[发明专利]电磁逆变控制电机

说明书

技术领域

电磁逆变控制电机，属于电机技术领域。

背景技术

三相电机因为在电磁体（定子）通电后会产生旋转的磁场，从而驱动永磁体（动子）和电机轴旋转，所以三相电机的转动方向是确定的，而单向电机或直流电机的电磁体不能产生旋转磁场，在启动电机的时候，电机轴是没有方向性的，可能正转，也可能反转，所以在单向电机中增加了启动绕组，并且使启动绕组与工作绕组的电流在相位上相差一定角度，从而辅助产生旋转磁场，在电机启动时给动子一个旋转的方向，电机启动以后启动绕组断开，电机才能进入正常工作，这也就是为什么电机在启动时有启动电流，而启动电流是电机工作电流的4～7倍，单向电机在启动时需要耗费大量的电能，造成能源浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种无启动电流、节能、结构简单的电磁逆变控制电机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该电磁逆变控制电机，包括定子、动子、电机轴和相位检测装置，动子与电机轴固定连接，定子轴向固定设置在两个动子之间，所述定子中有X个分别缠绕有线圈的电磁体，电磁体均匀排列在一个与电机轴同轴的圆周上，动子中有M个永磁体，永磁体均匀排列在一个与电机轴同轴的圆周上，相邻两个永磁体的极性相反，电磁体与永磁体的磁极端面轴向相对设置，其中X≥3，M为偶数，M＞X且M≠2X，相位检测装置用于检测动子中永磁体的相位。断电后永磁体包括平衡永磁体和非平衡永磁体，平衡永磁体磁极端面的中心轴向位于一个电磁体的中部，非平衡永磁体的中心位于相邻两个电磁体的中心之间。相位检测装置固定在电机轴端部，或者定子与动子之间，两个定子中的永磁体数量相同，永磁体轴向相对设置，相对的两个永磁体的极性相反，从而与电磁体两端的极性相反。M＞X，打破了电磁体与永磁体的平衡，与非平衡永磁体相对的电磁体通电就可以给动子一个旋转方向，不需要启动绕组，电机启动电流与工作电流大小是相同的，这是目前的单向电机或直流电机所无法做到的，具有节能、结构简单的特点，利用定子中的线圈通电使电磁体产生极性来驱动动子中的永磁体，定子固定设置在两个动子之间，利用一个线圈的电流产生的两个磁极分别驱动两个永磁体，能够充分利用电能。

优选的，所述电磁体的数量X为偶数，且每个动子中永磁体的数量M＜2X。电磁体为偶数可以同时控制相对的两个电磁体换向，线圈的缠绕以及控制都更加简单，M＜2X，一个电磁体最多与三个永磁体相对，因为永磁体极性相反依次设置，所以每个电磁体均衡推动永磁体转动，避免出现电磁体与四个或四个以上永磁体相对，防止同时给动子两个旋转方向，所以M＜2X效率更高，充分利用永磁体的磁能。

优选的，所述电磁体的数量X为四个，永磁体的数量M为六个，相对的两个电磁体上的线圈并联且反方向缠绕。反方向缠绕可以使相对的两个电磁体极性相反，此方案是电磁体为偶数且X≥3的电磁体的最小数值，永磁体的数量也为最小值，首先控制简单，电磁体与永磁体的数量越多，需要换向的频率和次数就越多，造成控制电路复杂，另外对加工和装配的精度要求也随着电磁体与永磁体的数量的增加而增加，平衡永磁体磁极端面中心并不一定与相对电磁体的端面中心绝对重合，电磁体与永磁体并非是绝对的对称分布，可能会有一定的偏差，这就要求加工和装配的精度非常高，而X=4，M=6能够允许比较大的误差，便于加工和装配，降低成本；并联可以减小电阻，能够减小工作电流，提高电机的功率。

优选的，所述电磁体的数量X为三个，永磁体的数量M为四个。此方案是电磁体和永磁体的最小数量，对加工和装配的精度要求低，永磁体之间、电磁体之间的间隙最少，能够最大限度的防止漏磁，提高能源利用率和电机的功率。

优选的，所述电磁体与永磁体的磁极端面均为扇形。永磁体与电磁体是相对旋转的，而扇形的永磁体与电磁体在相对旋转过程中，它们相交的面积是没有发生变化的，这样可以充分利用电磁体与永磁体的磁能，进一步提高电机的输出功率。

优选的，所述电磁体首尾相接构成一个封闭的环形。能够最大限度的利用永磁体的磁能，避免电磁体转动过一个空白区而做无用功。

优选的，所述永磁体首尾相接构成一个封闭的环形。防止两个电磁体之间的间隙产生漏磁，提高电流的利用率。

优选的，所述电磁体为两端大中间小的工字型，线圈绕设在电磁体的中部。缩小了线圈的直径，也就可以减少电感量，提高电流方向的转换速度，从而提高转速，同时增大电磁体的磁通存量和平面磁场切割力。