[实用新型]兼有电动、发电回馈和电磁制动功能的可调速旋转电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可调速旋转电机。

背景技术

电动汽车是一种节能减排的交通工具，目前已得到世界各国的广泛重视，并被公认为节能、环保的未来汽车。电动汽车主要分为燃料电池汽车FCV、混合动力汽车HEV和纯电动汽车EV三大类。而这三类中任一种电动汽车都要用电动机作为执行机构来驱动车轮行驶。

现有技术中电动汽车的驱动电机，通常采用交流异步或直流电机，它具有电动、发电回馈的功能；但是不具备电磁制动功能；另外，在电动自行车中的轮毂式电机通常采用的直流电机，其也仅仅具有电动或者发电回馈的功能，也并不具有电磁制动的性能。良好的电磁制动，能避免采用机械制动所固有的热衰退和水衰退现象，提高汽车的制动效能及其恒定性，即提高汽车的安全性能。

实用新型内容

为了克服已有可调速旋转电机不具有电磁制动功能的不足，本实用新型提供一种兼有电动、发电回馈和电磁制动功能的可调速旋转电机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种兼有电动、发电回馈和电磁制动功能的可调速旋转电机，所述可调速旋转电机为变磁阻双凸极电机，所述变磁阻双凸极电机包括定子和转子，定子的凸极上安装有励磁绕组，并且要求同相绕组在其相邻凸极上的绕向相反，各极上的绕组以串联形式连接，为充分发挥电机的电磁制动效能，要求为实现电磁制动使绕组持续通电时，能使定、转子圆周上的凸极以电磁相吸而重合的极弧边距尽可能大。本实用新型电机要求所重合的各极弧相加后其总极弧边距位于60度～200度之间，并且重合的各极弧在圆周上对称分布，反映在电机结构上即使凸极齿宽尽可能增大，通常磁阻电机的凸极齿宽小于槽宽。而本实用新型的转子凸极齿宽大于槽宽。并且也需尽可能减少绕组相数，这即可增大凸极齿宽，也减少了驱动控制器的功率开关元器件数，即有利于降低其成本。因此本实用新型的电机绕组仅为3相和2相两种结构，下面分别描述：

进一步：3相磁阻电机的定子凸极齿宽也大于槽宽，同时定子极数大于转子极数，定子极数为6的整倍数，而转子极数为4的相同整倍数，并且要求同相绕组在其相邻凸极上的绕向相反，即通电后所产生的磁场极性相反，各极上的绕组以串联形式连接。

或者是：2相磁阻电机的定子极数小于转子极数，定子极数为4的整倍数，而转子极数为6的相同整倍数(在此需顺便说明以往此类电机的相数大于等于3，转子极数通常小于定子极数，而在此提出了不同的结构)，为使电机在正、反方向均有自起动能力，要求转子凸极为永磁体，并以异向极性间隔排列，同时也要求同相绕组在其相邻凸极上的绕向相反，即通电后所产生的磁场极性相反，各极上的绕组以串联形式连接。

作为优选的一种方案：所述可调速旋转电机为轮毂式电机，所述转子位于定子外侧。

或者是：所述可调速旋转电机为伺服控制电机，所述转子位于定子内侧。

所述的转子上同轴连接有与转子凸极分布位置相对应的透光码盘，在定子上安装有与定子凸极分布位置相对应的光电耦合开关，所述透光码盘与所述光电耦合开关配合。

本实用新型的技术构思为：通过对当前(直流、交流、变磁阻、步进等)各类调速电机的结构原理和特性的分析、比较推理，本实用新型采用了变磁阻双凸极电机的基本结构形式。并通过制作电机模型，多次改进设计，反复模拟试运行，特别是通过合理安排电机双凸极齿与槽的相对宽度和其绕组的空间布局，来提高和兼顾其电机所要求的多项性能。

该电机的结构原理，首先需应用变磁阻(双凸极)电机所产生电磁转矩的基本表达式：

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