[发明专利]一种磁阻电动机及提高电动机有效功率的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种磁阻电动机，尤其是涉及一种可以采用交流电直接起动运 行的非开关型磁阻电动机。本发明还涉及磁阻电动机所用的转子铁心。本发明 还涉及一种避免绕组端部损失而提高电动机有效功率的方法。

背景技术：

以往的磁阻电动机，都是采用单极型驱动电路和使用直流电开关型供电电 源，并由控制器借助安装在转子轴杆上的位置检测器所提供的定、转子相对位 置的信息，使控制器按照一定的顺序，连续不断地接通和断开相应相定子绕组 的电流，而使电动机形成内部旋形成的旋转磁场，通过定、转子工作磁极之间 存在的可变磁阻回路，使转子受到向磁阻最小位置运动的倾向磁吸力而产生连 续运行。这种电动机的定、转子铁心均由硅钢片叠制而成。其存在的不足之处 是：它不能够直接利用交流电源进行工作，而必须要借助系统复杂、成本昂贵 的控制器才能实现起动运行。而开关性的供电方式对于连续运行的电动机来说， 又是十分有害的。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题，就是要提供一种不需要控制器并能够利用交 流电源直接起动运行的非开关型磁阻电动机。

为了解决上述技术问题，采用的第一种技术方案是：将现有技术三相开关 型磁阻电动机的硅钢片凸极定子铁心及集中式绕组和两极型凸极转子铁心及轴 杆，轴承、端盖、机座组成了非开关型磁阻电动机的全部运动机构。工作时， 直接采用三相交流电起动运行。由于交流电的正弦波特性。必然会使等距分布 在定子铁心上的相邻相绕组线圈之间的的两极型磁场产生相互叠加和形成综合 磁场，两极型的综合磁场在各相绕组线圈的峰值电压影响下，在电机内部形成 位移旋转。而两极型的凸极转子铁心则遵循“磁阻最小的原理”而跟随电机内 部的两极型旋转磁场作同步运行。改变交流电源的频率，即可改变电动机的运 行速度，调整各相绕组线圈的通电规律，即可改变电动机的旋转方向。由于该 电动机的各相绕组均承受双极驱动。因此不会在转子铁心上产生交变磁通。所 以该两极型凸极转子铁心，不但可以用硅钢片叠制，还可以采用整体式的铁磁 材料(包括永久磁铁)制造。

为了解决上述技术问题，采用的第二种技术方案是：采用隐极式定子铁心 和单层分布式三相绕组与机座、端盖、轴承、轴杆后以及两极型的凸极转子铁 心构置而成。对于分布在隐极式定子铁心上的各线圈，均以径向相对的一组构 成同相，并使其在通电时产生的磁通路径符合两极型长磁路特征。工作时，直 接采用三相交流电起动运行。由于交流电的正弦波特性。必然会使等距分布在 定子铁心上的相邻相绕组线圈之间的的两极型磁场产生相互叠加和形成综合磁 场，，两极型的综合磁场在各相绕组线圈的峰值电压影响下，在电机内部形成位 移旋转。而两极型的凸极转子铁心则遵循“磁阻最小的原理”而跟随电机内部 的两极型旋转磁场作同步运行。改变交流电源的频率，即可改变电动机的运行 速度，调整各相绕组线圈的通电规律，即可改变电动机的旋转方向。由于该电 动机的各相绕组均承受双极驱动。因此不会在转子铁心上产生交变磁通，所以 该两极型凸极转子铁心，不但可以用硅钢片叠制，还可以采用整体式的铁磁材 料(包括永久磁铁)制造。

在上述两种技术方案中，所用的两极型的凸极转子铁心还可以是采用整体 式的铁磁材料制作后，再与两端的半截轴杆焊接而成

在上述两种技术方案中，所用转子轴杆可以是实心轴杆也可以是带自动抽 风功能的空心轴杆。

在上述两种技术方案中，两极型凸极转子铁心的极面为包含有同心圆弧线 的椭圆形面且两侧对称。两凸极之间的连接可以是不同直径的正弧线连接，也 可以是凹形型的反弧线连接，还可以是直线连接。

在上述两种技术方案中，定子铁心和机座之间、或是在轴承与端盖之间、 或是在凸极转子铁心与轴杆之间的连接，还可以在一处或多处采用增加隔磁材 料(如：有色金属及其合金或工程塑料等)的方式来实现。并以此阻断磁通在 该路径上的轴向闭合，使“非开关型磁阻电动机”的有效功率提高。作为提高 电动机有效功率的一种方法。它还可以应用到所有的磁阻电动机以及任何类型 的交、直流电动机上，产生同样的效果。

在上述两种技术方案中，对于各定子绕组之间的空隙部分，可以采用硅酮 模塑料或导热性极高的埃康诺(Ekonol的音译)等电气性能优良的绝缘材料进 行充填。