一種功率電路以及采用該電路的永磁型單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種功率電路以及采用該電路的永磁型單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，所述功率電路為采用四個(gè)開(kāi)關(guān)管Q1、Q2、Q3、Q4構(gòu)成的H橋電路，每個(gè)橋臂由上管和下管構(gòu)成，任一橋臂的上管與對(duì)應(yīng)橋臂的下管構(gòu)成一組，同時(shí)導(dǎo)通或截止，兩個(gè)橋臂上都設(shè)置有至少一個(gè)隔離二極管，兩個(gè)橋臂的輸出端與定子繞組的二端相連接，還分別連接有續(xù)流二極管，并通過(guò)續(xù)流二極管與儲(chǔ)能電路相連接，儲(chǔ)能電路可以由單個(gè)儲(chǔ)能元件構(gòu)成，也可以由復(fù)合儲(chǔ)能元件共同構(gòu)成。本實(shí)用新型在保持了常規(guī)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)所特有優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，消除了常規(guī)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)所固有的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的雙向運(yùn)行，同時(shí)提升了電機(jī)的功率密度，提高了電源輸入能量的轉(zhuǎn)換效率，有效的實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目標(biāo)。
【專利說(shuō)明】
一種功率電路以及采用該電路的永磁型單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于電機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種功率電路以及采用該電路的永磁型單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖1所示，在傳統(tǒng)的單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的控制系統(tǒng)中，電機(jī)換向時(shí)定子繞組中原有的能量需要得到釋放，其采用的方法為:將定子繞組中所存儲(chǔ)的剩余的能量以續(xù)流或強(qiáng)迫換向的方式回饋電源，但此時(shí)該部分剩余的能量不僅不能做有用功，反而還會(huì)形成無(wú)功電流，因而不僅會(huì)降低電機(jī)的功率因數(shù)，甚至還可能對(duì)電機(jī)的運(yùn)行造成影響。
[0003]此外，傳統(tǒng)的二相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的定、轉(zhuǎn)子均為凸極結(jié)構(gòu)，且定、轉(zhuǎn)子鐵芯齒數(shù)相等，定、轉(zhuǎn)子鐵芯為單段鐵芯，通過(guò)對(duì)定子繞組依次通電，即可使定子極與轉(zhuǎn)子極相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，因而其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠。
[0004]而在常規(guī)的單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)中，由于要考慮電機(jī)的啟動(dòng)問(wèn)題，一般都需要對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)子的凸極做變形處理，以使電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)自行啟動(dòng)的目的。但轉(zhuǎn)子的凸極變形后已不再是原有意義上的雙凸極結(jié)構(gòu)，因而也會(huì)喪失或削弱傳統(tǒng)雙凸極開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)所特有的特性，其控制特性也會(huì)發(fā)生改變，而且這種電機(jī)也不能實(shí)現(xiàn)雙向運(yùn)轉(zhuǎn);此外，傳統(tǒng)的單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)存在輸出轉(zhuǎn)矩波動(dòng)大、輸出轉(zhuǎn)矩密度低，不能產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩的輸出等缺點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于:針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種能夠?qū)斎氲哪芰繉?shí)現(xiàn)重復(fù)利用，從而提高輸入能量的轉(zhuǎn)換效率，以達(dá)到有效節(jié)能目的，并且可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)雙向運(yùn)行的功率電路以及采用該電路的永磁型單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種功率電路，其特征在于:所述功率電路為采用四個(gè)開(kāi)關(guān)管Q1、Q2、Q3、Q4構(gòu)成的H橋電路，每個(gè)橋臂由上管和下管構(gòu)成，任一橋臂的上管與對(duì)應(yīng)橋臂的下管構(gòu)成一組，同時(shí)導(dǎo)通或截止，兩個(gè)橋臂上都設(shè)置有至少一個(gè)隔離二極管，兩個(gè)橋臂的輸出端與定子繞組的二端相連接，還分別連接有續(xù)流二極管，并通過(guò)續(xù)流二極管與儲(chǔ)能電路相連接，儲(chǔ)能電路可以由單個(gè)儲(chǔ)能元件構(gòu)成，也可以由復(fù)合儲(chǔ)能元件共同構(gòu)成。
[0007]本實(shí)用新型所述的功率電路，其所述H橋電路中的定子繞組L兩端分別與續(xù)流二極管D5和續(xù)流二極管D6連接，所述續(xù)流二極管D5、D6通過(guò)隔離二極管D7、D8與開(kāi)關(guān)管Q1、Q3連接，電源E分別通過(guò)隔離二極管D9、D10與開(kāi)關(guān)管Q1、Q3連接，所述定子繞組L分別通過(guò)續(xù)流二極管D5、D6以及下管中的保護(hù)二極管D2、D4，在開(kāi)關(guān)管截止?fàn)顟B(tài)下與儲(chǔ)能電容C構(gòu)成充電回路，所述儲(chǔ)能電容C在任一組開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通的狀態(tài)下都可向定子繞組L放電。
[0008]—種采用所述功率電路的永磁型單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于:包括電機(jī)輸出軸、控制系統(tǒng)以及至少一組電樞裝置，所述電樞裝置包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子和轉(zhuǎn)子的凸極之間為氣隙，所述轉(zhuǎn)子固定套接在電機(jī)輸出軸外周，所述定子上的凸極數(shù)量與轉(zhuǎn)子上的凸極數(shù)量一致，在所述定子的凸極部位安裝有定子電磁繞組，相鄰的定子電磁繞組的繞制方向相異，第一個(gè)定子電磁繞組的頭和最后一個(gè)定子電磁繞組的尾分別與控制系統(tǒng)的所述功率電路輸出端相連接，當(dāng)定子電磁繞組中有電流流過(guò)時(shí)，相鄰各定子凸極所產(chǎn)生的磁場(chǎng)極性相異，在所述轉(zhuǎn)子的凸極部位嵌裝有永磁體，所述永磁體的充磁方向?yàn)閺较?，所述轉(zhuǎn)子中相鄰的各凸極所嵌裝的永磁體的極性相異，當(dāng)定子和轉(zhuǎn)子的凸極重合時(shí)，則構(gòu)成閉合的磁場(chǎng)回路。
[0009]本實(shí)用新型所述的永磁型單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，其所述電樞裝置為兩組，即所述永磁型單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的定子由前段定子鐵芯和后段定子鐵芯組成，所述轉(zhuǎn)子由前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯組成，前、后段所包含的定子、轉(zhuǎn)子鐵芯各自構(gòu)成獨(dú)立且自行閉合的磁場(chǎng)回路；
[0010]所述前段定子鐵芯和后段定子鐵芯的凸極數(shù)量相等，且兩段定子鐵芯之間留有間隙，所述前段定子鐵芯和后段定子鐵芯中的凸極部位按交叉定位布置，即前段定子鐵芯的凸極中心線與后段定子鐵芯的凹部中心線相對(duì)應(yīng)，所述前段定子鐵芯上的定子電磁繞組與后段定子鐵芯上的定子電磁繞組共同組成單相電機(jī)的定子電磁繞組；
[0011]所述前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯的凸極數(shù)量相等，且與對(duì)應(yīng)定子鐵芯上的凸極數(shù)量相同，所述前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯之間留有間隙，所述前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯中凸極的中心線在同一直線上；
[0012]當(dāng)前段定子鐵芯中的凸極部位中心線與前段轉(zhuǎn)子鐵芯中的凸極部位中心線對(duì)應(yīng)時(shí)，后段轉(zhuǎn)子鐵芯中的凸極部位中心線與后段定子鐵芯的凹部中心線相對(duì)應(yīng)，所述前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯均安裝在電機(jī)輸出軸上，且與電機(jī)輸出軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0013]本實(shí)用新型所述的永磁型單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，其所述電樞裝置為兩組，即所述永磁型單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的定子由前段定子鐵芯和后段定子鐵芯組成，所述轉(zhuǎn)子由前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯組成，前、后段所包含的定子、轉(zhuǎn)子鐵芯各自構(gòu)成獨(dú)立且自行閉合的磁場(chǎng)回路；
[0014]所述前段定子鐵芯和后段定子鐵芯的凸極數(shù)量相等，且兩段定子鐵芯之間留有間隙，所述前段定子鐵芯和后段定子鐵芯中的凸極部位按交叉定位布置，即前段定子鐵芯的凸極中心線與后段定子鐵芯的凹部中心線相對(duì)應(yīng)，所述前段定子鐵芯上的定子電磁繞組與后段定子鐵芯上的定子電磁繞組共同組成單相電機(jī)的定子電磁繞組；
[0015]所述前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯的凸極數(shù)量相等，且與對(duì)應(yīng)定子鐵芯上的凸極數(shù)量相同，所述前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯之間留有間隙，所述前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯中的凸極部位按交叉定位布置，即前段轉(zhuǎn)子鐵芯的凸極中心線與后段轉(zhuǎn)子鐵芯的凹部中心線相對(duì)應(yīng)；
[0016]當(dāng)前段定子鐵芯中的凸極部位中心線與前段轉(zhuǎn)子鐵芯中的凸極部位中心線對(duì)應(yīng)時(shí)，后段轉(zhuǎn)子鐵芯中的凸極部位中心線與后段定子鐵芯的凸極部位中心線也對(duì)應(yīng)，所述前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯均安裝在電機(jī)輸出軸上，且與電機(jī)輸出軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0017]本實(shí)用新型所述的永磁型單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，其所述定子和轉(zhuǎn)子的對(duì)應(yīng)關(guān)系是內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)或者是外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
[0018]本實(shí)用新型所述的永磁型單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，其所述控制系統(tǒng)中設(shè)置有極性檢測(cè)電路及位置檢測(cè)電路。
[0019]本實(shí)用新型所述的永磁型單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，其所述控制系統(tǒng)中設(shè)置有儲(chǔ)能電容電流檢測(cè)電路。
[0020]本實(shí)用新型在保持了常規(guī)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)所特有優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，消除了常規(guī)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)所固有的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，降低了電機(jī)的噪聲，并可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的雙向運(yùn)行，同時(shí)提升了電機(jī)的功率密度，提高了電源輸入能量的轉(zhuǎn)換效率，有效的實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目標(biāo)。
[0021 ]本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果是:
[0022]1、本實(shí)用新型采用的控制方案使用了能量轉(zhuǎn)換單元，因而可以使由電源所輸入能量獲得重復(fù)利用，故可以在保持相同的電機(jī)特性的情況下，減少電源的輸入，從而獲得良好的節(jié)能效果。
[0023]2、本實(shí)用新型的控制回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于設(shè)計(jì)且控制編程方便，該控制方式可以應(yīng)用于各種功率的電機(jī)，并可以滿足各種調(diào)速控制的需求。
[0024]3、采用本實(shí)用新型的輸入能量可重復(fù)利用的永磁型單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)與常規(guī)的三相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)相比較，在相同的電機(jī)體積和相同的電磁參數(shù)的情況下，可以使電機(jī)的功率密度提高3倍，且消除了常規(guī)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)所固有的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大、噪聲大的缺點(diǎn)，保留了常規(guī)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的所有優(yōu)點(diǎn)。
[0025]4、本實(shí)用新型的電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于設(shè)計(jì)及計(jì)算，同時(shí)還便于建模和仿真。
[0026]5、本實(shí)用新型的電機(jī)與常規(guī)永磁電機(jī)相比較，在輸出功率相同的情況下，可以減少鐵芯、線圈銅線、以及永磁體的用量，具有較大的成本優(yōu)勢(shì)。
[0027]6、本實(shí)用新型的電機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕且功率擴(kuò)展方便，因而具有良好的功率密度和轉(zhuǎn)矩密度。
[0028]7、采用本實(shí)用新型的電機(jī)及其控制方法可以使電機(jī)的效率更高，并具有更好的節(jié)能效果。
[0029]8、本實(shí)用新型的電機(jī)具有溫升低、無(wú)脈動(dòng)、噪聲小、可靠性更高的優(yōu)良特性。
[0030]9、本實(shí)用新型的電機(jī)可根據(jù)負(fù)載的狀況，靈活選擇各種各種不同的控制方案，以獲得最佳的控制效果。
[0031]10、采用本實(shí)用新型的電機(jī)及控制系統(tǒng)可以很方便的實(shí)現(xiàn)電機(jī)的雙向運(yùn)行，且具有相同的節(jié)能效果。
【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1是現(xiàn)有單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)中的單相H橋功率電路。
[0033]圖2是本實(shí)用新型中功率電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。
[0034]圖3和圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例1中一組電樞裝置即單段定子和轉(zhuǎn)子在不同運(yùn)行方向下的展開(kāi)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例2中前段定子和前段轉(zhuǎn)子對(duì)應(yīng)配合的截面圖。
[0036]圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例2中后段定子和后段轉(zhuǎn)子對(duì)應(yīng)配合的截面圖。
[0037]圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例2中采用兩段定子和轉(zhuǎn)子的展開(kāi)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例3中后段定子和后段轉(zhuǎn)子對(duì)應(yīng)配合的截面圖。
[0039]圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例3中采用兩段定子和轉(zhuǎn)子的展開(kāi)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]圖中標(biāo)記:I為定子，2為轉(zhuǎn)子，3為永磁體，4為定子電磁繞組，5為電機(jī)輸出軸，Dl?D4為保護(hù)二極管，D5?D6為續(xù)流二極管，D7?DlO為隔離二極管，C為儲(chǔ)能電容，L為定子繞組。
【具體實(shí)施方式】
[0041]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的說(shuō)明。
[0042]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0043]實(shí)施例1:如圖2所示，一種功率電路，其采用四個(gè)開(kāi)關(guān)管Q1、Q2、Q3、Q4構(gòu)成的H橋電路，每個(gè)橋臂由上管和下管構(gòu)成，任一橋臂的上管與對(duì)應(yīng)橋臂的下管構(gòu)成一組，同時(shí)導(dǎo)通或截止，兩個(gè)橋臂上都設(shè)置有至少一個(gè)隔離二極管，兩個(gè)橋臂的輸出端與定子繞組的二端相連接，還分別連接有續(xù)流二極管，并通過(guò)續(xù)流二極管與儲(chǔ)能電路相連接，儲(chǔ)能電路可以由單個(gè)儲(chǔ)能元件構(gòu)成，也可以由復(fù)合儲(chǔ)能元件共同構(gòu)成;所述H橋電路中的定子繞組L兩端分別與續(xù)流二極管D5和續(xù)流二極管D6連接，所述續(xù)流二極管D5、D6通過(guò)隔離二極管D7、D8與開(kāi)關(guān)管Q1、Q3連接，電源E分別通過(guò)隔離二極管D9、D10與開(kāi)關(guān)管Q1、Q3連接，所述定子繞組L分別通過(guò)續(xù)流二極管D5、D6以及下管中的保護(hù)二極管D2、D4，在開(kāi)關(guān)管截止?fàn)顟B(tài)下與儲(chǔ)能電容C構(gòu)成充電回路，所述儲(chǔ)能電容C在任一組開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通的狀態(tài)下都可向定子繞組L放電。
[0044]具體控制方法是:當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到預(yù)定的位置時(shí)，位置檢測(cè)電路給出控制信號(hào)，通過(guò)控制系統(tǒng)的控制電路驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管Q1、Q4導(dǎo)通，定子繞組L中的電流開(kāi)始上升，其產(chǎn)生電流的方向?yàn)橛勺笾劣?，?dāng)定子繞組L中的電流達(dá)到限定的數(shù)額時(shí)，將開(kāi)關(guān)管Ql、Q4截止，由于定子繞組L中的電流不能突變，因此定子繞組L中的電流由定子繞組L的右端B—D6—F點(diǎn)—C—D2—定子繞組L的左端A向儲(chǔ)能電容C充電，將定子繞組L中的磁場(chǎng)能量轉(zhuǎn)換為儲(chǔ)能電容C的電場(chǎng)能量，當(dāng)定子繞組L中電流變?yōu)镺時(shí)，這時(shí)定子繞組L中的磁場(chǎng)能量全部轉(zhuǎn)換為儲(chǔ)能電容C的電場(chǎng)能量，在儲(chǔ)能電容C的兩端出現(xiàn)上正下負(fù)，UC的幅度達(dá)到峰值電壓，由于隔離二極管的作用，儲(chǔ)能電容C不能向定子繞組L放電，也不能向電源E放電。
[0045]當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)定的狀態(tài)切換位置時(shí)，控制電路驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管Q3、Q2導(dǎo)通，電源電壓經(jīng)DlO—Q34B4L—A4Q24地構(gòu)成回路，給定子繞組L通電，而儲(chǔ)能電容C中所存儲(chǔ)的電場(chǎng)能量則通過(guò)Q3—B4L—A4Q24地構(gòu)成回路，向定子繞組L放電。
[0046]同理，當(dāng)定子繞組L中的電流達(dá)到限定的數(shù)額時(shí)，將開(kāi)關(guān)管Q3、Q2截止，由于定子繞組L中的電流不能突變，因此定子繞組L中的電流由定子繞組L的左端A—D5—F點(diǎn)定子繞組L的右端B向儲(chǔ)能電容C充電，將定子繞組L中的磁場(chǎng)能量轉(zhuǎn)換為儲(chǔ)能電容C的電場(chǎng)能量，當(dāng)定子繞組L中電流變?yōu)镺時(shí)，這時(shí)定子繞組L中的磁場(chǎng)能量全部轉(zhuǎn)換為儲(chǔ)能電容C的電場(chǎng)能量，在儲(chǔ)能電容C的兩端出現(xiàn)上正下負(fù)，UC的幅度達(dá)到峰值電壓，由于隔離二極管的作用，儲(chǔ)能電容C不能向定子繞組L放電，也不能向電源E放電。
[0047]當(dāng)在定子繞組L工作的狀態(tài)切換時(shí)，切換到開(kāi)關(guān)管Q3、Q2導(dǎo)通狀態(tài)，則此時(shí)定子繞組L 二端反電動(dòng)勢(shì)的電位為右正左負(fù)，開(kāi)關(guān)管Q2的UCE為反偏而無(wú)法導(dǎo)通，此時(shí)若定子繞組L中的電流尚不為0，則電路可通過(guò)定子繞組L的右端B—D6—F點(diǎn)—C—D2—定子繞組L的左端A向儲(chǔ)能電容C充電，當(dāng)定子繞組L中的殘存電流為O時(shí)Q2導(dǎo)通，完成狀態(tài)切換。
[0048]如圖3和4所示，一種采用了上述功率電路的永磁型單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，包括電機(jī)輸出軸、控制系統(tǒng)以及至少一組電樞裝置，在本實(shí)施例中，所述電樞裝置為一組，所述電樞裝置包括定子I和轉(zhuǎn)子2，所述定子I和轉(zhuǎn)子2的凸極之間為氣隙，所述轉(zhuǎn)子2固定套接在電機(jī)輸出軸5外周，所述定子I上的凸極數(shù)量與轉(zhuǎn)子2上的凸極數(shù)量一致，在所述定子I的凸極部位安裝有定子電磁繞組4，相鄰的定子電磁繞組4的繞制方向相異，即所述定子的凸極部位安裝的若干定子電磁繞組之間可串聯(lián)、可并聯(lián)，也可串并結(jié)合，第一個(gè)定子電磁繞組的頭和最后一個(gè)定子電磁繞組的尾分別與控制系統(tǒng)的功率電路輸出端相連接，當(dāng)定子電磁繞組中有電流流過(guò)時(shí)，相鄰各定子凸極所產(chǎn)生的磁場(chǎng)極性相異，在所述轉(zhuǎn)子2的凸極部位嵌裝有永磁體3，所述永磁體3的充磁方向?yàn)閺较?，所述轉(zhuǎn)子2中相鄰的各凸極所嵌裝的永磁體3的極性相異，當(dāng)定子和轉(zhuǎn)子的凸極重合時(shí)，則構(gòu)成閉合的磁場(chǎng)回路。
[0049]其中，所述的控制系統(tǒng)中設(shè)置有極性檢測(cè)電路及位置檢測(cè)電路，以滿足電機(jī)的啟動(dòng)及運(yùn)轉(zhuǎn)控制的需求，即通過(guò)極性檢測(cè)電路及位置檢測(cè)電路對(duì)轉(zhuǎn)子初始位置進(jìn)行判斷，當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，根據(jù)極性檢測(cè)電路給出的極性檢測(cè)信號(hào)，通過(guò)控制系統(tǒng)的控制電路驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管Ql、Q4或Q3、Q2導(dǎo)通，所述極性檢測(cè)電路中的霍爾元件安裝在定子任一凹部的中心線位置;所述的控制系統(tǒng)中設(shè)置有儲(chǔ)能電容電流檢測(cè)電路，以滿足電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)控制的需求;所述定子和轉(zhuǎn)子的對(duì)應(yīng)關(guān)系可以是內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、也可以是外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
[0050]如圖3所示，所述定子、轉(zhuǎn)子均設(shè)置有6個(gè)凸極，相鄰的定子電磁繞組按頭尾相連的方式串聯(lián)，轉(zhuǎn)子相鄰的凸極設(shè)置有極性相異的永磁體，當(dāng)定子電磁繞組有電流流過(guò)并產(chǎn)生如圖所示的極性時(shí)，由于異性相吸使轉(zhuǎn)子受到向右的拉力，使轉(zhuǎn)子向右側(cè)運(yùn)動(dòng)直至定子和轉(zhuǎn)子的凸極重合，此時(shí)位置檢測(cè)電路給出檢測(cè)信號(hào)，控制電路進(jìn)行換向，原導(dǎo)通的開(kāi)關(guān)管組關(guān)閉，而對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)管組導(dǎo)通，使定子凸極產(chǎn)生的極性與轉(zhuǎn)子凸極永磁體的極性相同，在同性相斥產(chǎn)生的推力及運(yùn)動(dòng)慣性的共同作用下，使轉(zhuǎn)子繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)直至定子凹部和轉(zhuǎn)子的凸極重合，則位置檢測(cè)電路又給出檢測(cè)信號(hào)，使控制電路進(jìn)行換向，此后過(guò)程與前面的過(guò)程相似，不再贅述。
[0051 ]實(shí)施例2:如圖5、6和7所示，在本實(shí)施例中，所述電樞裝置為兩組，即所述永磁型單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的定子I由前段定子鐵芯和后段定子鐵芯組成，所述轉(zhuǎn)子2由前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯組成，前、后段所包含的定子、轉(zhuǎn)子鐵芯各自構(gòu)成獨(dú)立且自行閉合的磁場(chǎng)回路。
[0052]其中，所述前段定子鐵芯和后段定子鐵芯的凸極數(shù)量相等，且兩段定子鐵芯之間留有間隙，所述前段定子鐵芯和后段定子鐵芯中的凸極部位按交叉定位布置，即前段定子鐵芯的凸極中心線與后段定子鐵芯的凹部中心線相對(duì)應(yīng)，所述前段定子鐵芯上的定子電磁繞組與后段定子鐵芯上的定子電磁繞組共同組成單相電機(jī)的定子電磁繞組;所述前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯的凸極數(shù)量相等，且與對(duì)應(yīng)定子鐵芯上的凸極數(shù)量相同，所述前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯之間留有間隙，所述前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯中凸極的中心線在同一直線上。
[0053]如圖5所示，當(dāng)前段定子鐵芯中的凸極部位中心線與前段轉(zhuǎn)子鐵芯中的凸極部位中心線對(duì)應(yīng)時(shí)，如圖6所示，后段轉(zhuǎn)子鐵芯中的凸極部位中心線與后段定子鐵芯的凹部中心線相對(duì)應(yīng)，所述前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯均安裝在電機(jī)輸出軸5上，且與電機(jī)輸出軸5同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0054]如圖7所示，當(dāng)定子電磁繞組中的電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)為如圖所示的極性時(shí)，電機(jī)的運(yùn)行方向?yàn)橄蛴覀?cè)方向。由于兩段定子鐵芯上的磁場(chǎng)回路相互獨(dú)立，且各段定子鐵芯上定子電磁繞組的繞制保證了其產(chǎn)生的極性相異，同時(shí)在轉(zhuǎn)子相鄰?fù)箻O上所布置永磁體的極性也相異，而且兩段定子鐵芯具備對(duì)應(yīng)關(guān)系，故其相當(dāng)于兩個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)做連軸運(yùn)行，因而本實(shí)施例中電機(jī)的磁場(chǎng)回路的運(yùn)動(dòng)過(guò)程與實(shí)施例1的過(guò)程相類似，只需要在電機(jī)啟動(dòng)的初始階段控制電路給出正確的啟動(dòng)控制，使定子繞組中的電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)滿足所需轉(zhuǎn)動(dòng)方向的磁極需要，就能夠使轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)雙向轉(zhuǎn)動(dòng)，值得說(shuō)明的是，本實(shí)施例中，由于兩組定子的凹凸極相互交錯(cuò)，而其轉(zhuǎn)子的凸極則在同一中心線上，故在電機(jī)的磁場(chǎng)回路中，其每運(yùn)動(dòng)一步時(shí)在兩組電樞裝置中分別由拉力與推力在共同作用，因而具有良好的運(yùn)動(dòng)均衡性和平滑性，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不會(huì)產(chǎn)生任何的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)且運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲非常小。
[0055]其他與實(shí)施例1相同。
[0056]實(shí)施例3:如圖8和9所示，在本實(shí)施例中，所述電樞裝置為兩組，即所述永磁型單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的定子I由前段定子鐵芯和后段定子鐵芯組成，所述轉(zhuǎn)子2由前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯組成，前、后段所包含的定子、轉(zhuǎn)子鐵芯各自構(gòu)成獨(dú)立且自行閉合的磁場(chǎng)回路。
[0057]其中，所述前段定子鐵芯和后段定子鐵芯的凸極數(shù)量相等，且兩段定子鐵芯之間留有間隙，所述前段定子鐵芯和后段定子鐵芯中的凸極部位按交叉定位布置，即前段定子鐵芯的凸極中心線與后段定子鐵芯的凹部中心線相對(duì)應(yīng)，所述前段定子鐵芯上的定子電磁繞組與后段定子鐵芯上的定子電磁繞組共同組成單相電機(jī)的定子電磁繞組;所述前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯的凸極數(shù)量相等，且與對(duì)應(yīng)定子鐵芯上的凸極數(shù)量相同，所述前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯之間留有間隙，所述前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯中的凸極部位按交叉定位布置，即前段轉(zhuǎn)子鐵芯的凸極中心線與后段轉(zhuǎn)子鐵芯的凹部中心線相對(duì)應(yīng)。
[0058]如圖5所示，當(dāng)前段定子鐵芯中的凸極部位中心線與前段轉(zhuǎn)子鐵芯中的凸極部位中心線對(duì)應(yīng)時(shí)，如圖8所示，后段轉(zhuǎn)子鐵芯中的凸極部位中心線與后段定子鐵芯的凸極部位中心線也對(duì)應(yīng)，所述前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯均安裝在電機(jī)輸出軸5上，且與電機(jī)輸出軸5同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0059]如圖9所示，當(dāng)定子電磁繞組中的電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)為如圖所示的極性時(shí)，電機(jī)的運(yùn)行方向?yàn)橄蛴覀?cè)方向。由于兩段定子鐵芯上的磁場(chǎng)回路相互獨(dú)立，且各段定子鐵芯上定子電磁繞組的繞制保證了其產(chǎn)生的極性相異，同時(shí)在轉(zhuǎn)子相鄰?fù)箻O上所布置永磁體的極性也相異，而且兩段定子鐵芯具備對(duì)應(yīng)關(guān)系，故其相當(dāng)于兩個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)做連軸運(yùn)行，因而本實(shí)施例中電機(jī)的磁場(chǎng)回路的運(yùn)動(dòng)過(guò)程與實(shí)施例1的過(guò)程相類似，只需要在電機(jī)啟動(dòng)的初始階段控制電路給出正確的啟動(dòng)控制，使定子繞組中的電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)滿足所需轉(zhuǎn)動(dòng)方向的磁極需要，就能夠使轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)雙向轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0060]其他與實(shí)施例1相同。
[0061]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種功率電路，其特征在于:所述功率電路為采用四個(gè)開(kāi)關(guān)管Ql、Q2、Q3、Q4構(gòu)成的H橋電路，每個(gè)橋臂由上管和下管構(gòu)成，任一橋臂的上管與對(duì)應(yīng)橋臂的下管構(gòu)成一組，同時(shí)導(dǎo)通或截止，兩個(gè)橋臂上都設(shè)置有至少一個(gè)隔離二極管，兩個(gè)橋臂的輸出端與定子繞組的二端相連接，還分別連接有續(xù)流二極管，并通過(guò)續(xù)流二極管與儲(chǔ)能電路相連接，儲(chǔ)能電路可以由單個(gè)儲(chǔ)能元件構(gòu)成，也可以由復(fù)合儲(chǔ)能元件共同構(gòu)成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率電路，其特征在于:所述H橋電路中的定子繞組L兩端分別與續(xù)流二極管D5和續(xù)流二極管D6連接，所述續(xù)流二極管D5、D6通過(guò)隔離二極管D7、D8與開(kāi)關(guān)管Q1、Q3連接，電源E分別通過(guò)隔離二極管D9、D10與開(kāi)關(guān)管Q1、Q3連接，所述定子繞組L分別通過(guò)續(xù)流二極管D5、D6以及下管中的保護(hù)二極管D2、D4，在開(kāi)關(guān)管截止?fàn)顟B(tài)下與儲(chǔ)能電容C構(gòu)成充電回路，所述儲(chǔ)能電容C在任一組開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通的狀態(tài)下都可向定子繞組L放電。3.—種采用如權(quán)利要求1或2所述的功率電路的永磁型單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于:包括電機(jī)輸出軸、控制系統(tǒng)以及至少一組電樞裝置，所述電樞裝置包括定子(I)和轉(zhuǎn)子(2)，所述定子(I)和轉(zhuǎn)子(2)的凸極之間為氣隙，所述轉(zhuǎn)子(2)固定套接在電機(jī)輸出軸(5)夕卜周，所述定子(I)上的凸極數(shù)量與轉(zhuǎn)子(2)上的凸極數(shù)量一致，在所述定子(I)的凸極部位安裝有定子電磁繞組(4)，相鄰的定子電磁繞組(4)的繞制方向相異，第一個(gè)定子電磁繞組的頭和最后一個(gè)定子電磁繞組的尾分別與控制系統(tǒng)的所述功率電路輸出端相連接，當(dāng)定子電磁繞組中有電流流過(guò)時(shí)，相鄰各定子凸極所產(chǎn)生的磁場(chǎng)極性相異，在所述轉(zhuǎn)子(2)的凸極部位嵌裝有永磁體(3)，所述永磁體(3)的充磁方向?yàn)閺较?，所述轉(zhuǎn)子(2)中相鄰的各凸極所嵌裝的永磁體(3)的極性相異，當(dāng)定子和轉(zhuǎn)子的凸極重合時(shí)，則構(gòu)成閉合的磁場(chǎng)回路。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的永磁型單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于:所述電樞裝置為兩組，即所述永磁型單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的定子(I)由前段定子鐵芯和后段定子鐵芯組成，所述轉(zhuǎn)子(2)由前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯組成，前、后段所包含的定子、轉(zhuǎn)子鐵芯各自構(gòu)成獨(dú)立且自行閉合的磁場(chǎng)回路； 所述前段定子鐵芯和后段定子鐵芯的凸極數(shù)量相等，且兩段定子鐵芯之間留有間隙，所述前段定子鐵芯和后段定子鐵芯中的凸極部位按交叉定位布置，即前段定子鐵芯的凸極中心線與后段定子鐵芯的凹部中心線相對(duì)應(yīng)，所述前段定子鐵芯上的定子電磁繞組與后段定子鐵芯上的定子電磁繞組共同組成單相電機(jī)的定子電磁繞組； 所述前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯的凸極數(shù)量相等，且與對(duì)應(yīng)定子鐵芯上的凸極數(shù)量相同，所述前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯之間留有間隙，所述前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯中凸極的中心線在同一直線上； 當(dāng)前段定子鐵芯中的凸極部位中心線與前段轉(zhuǎn)子鐵芯中的凸極部位中心線對(duì)應(yīng)時(shí)，后段轉(zhuǎn)子鐵芯中的凸極部位中心線與后段定子鐵芯的凹部中心線相對(duì)應(yīng)，所述前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯均安裝在電機(jī)輸出軸(5)上，且與電機(jī)輸出軸(5)同步轉(zhuǎn)動(dòng)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的永磁型單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于:所述電樞裝置為兩組，即所述永磁型單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的定子(I)由前段定子鐵芯和后段定子鐵芯組成，所述轉(zhuǎn)子(2)由前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯組成，前、后段所包含的定子、轉(zhuǎn)子鐵芯各自構(gòu)成獨(dú)立且自行閉合的磁場(chǎng)回路； 所述前段定子鐵芯和后段定子鐵芯的凸極數(shù)量相等，且兩段定子鐵芯之間留有間隙，所述前段定子鐵芯和后段定子鐵芯中的凸極部位按交叉定位布置，即前段定子鐵芯的凸極中心線與后段定子鐵芯的凹部中心線相對(duì)應(yīng)，所述前段定子鐵芯上的定子電磁繞組與后段定子鐵芯上的定子電磁繞組共同組成單相電機(jī)的定子電磁繞組； 所述前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯的凸極數(shù)量相等，且與對(duì)應(yīng)定子鐵芯上的凸極數(shù)量相同，所述前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯之間留有間隙，所述前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯中的凸極部位按交叉定位布置，即前段轉(zhuǎn)子鐵芯的凸極中心線與后段轉(zhuǎn)子鐵芯的凹部中心線相對(duì)應(yīng)； 當(dāng)前段定子鐵芯中的凸極部位中心線與前段轉(zhuǎn)子鐵芯中的凸極部位中心線對(duì)應(yīng)時(shí)，后段轉(zhuǎn)子鐵芯中的凸極部位中心線與后段定子鐵芯的凸極部位中心線也對(duì)應(yīng)，所述前段轉(zhuǎn)子鐵芯和后段轉(zhuǎn)子鐵芯均安裝在電機(jī)輸出軸(5 )上，且與電機(jī)輸出軸(5 )同步轉(zhuǎn)動(dòng)。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的永磁型單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于:所述定子(I)和轉(zhuǎn)子(2)的對(duì)應(yīng)關(guān)系是內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)或者是外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的永磁型單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于:所述控制系統(tǒng)中設(shè)置有極性檢測(cè)電路及位置檢測(cè)電路。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的永磁型單相開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，其特征在于:所述控制系統(tǒng)中設(shè)置有儲(chǔ)能電容電流檢測(cè)電路。
【文檔編號(hào)】H02M7/797GK205453545SQ201620253516
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月30日
【發(fā)明人】陳奚平
【申請(qǐng)人】上海鼎特電器有限公司, 陳奚平