[发明专利]一种永磁型单相开关磁阻电机及其控制方法

权利要求书

1.一种永磁型单相开关磁阻电机，其特征在于：包括电机输出轴、控制系统以及至少一组电枢装置，所述电枢装置包括定子（1）和转子（2），所述定子（1）和转子（2）的凸极之间为气隙，所述转子（2）固定套接在电机输出轴（5）外周，所述定子（1）上的凸极数量与转子（2）上的凸极数量一致，在所述定子（1）的凸极部位安装有定子电磁绕组（4），相邻的定子电磁绕组（4）的绕制方向相异，第一个定子电磁绕组的头和最后一个定子电磁绕组的尾分别与控制系统的功率电路输出端相连接，当定子电磁绕组中有电流流过时，相邻各定子凸极所产生的磁场极性相异，在所述转子（2）的凸极部位嵌装有永磁体（3），所述永磁体（3）的充磁方向为径向，所述转子（2）中相邻的各凸极所嵌装的永磁体（3）的极性相异，当定子和转子的凸极重合时，则构成闭合的磁场回路；

所述功率电路为采用四个开关管Q1、Q2、Q3、Q4构成的H桥电路，每个桥臂由上管和下管构成，任一桥臂的上管与对应桥臂的下管构成一组，同时导通或截止，两个桥臂上都设置有至少一个隔离二极管，两个桥臂的输出端与定子绕组的二端相连接，还分别连接有续流二极管，并通过续流二极管与储能电路相连接，储能电路由单个储能元件构成，或者由复合储能元件共同构成；

所述H桥电路中的定子绕组L两端分别与续流二极管D5和续流二极管D6连接，所述续流二极管D5、D6通过隔离二极管D7、D8与开关管Q1、Q3连接，电源E分别通过隔离二极管D9、D10与开关管Q1、Q3连接，所述定子绕组L分别通过续流二极管D5、D6以及下管中的保护二极管D2、D4，在开关管截止状态下与储能电容C构成充电回路，所述储能电容C在任一组开关管导通的状态下都能够向定子绕组L放电；

所述控制系统中设置有极性检测电路、位置检测电路以及储能电容电流检测电路。

2.根据权利要求1所述的永磁型单相开关磁阻电机，其特征在于：所述电枢装置为两组，即所述永磁型单相开关磁阻电机的定子（1）由前段定子铁芯和后段定子铁芯组成，所述转子（2）由前段转子铁芯和后段转子铁芯组成，前、后段所包含的定子、转子铁芯各自构成独立且自行闭合的磁场回路；

所述前段定子铁芯和后段定子铁芯的凸极数量相等，且两段定子铁芯之间留有间隙，所述前段定子铁芯和后段定子铁芯中的凸极部位按交叉定位布置，即前段定子铁芯的凸极中心线与后段定子铁芯的凹部中心线相对应，所述前段定子铁芯上的定子电磁绕组与后段定子铁芯上的定子电磁绕组共同组成单相电机的定子电磁绕组；

所述前段转子铁芯和后段转子铁芯的凸极数量相等，且与对应定子铁芯上的凸极数量相同，所述前段转子铁芯和后段转子铁芯之间留有间隙，所述前段转子铁芯和后段转子铁芯中凸极的中心线在同一直线上；

当前段定子铁芯中的凸极部位中心线与前段转子铁芯中的凸极部位中心线对应时，后段转子铁芯中的凸极部位中心线与后段定子铁芯的凹部中心线相对应，所述前段转子铁芯和后段转子铁芯均安装在电机输出轴（5）上，且与电机输出轴（5）同步转动。

3.根据权利要求1所述的永磁型单相开关磁阻电机，其特征在于：所述电枢装置为两组，即所述永磁型单相开关磁阻电机的定子（1）由前段定子铁芯和后段定子铁芯组成，所述转子（2）由前段转子铁芯和后段转子铁芯组成，前、后段所包含的定子、转子铁芯各自构成独立且自行闭合的磁场回路；

所述前段定子铁芯和后段定子铁芯的凸极数量相等，且两段定子铁芯之间留有间隙，所述前段定子铁芯和后段定子铁芯中的凸极部位按交叉定位布置，即前段定子铁芯的凸极中心线与后段定子铁芯的凹部中心线相对应，所述前段定子铁芯上的定子电磁绕组与后段定子铁芯上的定子电磁绕组共同组成单相电机的定子电磁绕组；

所述前段转子铁芯和后段转子铁芯的凸极数量相等，且与对应定子铁芯上的凸极数量相同，所述前段转子铁芯和后段转子铁芯之间留有间隙，所述前段转子铁芯和后段转子铁芯中的凸极部位按交叉定位布置，即前段转子铁芯的凸极中心线与后段转子铁芯的凹部中心线相对应；

当前段定子铁芯中的凸极部位中心线与前段转子铁芯中的凸极部位中心线对应时，后段转子铁芯中的凸极部位中心线与后段定子铁芯的凸极部位中心线也对应，所述前段转子铁芯和后段转子铁芯均安装在电机输出轴（5）上，且与电机输出轴（5）同步转动。