[发明专利]用于智能电动执行器的两相励磁开关磁阻电机

说明书

技术领域：

本发明涉及开关磁阻电机技术，特别涉及一种用于智能电动执行器的开关磁阻电机。

技术背景：

电动执行器是集电子技术、自动控制、检测技术、电机技术与一体的机电设备，在远程或危险区域、需要较大转矩应用场合、需快速定位的阀门场合等情况下代替手工阀门操作，在危险场所或者需要远程控制的场合，电动执行器的应用有效地保障了生产的安全性，提高了生产效率和系统的可靠性，尤其实在化工、冶金、电力等领域，电动执行器更是得到了广泛的应用。

目前，市场出售的电动执行器都是利用交流电机作为执行器动力源，机械结构复杂，调节反应时间慢，控制精度低，不利于阀门产品的更新换代，已经不能跟上工业发展的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于智能电动执行器的开关磁阻电机，克服现有电动执行器的缺陷，提供一种能够作为电动执行器位置控制执行元件的开关磁阻电机，结构简单，利用开关磁阻电机独特的步进特性提高了控制精度，基于变频控制的模式实现了快速控制。并且此电机采用两相励磁的工作方式，任何时刻都有两相绕组同时励磁工作，电机运行所需电流小，转矩大，转矩波动小，在克服噪声方面取得很好的进展，电机绝缘等级达到F级。

本发明用于智能电动执行器的两相励磁开关磁阻电机包括：电机外壳、定子、转子、电机轴、绕组；定子转子均由硅钢片叠压而成，绕组集中缠绕在定子极上，定子在转子外围，转子与电机同轴；电机轴与电动执行器的蜗杆相连，蜗杆一端连接手轮。同时，电机轴与电动执行器的星型齿轮相连。

所述的开关磁阻电机工作方式为两相同时励磁方式，以四相8/6极开关磁阻电机为例，励磁顺序为DA-AB-BC-CD-DA，即任意时刻都有两相绕组同时励磁的电机工作方式。

所述的开关磁阻电动机的电机壳内部安装有电机转子光电位置传感器，光电位置传感器输出的信号，输入至电动执行器的控制器控制单元的位置反馈引脚，控制器根据转子位置信号，决定电机绕组电流的导通和关断。

所述的开关磁阻电机的绕组浸漆。

所述的开关磁阻电机内部绕组端部安装有热保护开关，保护开关的工作温度≤155°。

所述的开关磁阻电机后端盖设有预留的安装孔。

本发明提供的用于智能电动执行器的两相励磁开关磁阻电机可以带来以下有益效果：结构简单，易于维护，可靠性高，采用本发明的电动执行器可以广泛应用于各种场合，甚至恶劣环境；开关磁阻电机本身具有的步进特性提高了控制精度，实现准确定位，基于变频技术的调速模式实现了快速控制；本发明的开关磁阻电机在设计时专门针对两相导通工作模式，起动电流小，转矩大，与常用单相导通工作模式相比，平均输出转矩增大，转矩脉动减小，在降噪减震方面取得良好效果。同时，开关磁阻电机的结构简单，定子转子均由硅钢片叠压而成，定子转子无永磁体，绕组集中缠绕在定子极上，可靠性高，将绕组浸漆更易于散热，工作最高温度上限可以达到155°，即电机绝缘等级达到F级。

附图说明

图1是本发明用于智能电动执行器的两相励磁开关磁阻电机的结构图。

图2是光电位置传感器输出的位置信号至电动执行器的控制器控制单元位置反馈引脚。

图3是用于智能电动执行器的两相励磁开关磁阻电机的励磁电压序列图。

图4是本发明用于智能电动执行器的两相励磁开关磁阻电机的初始0°位置。

图5是本发明用于智能电动执行器的两相励磁开关磁阻电机的转矩图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行说明：

如图所示，本发明用于智能电动执行器的两相励磁开关磁阻电机包括电机壳1，定子2，转子3，电机轴4，绕组5；定子2、转子3均由硅钢片叠压而成，绕组5集中缠绕在定子2上，定子2在转子3外围，转子3与电机同轴。电机轴4与电动执行器的蜗杆相连，蜗杆一端连接手轮。

开关磁阻电动机的电机壳1内部安装有电机转子光电位置传感器7，转子3带遮光片6，位置传感器7为光电传感器，转子3旋转时遮光片6遮挡位置传感器7的光电槽，产生位置信号，光电位置传感器7输出的位置信号，输入至电动执行器的控制器控制单元TMS320F240(美国TI公司)的位置反馈引脚CAP/IOP，如图2所示，控制单元TMS320F240根据转子位置信号，决定电机绕组5电流的导通和关断，实现对开关磁阻电机的运行控制。

所述的电机轴4与电动执行器的星型齿轮相连。

电机绕组5端部安装有热保护开关9，当温度高于155°时，热保护开关打开，绕组断电，实现对电机的保护。

开关磁阻电机后端盖设有预留的安装孔8，用于和电动执行器的其它部件相连。