為線圈0的反電動(dòng)勢(shì)(backEMF)。然后開關(guān)SW2由微處理機(jī)起動(dòng),該微處理機(jī)檢測(cè)到反電動(dòng)勢(shì),于是由負(fù)電壓脈沖得來的電流經(jīng)開關(guān)SW1被傳送至線圈9。由于線圈9需要一個(gè)負(fù)電壓脈沖,這個(gè)負(fù)電壓就加到被開關(guān)SW4控制的母線12傳來的脈沖上,為同圖中示出的,開關(guān)SW4中的電流及這個(gè)脈沖然后傳送到線圈9用以產(chǎn)生所需的該線圈中的負(fù)脈沖。
與圖5上部分中所示相似地,來自線圈351的反電動(dòng)勢(shì)經(jīng)由開關(guān)11傳送到線圈0,用來與經(jīng)由SW1產(chǎn)生的脈沖相加。
對(duì)稱地,線圈18與開關(guān)SW6協(xié)同工作,線圈342與開關(guān)SW10協(xié)同工作,及線圈27與開關(guān)SW7協(xié)同工作,用來將反電動(dòng)勢(shì)電壓脈沖傳送到下一個(gè)相鄰的線圈中。
圖4中所示的開關(guān)均是商業(yè)中可購到大功率固態(tài)開關(guān)器件,例如可控硅,雙向晶閘管,晶體三極管等等。包括這些開關(guān)的電路可包括電容器及/或電感器電路部分,其用于與電路板15上的開關(guān)電路相結(jié)合以提供供電脈沖的整形,這些供電脈沖是由來自下一相鄰線圈的脈沖與來自母線的脈沖相加獲得的,以便獲得所需的電動(dòng)機(jī)工作特性。
電動(dòng)機(jī)的速度是在微處理機(jī)的控制下受脈沖形狀及寬度的控制的。
脈沖的極性可利用倒換系統(tǒng)的接線來改變,并用此方法使該電動(dòng)機(jī)能工作在或是吸引或是排斥方式中,后者方式中電磁鐵的極性反轉(zhuǎn),因而它們可與永磁鐵以吸引方式或是排斥方式相互作用。
該電路可這樣變型,利用向供電電池再充電或是將產(chǎn)生的電能供給一電阻負(fù)載可提供動(dòng)力制動(dòng)。這將根據(jù)動(dòng)力制動(dòng)的要求由微處理機(jī)控制來產(chǎn)生電壓脈沖。
所述的該電動(dòng)機(jī)原則上可利用標(biāo)準(zhǔn)商用交流市電電源工作,倘若能得到輸出所需電壓的中抽式變壓器的話。
這里所述的該轉(zhuǎn)子/定子組件可被安裝在一個(gè)單個(gè)公共軸上,也可作出改變,利用設(shè)置分離的軸使其布置分隔開,以使得能獲得附加的電磁鐵安裝位置從而生產(chǎn)出更小直徑的電動(dòng)機(jī)。可以應(yīng)用附加的線圈組及永磁鐵組來提供附加的功率,這些附加組具有與上述相似的由主電源及由反電動(dòng)勢(shì)傳送電壓脈沖的布置。
根據(jù)上述本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)具有以下的優(yōu)點(diǎn)1、最大可能地利用去磁的電磁鐵線圈的反電動(dòng)勢(shì)。僅僅在固態(tài)開關(guān)上的小電壓降耗損很小比例的功率,這些開關(guān)是由自身的基本電路驅(qū)動(dòng)進(jìn)入飽和的。
2、反電動(dòng)勢(shì)的采集是最有效的,因?yàn)檎谙У拇艌?chǎng)使用同一繞組采集,并且用另一組固態(tài)電路控制來自正在消失的磁場(chǎng)的能量使之加到下一個(gè)被驅(qū)動(dòng)的電磁鐵線圈(反極性)。另一些發(fā)明是采用的分離線圈,但是這種類型的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了低效率的磁路。
3、在轉(zhuǎn)子上用永磁鐵消除了對(duì)整流子的需要,也即無摩擦損耗及轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的I2R損耗。
4、所有的電磁鐵線圈工作在同一驅(qū)動(dòng)方向上,并且反電動(dòng)勢(shì)被向前轉(zhuǎn)換到一個(gè)反極性的電磁鐵線圈上,該線圈的剩磁已處于所需的極性,所以在該電磁鐵線圈芯中無須消耗能量用于磁性材料極性的反轉(zhuǎn)。
5、任何一個(gè)及可能時(shí)多個(gè)驅(qū)動(dòng)線圈或固態(tài)電路的故障將不會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的失效,僅使其輸出降低。
6、根據(jù)本發(fā)明的電磁鐵線圈驅(qū)動(dòng)電路的相鄰交替排列順序可以作到用非常短的導(dǎo)線連接,由此將磁干擾及導(dǎo)體I、R的損耗減到最低。
7、該電機(jī)可工作于吸引或排斥方式,由此使其獲得雙向運(yùn)行。
8、利用將電動(dòng)機(jī)作發(fā)電機(jī)工作并再向電池充電或控制能量輸給一電阻性負(fù)載,其電路可以設(shè)置成能動(dòng)力制動(dòng)。
9、其設(shè)計(jì)可以很容易作出改變以滿足廣泛應(yīng)用的需要,可調(diào)整的參數(shù)包括轉(zhuǎn)子直徑,永磁鐵及電磁鐵線圈的尺寸,永磁鐵及電磁鐵線圈的定位及裝在同一軸上的轉(zhuǎn)子/定子組件的數(shù)目。
10、利用控制驅(qū)動(dòng)脈沖的寬度可控制速度。
11、雙重相等并相反的電壓源消除了對(duì)固態(tài)器件的配對(duì),例如NPN及PNP晶體三極管,可以全部采用相同的器件。
12、由于在電磁鐵及永磁鐵的磁場(chǎng)之間相互作用的角度有利,該電動(dòng)機(jī)可以有大的輸出轉(zhuǎn)矩。
13、由正在消失的磁場(chǎng)產(chǎn)生的高峰值反向電壓的常規(guī)問題,利用固態(tài)開關(guān)器件自偏置減到最小,因而反電動(dòng)勢(shì)所遇到的輸入阻抗與磁場(chǎng)正在消失的電磁鐵線圈的輸出阻抗相同(所有電磁鐵線圈的結(jié)構(gòu)相同)。
14、產(chǎn)生最大的反電動(dòng)勢(shì)能量的轉(zhuǎn)移,因?yàn)檩敵鲎杩沟扔谳斎胱杩埂?br>
由于對(duì)上述我的發(fā)明可以作出各種變型,并且在不脫離權(quán)利要求書精神及范圍的情況下在該精神及范圍中可對(duì)本發(fā)明作出許多明顯有區(qū)別的實(shí)施例,其用意在于在該說明書中所包含的實(shí)質(zhì)內(nèi)容應(yīng)被理解為僅是用作說明而非限制的意義。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)機(jī),包括定子裝置,轉(zhuǎn)子裝置,它安裝得相對(duì)于定子裝置繞軸旋轉(zhuǎn),第一組電磁鐵繞軸等角度地布置并安裝在轉(zhuǎn)子裝置及定子裝置中的一個(gè)上,第一組永磁鐵繞軸等角度地布置并安裝在轉(zhuǎn)子裝置及定子裝置中的另一個(gè)上,并且它們的布置使得轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)引起該第一組永磁鐵中每個(gè)永磁鐵依次地與第一組電磁鐵中每個(gè)電磁鐵進(jìn)行相互作用,該第一組永磁鐵的數(shù)目與第一組的電磁電磁鐵的數(shù)目相差一個(gè)奇數(shù)值,向第一組的電磁鐵供給脈沖電壓的裝置,它產(chǎn)生作用于第一組永磁鐵使轉(zhuǎn)子裝置繞軸形成轉(zhuǎn)動(dòng)的力,第二組電磁鐵繞軸等角度地布置并安裝在轉(zhuǎn)子裝置與定子裝置中的一個(gè)上,第二組永磁鐵繞軸等角度地布置并安裝在轉(zhuǎn)子裝置及定子裝置中的另一個(gè)上,并且它們的布置使得轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)引起該第二組永磁鐵中每個(gè)永磁鐵依次地與第二組電磁鐵中每個(gè)電磁鐵進(jìn)行相互作用,該第二組永磁鐵的數(shù)目與第二組電磁鐵的數(shù)目相差一個(gè)奇數(shù)值,向該第二組電磁鐵中每個(gè)供給脈沖電壓的裝置,它產(chǎn)生作用于這些永磁鐵使轉(zhuǎn)子裝置繞軸形成轉(zhuǎn)動(dòng)的力,第二組的電磁鐵相對(duì)第一組的電磁鐵隔開布置,以使得第一組及第二組每組中的永磁鐵僅與第一組及第二組各自組中的電磁鐵相互作用,第一組永磁鐵的磁極相對(duì)于第二組永磁鐵的磁極具有相反的極性,以便形成向同一方向旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì),向第一組電磁鐵供電電壓相對(duì)于向第二組電磁鐵供電電壓其極性向反,第一組電磁鐵的數(shù)目與第二組電磁鐵的數(shù)目相等,并且第一組永磁鐵的數(shù)目與第二組永磁鐵的數(shù)目相等,第一組電磁鐵相對(duì)于第二組電磁鐵偏置一角度,以及由每一組中的每個(gè)電磁鐵正在消失的磁場(chǎng)對(duì)另一組相應(yīng)的一個(gè)電磁鐵產(chǎn)生轉(zhuǎn)換電流的裝置,以使得在所述另一組相應(yīng)的一個(gè)電磁鐵中產(chǎn)生所述脈沖電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電動(dòng)機(jī),其中第一組永磁鐵數(shù)目比第一組電磁鐵數(shù)目少1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電動(dòng)機(jī),其中第一組及第二組在軸向隔開。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的電動(dòng)機(jī),包括微處理機(jī)控制的開關(guān)裝置,用于控制所述電壓脈沖及控制所述電流的轉(zhuǎn)換。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的電動(dòng)機(jī),其中開關(guān)裝置是固態(tài)的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的電動(dòng)機(jī),其中第一組用的電壓脈沖由一直流電壓產(chǎn)生,而用于第二組的電壓脈沖由相等的極性相反的直流電壓產(chǎn)生。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的電動(dòng)機(jī),其中轉(zhuǎn)換裝置是設(shè)置來用于將所述每個(gè)電磁鐵中的所述電流轉(zhuǎn)換到另一組中所述的一個(gè)電磁鐵上,該電磁鐵是在角度上與所述電每個(gè)電磁鐵相鄰的下一個(gè)電磁鐵。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的電動(dòng)機(jī),包括調(diào)整電壓脈沖寬度的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的電動(dòng)機(jī),其中所述供電裝置設(shè)置來對(duì)所述電磁鐵提供電壓,該電壓能夠從一個(gè)正向電壓調(diào)節(jié)到一個(gè)負(fù)向電壓,以使得永磁鐵與電磁鐵之間的相互作用在排斥方式與吸引方式之間變化。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的電動(dòng)機(jī),包括檢測(cè)永磁鐵與電磁鐵之間相對(duì)位置的位置確定裝置,用于電壓脈沖的定時(shí)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的電動(dòng)機(jī),其中位置確定裝置包括一個(gè)霍耳效應(yīng)器件。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的電動(dòng)機(jī),其中位置確定裝置包括一個(gè)光電元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的電動(dòng)機(jī),其中所述供電裝置包括整形脈沖的裝置。
全文摘要
一種利用反電動(dòng)勢(shì)的直流電機(jī),采用向在定子上徑向等間隔布置的兩排定子線圈順序及交替地供電,使其與在轉(zhuǎn)子上等間隔布置的兩排永磁鐵相互作用。一排中永磁鐵極性與另一排中永磁鐵極性相反,并且其每排的數(shù)目比每排定子線圈的數(shù)目少1。轉(zhuǎn)子中一排永磁鐵的反向極性以及相等并相反的電壓使得由第一排一個(gè)正在去磁的定子線圈產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)能對(duì)設(shè)在轉(zhuǎn)子對(duì)立側(cè)的下一定子線圈提供能量(反之亦然),該下一定子線圈與反極性的永磁鐵相互作用僅產(chǎn)生有效轉(zhuǎn)矩。
文檔編號(hào)H02K29/00GK1073306SQ9111278
公開日1993年6月16日 申請(qǐng)日期1991年12月10日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月10日
發(fā)明者皮特·M·納伊尼 申請(qǐng)人:皮特·M·納伊尼