[发明专利]外转子磁阻电动机与光机电一体化控制系统及三相交流电的使用方法

说明书

技术领域：

本发明涉及外转子磁阻电动机，尤其是涉及到磁阻电动机外转子的内部多弧面连接。本发明还涉及外转子磁阻电动机的光机电一体化控制系统。本发明还涉及磁阻电动机采用三相交流电启动运行的方法。

背景技术：

现有技术的磁阻电动机均采用双凸极定、转子结构。在定子磁极上装有简单的集中绕组和把径向相对的两个定子磁极上的绕组构成同相。使用开关型直流供电方式和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，来控制磁阻电动机内部工作磁场的正、反转运行方向，并依靠定、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。其优点在于：结构简单、制造方便、调速性能优良、并允许频繁启动和可以工作在高温、恶劣、甚至是强振动环境等。非常适合在龙门刨床和电动机车上使用。尤其是外转子磁阻电动机，作为两轮电动摩托车的驱动则更加适宜。但到目前为止，还未能检索到有隐极式外转子磁阻电动机的发明，也未发现有利用三相交流电源，使两相或三相隐极式外转子磁阻电动机启动运行的方法以及隐极式外转子磁阻电动机的低成本光机电一体化控制系统案例。

发明内容：

本发明所要提供的是外转子磁阻电动机，它包括有两相、三相或三相以上的外转子(凸极型或隐极型)磁阻电动机。本发明还提供使用三相交流电，使两相或三相外转子磁阻电动机启动运行的方法。本发明还要提供由外转子磁阻电动机与光耦自动控制开关、驱动电路、续流电路、调速电位器、换向开关组成的低成本光机电一体化控制系统。

为了实现上述发明的目的，所采用的第一种技术方案是：把径向相对、半径相同，弧长相等的一对(两极型外转子采用)或多对(四极型以上的外转子采用)不大于同时励磁定子磁极在圆周上所占的角量(三相六极电机单相励磁时为30°两相励磁时为90°，三相十二极电机单相励磁时为15°两相励磁时为45°四相八极电机单相励磁时为22.5°，两相励磁时为67.5°三相励磁时为112.5°，五相十极电机单相励磁时为18°，两相励磁时为54°，三相励磁时为90°四相励磁时为126°，其余多相电机以此类推)且直径略大于定子磁极最大直径的内同心弧面(即：隐极式外转子的磁极面)，通过适当的偏心弧连接过渡到一个或多个较大直径的圆周(多极型隐极式外转子采用)上或一对较大直径的同心弧(两极型隐极式外转子采用)上，使该转子铁心的内弧面与各定子磁极外弧面之间的旋转配合，完全服从定、转子工作气隙由大到小的渐变要求。然后，通过电动机的端盖、轴承与安装固定定子铁心及励磁绕组的空心静轴形成动连接。构成隐极式外转子磁阻电动机的全部运动机构。每个定子磁极的直角齿根宽度不大于与该定子磁极在圆周上的等分角开度。(按“所有定子磁极沿圆周作等距分布，并使定子磁极的宽度与间距相等”)

为了使电动机能够获得开环工作状态，本发明还可以由径向相对、半径相同的四对不大于定子磁极在圆周上的等分角开度(15度)且直径略大于定子磁极最大直径的内同心圆的弧面，并分别通过偏心弧使相邻同心圆的弧面形成连接。使其成为8极型隐极式外转子铁心的内弧面。并使它们与12个定子磁极面之间的旋转配合完全满足定、转子工作磁极气隙长度由大到小的渐变要求。然后，通过电动机的端盖和轴承与安装固定定子铁心(3)及三相励磁绕组的空心静轴形成动连接。构成八极型隐极式外转子磁阻电动机的全部运动机构。每个定子磁极的直角齿根宽度不大于该定子磁极在圆周上的等分角开度。(按“所有定子磁极沿圆周作等距分布，并使定子磁极的宽度与间距相等”)

为了增加定子磁极和励磁绕组的稳定性，还可以利用与定子磁极和励磁绕组外部空间形状相适应的非导磁金属型材，通过硅酮胶黏剂或非导磁金属的紧圈，将其吻合在各相邻的定子磁极之间。亦可采用由聚对羟基苯(甲)酸或“埃康诺”等耐高温的工程塑料或陶瓷制成型材进行操作。也可以把聚对羟基苯(甲)酸材料直接热压就位。