[实用新型]一种超宽电压电动机

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种电动机，特别是一种超宽电压电动机。

背景技术

现有的电动机均是在特定的电压范围内工作，当电源供给的电压超过电动机的使用电压范围时，电动机就不能正常运行甚至被烧掉，这对于大量兴起的新能源发电行业是无法正常使用的。以风力发电为例，当风力大的时候，风力发电机组发出的能量较大、电压就高，反之发出的能量就小、电压就低，这些发电装置发出的能量和电压始终根据外界风力状况而变化，无法输出恒定的能量和发电电压，无法直接带动现有的电动机运行。因而在风力发电行业普遍采用的配置模式为：风力发电机+整流控制器+电池组+逆变器+电机控制器+电动机。其中，风力发电机将风能变为电能，整流控制器将风力发电机发出的不稳定的交流电整流后给电池组充电，逆变器把电池组中的直流电逆变成稳定电压、稳定频率的交流电，再输入电机控制器拖动电动机运行，通过这样的整流、充电、放电、逆变环节，将风力发电机不稳定的电压、不稳定的频率，转换成电动机需要的稳定电压和稳定频率，使电动机可以正常运行。由于增加了这些繁琐的变换后给系统带来了很大的弊端，一是当风力发电电压整流后低于电池组的充电下限值时，风力发电机的电能无法流入电池组，系统只是空转，当风力发电电压整流后高于电池组的充电上限值时，整流控制器将切除风力风电机与电池组的联系，风力发电机的电能也不能流入电池组，系统也只是空转，这就造成风力发电系统的工作范围很窄。二是增加了昂贵的成本，电池组价格不菲且是易损件，整流控制器、逆变器的主要器件均要从国外进口，价格更是高的很，整流控制器、电池组、逆变器约增加了系统成本60％以上。三是系统使用率低、效率低，系统存在空转问 题使用率变低，既是在正常发电状态，经过整流、充电、放电、逆变过程，降低了系统效率。四是增加了系统的故障点，电池组要经常维护、定期更换，逆变器、整流控制器属电子产品，故障率高，运行成本高。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题是：针对新能源行业迫切需要，克服现有技术的不足，简化新能源系统配置，提供一种超宽电压电动机(简称电动机)，特别是提供直接使用于新能源系统的电动机，该电动机可以在电源电压大范围变化的情况下工作运行，如果用在风力发电系统中可以省去整流控制器、电池组、逆变器，电动机直接吸收风力发电机发出的不稳定的电压运行，带动负载做功。

本实用新型的技术解决方案是：一种超宽电压电动机，由电动机部分和驱动控制器部分组成。电动机部分为稀土永磁转子结构，永磁体具有恒定的励磁磁场，可以保证电动机在任何情况下均处于理想的强磁场状态，当电动机通入电流时，这个电流将与永磁磁场耦合产生旋转转矩，使电动机带动负载设备运行做功。电动机所输出的功率、转矩和转速与电动机所得到的电压有关，得到的电压高，电动机所输出的功率就大、转矩就大、转速就高，反之亦然。这样就突破了现有电动机只能使用恒定电压的局限性。驱动控制器的输入端与电源侧连接，输出端与电动机连接，驱动器始终保证电动机在任何电压下均能工作在最佳状态。

本实用新型的原理是：一种超宽电压电动机为稀土永磁励磁方式，由于永磁体具有恒定的励磁磁场，可以保证电动机在任何情况下均处于理想恒定的强磁场状态，当风力发电机因风力加大产生的电能变大、电压变高时，电动机得到的电压变高，电动机的输入电流I变大，根据电动机的转矩公式：T＝CmΦI

式中：T----电动机转矩

Cm----电动机的转矩系数

Φ----电动机的磁通

I----电动机输入电流

当电动机的输入电流I变大时，电动机的输出转矩将变大，电动机将带动设备加速运转，电动机的做功加大，电动机吸收的能量变大，可以把风力发电机因风力加大多产生的能量吸纳掉。反之，当风力发电机因风力变小、产生的电能变小，电压变低时，电动机得到的电压变低，电动机的输入电流I变小，根据电动机的转矩公式T＝CmΦI所示，电动机的输出转矩将变小，电动机将带动设备减速运转，电动机的做功减小，电动机吸收的能量变小，这恰好适应了风力发电机因风力变小所产生的能量不足的状况。