[发明专利]集电动机和发电机于一体设备及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电动机、发电机领域，具体涉及一种集电动机和发电机于一体设备及其控制方法。

背景技术

目前的电动机、发电机一体设备一般通过采用永磁铁提供固定磁场，从而实现发电机和电动机之间功能切换，该采用永磁铁的电动机、发电机一体设备虽然能够实现电动机和发电机的功能，且控制简单，但由于采用的永磁铁对工作环境要求苛刻，即为了防止铁屑进入工作区，目前现有的采用永磁铁的电动机、发电机一体设备往往使用封闭设计，但这种封闭设计不利于降温和减小尺寸，从而在长时间高速运行时可靠性无法保障。另外，由于永磁铁提供的磁场固定，因此对于能量转换无法灵活控制。

 发明内容

本发明为解决现有电动机、发电机一体设备采用永磁铁提供固定磁场，且往往采用封闭设计而不利于降温的弊端，提供了一种不需采用永磁铁提供固定磁场，结构简单且工作效率更高的集电动机和发电机于一体设备及其控制方法。

本发明的技术方案是：

一种集电动机和发电机于一体设备，包括外壳，定子和转子，沿定子的第一径向方向绕线形成有第一线圈和第三线圈，以及沿定子的第二径向方向绕线形成有第二线圈和第四线圈，所述第二径向方向垂直于第一径向方向，外壳内壁设有磁场传感器A、磁场传感器B、磁场传感器C和磁场传感器D，且磁场传感器A位于第一线圈和第二线圈之间，磁场传感器B位于第一线圈和第四线圈之间，磁场传感器C位于第三线圈和第四线圈之间，磁场传感器D位于第二线圈和第三线圈之间，所述转子上沿转子轴向方向绕有绕组，其中，

当该设备作为电动机使用时，对转子上的绕组进行通电，磁场传感器A、磁场传感器B、磁场传感器C和磁场传感器D用于感应转子磁场极性，当任一磁场传感器感应到S极或者N极时，分别控制给定子的第一线圈和第三线圈，或者给第二线圈和第四线圈通电流，使得转子一直沿某一方向旋转，该某一方向为顺时针方向或逆时针方向；以及

当该设备作为发电机使用时，对转子上的绕组进行通电并带动转子转动，使得定子上的第一线圈和第三线圈，以及第二线圈和第四线圈产生电流输出。

一种集电动机和发电机于一体设备的控制方法，当该设备作为电动机使用时，其控制方法如下：

对转子上的绕组进行通电，当磁场传感器A、磁场传感器B、磁场传感器C和磁场传感器D中任一磁场传感器感应到转子磁场的S极或者N极时，分别控制给定子的第一线圈和第三线圈，或者给第二线圈和第四线圈通电流，使得转子一直沿某一方向旋转，该某一方向为顺时针方向或逆时针方向；以及

当该设备作为发电机使用时，其控制方法如下：

对转子上的绕组进行通电并带动转子转动，使得定子上的第一线圈和第三线圈，以及第二线圈和第四线圈产生电流输出。

本发明的优点：本发明集电动机和发电机于一体设备通过包括外壳，定子和转子，沿定子的第一径向方向绕线形成有第一线圈和第三线圈，以及沿定子的第二径向方向绕线形成有第二线圈和第四线圈，所述第二径向方向垂直于第一径向方向，外壳内壁设有磁场传感器A、磁场传感器B、磁场传感器C和磁场传感器D，且磁场传感器A位于第一线圈和第二线圈之间，磁场传感器B位于第一线圈和第四线圈之间，磁场传感器C位于第三线圈和第四线圈之间，磁场传感器D位于第二线圈和第三线圈之间，所述转子上沿转子轴向方向绕有绕组，使得当作为电动机使用时，先对转子上的绕组进行通电，磁场传感器A、磁场传感器B、磁场传感器C和磁场传感器D用于感应转子磁场极性，当任一磁场传感器感应到转子磁场的S极或者N极时，分别控制给定子的第一线圈和第三线圈，或者给第二线圈和第四线圈通电流，使得转子沿顺时针方向旋转；或者当任一磁场传感器感应到转子磁场的N极时，分别控制给定子的第一线圈和第三线圈，或者给第二线圈和第四线圈通电流，使得转子一直沿某一方向旋转，该某一方向为顺时针方向或逆时针方向，从而实现电动机将电能转换为机械能的功能；而当作为发电机使用时，需对转子上的绕组进行通电流并驱使转子转动，使得定子上的第一线圈和第三线圈，以及第二线圈和第四线圈产生电流输出，从而实现发电机将机械能转换为电能的功能。

由上可知，本发明集电动机和发电机于一体设备不仅避免了采用永磁铁提供固定磁场，且由于往往使用封闭设计而不利于降温和减小尺寸的弊端，本发明不仅结构简单，而且实现发电机和电动机两种功能共用部件的利用率达到90%。

附图说明

图1为本发明集电动机和发电机于一体设备定子示意图。

图2为本发明集电动机和发电机于一体设备提供的一实施例逻辑控制电路图。