專利名稱：半導(dǎo)體換流低速磁阻電動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種低速電動機(jī)，特別適用于食品加工、化工、建材、家電等行業(yè)中需要低速大力矩驅(qū)動與攪拌的場合。
為了得到低速大力矩，以往最常用的是采用齒輪減速裝置，這樣不僅使整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、制造工藝復(fù)雜化，增加了體積和重量，而且由于齒輪的齒隙、齒形加工、磨損等因素的影響，使整個系統(tǒng)的精度和可靠性降低，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，噪聲大且效率低。另外也有采用傳統(tǒng)的電磁減速式電動機(jī)，這種電動機(jī)定子采用交流分布繞組，制造工藝復(fù)雜，耗銅多，成本高，且力能指標(biāo)不高。
本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，成本低，運(yùn)行安全可靠，轉(zhuǎn)速范圍寬，力矩大的半導(dǎo)體換流低速磁阻電動機(jī)。
本實用新型的技術(shù)解決方案是電動機(jī)包括凸極式定子鐵心，隱極式轉(zhuǎn)子鐵心，轉(zhuǎn)子無繞組，每個定子凸極上具有若干個小齒，設(shè)轉(zhuǎn)子齒總數(shù)為Z2，定子凸極小齒總數(shù)為Z1，則定、轉(zhuǎn)子齒數(shù)滿足Z1＝Z2±Pυ，(Pυ為氣隙磁導(dǎo)最大值出現(xiàn)次數(shù))，在定子凸極上分別套置有集中線圈，將空間處于磁場相對位置的Pυ個線圈順極性串聯(lián)又串接一只二極管成為一個線圈組，電動機(jī)的每一相繞組是由空間相差180°電角度的兩個線圈組并聯(lián)，其中的二個二極管為反并構(gòu)成。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步描述。


圖1是本實用新型一種定、轉(zhuǎn)子鐵心示意圖；圖2是圖1電機(jī)繞組構(gòu)成示意圖；圖3是單相運(yùn)行時繞組接線圖；圖4是電機(jī)工作原理圖。
圖1所示實例，半導(dǎo)體換流低速磁阻電動機(jī)氣隙磁導(dǎo)最大值出現(xiàn)次數(shù)Pυ＝2，定子鐵心I具有12個凸極，隱極式轉(zhuǎn)子鐵心II無繞組，其齒數(shù)Z2＝34，則定子凸極小齒總數(shù)Z1＝Z2+Pυ＝36，每個凸極上具有3個小齒IV，各凸極上分別套置有集中線圈III，(圖中僅畫出#1線圈)，將空間處于磁場相對位置的2個線圈順極性串聯(lián)又串接一只二極管組成一個線圈組，該電機(jī)在空間360°電角度內(nèi)分別有#1、#7線圈與二極管D1、#2、#8線圈與二極管D3，#3、#9線圈和二極管D5，#4、#10線圈與二極管D2，#5、#11線圈與二極管D4，#6、#12線圈與二極管D6組成六個線圈組，見圖2所示，將空間相差180°電角度的兩個線圈組并聯(lián)，其中的二個二極管反并就構(gòu)成了電機(jī)的一相繞組。三相繞組可以接成Y或△接法，接三相電源而成為三相電機(jī)，也可以如圖3所示，將兩相繞組串聯(lián)后接電源，另一相繞組經(jīng)電容分相后接電源成為單相電機(jī)。
本實用新型電動機(jī)是靠磁阻性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動運(yùn)轉(zhuǎn)的，其工作原理參照圖4，為簡單起見，設(shè)定子12個凸極，每個凸極上小齒為1，即定子齒數(shù)Z1＝12，轉(zhuǎn)子齒數(shù)Z2＝10(或14)，其中Pυ＝2。工作時，定子三相繞組接三相對稱交流電源，若圖4a)所示時刻二極管D1、D3導(dǎo)通，#1、#7及#2、#8線圈通電，產(chǎn)生磁場，由于定子1齒和7齒與轉(zhuǎn)子齒不對準(zhǔn)，磁場發(fā)生扭曲，轉(zhuǎn)子要趨向磁阻最小的狀態(tài)，故產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動轉(zhuǎn)子按圖示方向轉(zhuǎn)動(當(dāng)轉(zhuǎn)子14個齒時轉(zhuǎn)向與圖示方向相反)；當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過60°電角度到圖4b)位置時，D3斷開，D1、D6導(dǎo)通，#1、#7和#12、#6線圈通電，產(chǎn)生磁場和電磁轉(zhuǎn)矩使得轉(zhuǎn)子繼續(xù)按圖示方向轉(zhuǎn)動，依此類推。一個周期內(nèi)二極管的導(dǎo)通次序為D1D3-D1D6-D6D4-D4D2-D2D5-D5D3，每經(jīng)過60°電角度有一只二極管換流，每只管子持續(xù)導(dǎo)通120°電角度。因而，本電動機(jī)是通過與定子繞組直接相連的二極管的開關(guān)作用，使各相繞組按一定次序依次接通電源，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場和方向恒定的電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)電機(jī)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
本實用新型的電動機(jī)可以是轉(zhuǎn)子為內(nèi)轉(zhuǎn)子或外轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，也可以展開成直線運(yùn)動的直線電機(jī)。
綜上所述，本實用新型的半導(dǎo)體換流低速磁阻電動機(jī)轉(zhuǎn)子無繞組，定子采用集中繞組，用二極管實現(xiàn)繞組電流的導(dǎo)通和關(guān)斷，其結(jié)構(gòu)非常簡單，制造、使用都很方便，運(yùn)行安全可靠，成本低，體積小，試驗表明，該電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可以從每分鐘幾轉(zhuǎn)到幾百轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩從幾個牛米到幾百個牛米，其轉(zhuǎn)速范圍寬，力矩大，起動電流小，且起動、制動和反轉(zhuǎn)的時間短，適于頻繁起動、制動和正反轉(zhuǎn)工作，單相電源下運(yùn)行時功率因數(shù)可達(dá)1.0。沒有高速轉(zhuǎn)動和容易磨損的部分，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低；應(yīng)用于食品加工業(yè)，可完全避免了由于齒輪箱潤滑油泄漏造成的對食品的污染，是一種環(huán)保型電機(jī)。
權(quán)利要求1.半導(dǎo)體換流低速磁阻電動機(jī)，其特征在于它包括凸極式定子鐵心[I]、隱極式轉(zhuǎn)子鐵心[II]，轉(zhuǎn)子無繞組，每個定子凸極上具有若干個小齒[IV]，設(shè)轉(zhuǎn)子齒總數(shù)為Z2，定子凸極小齒總數(shù)為Z1，則定、轉(zhuǎn)子齒數(shù)滿足Z1＝Z2±Pυ，(Pυ為氣隙磁導(dǎo)最大值出現(xiàn)次數(shù))，在定子凸極上分別套置有集中線圈[III]，將空間處于磁場相對位置的Pυ個線圈順極性串聯(lián)又串接一只二極管成為一個線圈組，該電動機(jī)的每一相繞組是由空間相差180°電角度的兩個線圈組并聯(lián)，其中的二個二極管為反并構(gòu)成。
2.按權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體換流低速磁阻電動機(jī)，其特征在于電機(jī)是轉(zhuǎn)子為內(nèi)轉(zhuǎn)子或外轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，或者展開成為直線運(yùn)動的直線電機(jī)。
3.按權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體換流低速磁阻電動機(jī)，其特征在于該電機(jī)為接三相交流電源的三相電機(jī)，或為接單相交流電源的單相電機(jī)，當(dāng)為單相電機(jī)時，將三相繞組中的兩相繞組串聯(lián)后接電源，另一相繞組經(jīng)電容分相后接電源。
專利摘要半導(dǎo)體換流低速磁阻電動機(jī)包括凸極式定子鐵心,隱極式轉(zhuǎn)子鐵心,轉(zhuǎn)子無繞組,定子凸極有小齒,小齒總數(shù)Z
文檔編號H02K41/03GK2364620SQ99203620
公開日2000年2月16日 申請日期1999年2月12日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月12日
發(fā)明者陳永校, 史涔溦, 吳建華, 林瑞光 申請人:浙江大學(xué)