[发明专利]一种具有失电自锁功能的开关磁阻电动机

说明书

技术领域

本发明涉及开关磁阻电动机技术领域，尤其为一种具有失电自锁功能的开关磁阻电动机。

背景技术

现有的双凸极开关磁阻电动机的转子凸极通常采用铁芯材料制成，当定子励磁线圈无激励电流时，转子凸极与定子凸极之间即不存在任何作用力，此时若要制动，只能借助于外部装置的作用力，如制动装置的摩擦片作用于运动物体表面所产生的摩擦制动力，此制动方式，既消耗摩擦材料，同时也浪费电能量。同时存在安全隐患。

目前，在电动机实际应用中，有一类电动机需要频繁启动和制动，如电梯曳引电动机、汽车驱动电动机、吊机、卷扬电动机等，这类电动机通常具有以下要求：(1)能频繁地启动和制动(2)可靠性高(3)运行平稳噪声低。开关磁阻电动机具有低速大扭矩和优良的操控性和运转平稳性。若能实现开关磁阻电动机的转子永磁凸极与定子励磁凸极之间较强的静态磁作用力，就能形成一种带自锁机构的开关磁阻电动机，使电动机制动就不再需要附加庞大的制动装置。

发明内容

本发明目的是设计出一种带有失电自锁功能的开关磁阻电动机，同时该电动机启动电流小，扭矩大、平稳性好、控制性好。

为实现上述目的，本发明的基本技术思路是：在开关磁阻电动机的定子上设置有若干“励磁凸极对”，这些“励磁凸极对”结构相互独立、磁路相互隔离，在转子上设置有若干“永磁凸极对”。如附图1所示，“励磁凸极对”采用励磁线圈和铁芯材料构成，“永磁凸极对”则是由铁芯材料104和永磁材料103、107组合构成，每个“励磁凸极对”有两个凸极102、108，每个“永磁凸极对”也有两个凸极103、107。每个“励磁凸极对”和每个“永磁凸极对”的两个凸极均沿电动机转动轴105轴向设置，且使得定子“励磁凸极对”的两个凸极与转子“永磁凸极对”的两个凸极在电动机轴向的位置完全相同，即定子“励磁凸极对”前方凸极108一定是与转子“永磁凸极对”前方凸极107正对，正对的凸极之间存在极小的磁路气隙，同样，定子“励磁凸极对”后方凸极102一定是与转子“永磁凸极对”后方凸极103正对，正对的凸极之间存在极小的磁路气隙。此结构开关磁阻电动机的转动原理是，当转子“永磁凸极对”作圆周运动位于两个定子“励磁凸极对”之间时，位于运动方向前方的定子“励磁凸极对”与运动的“永磁凸极对”“凸极”之间因磁极性相异而对其有磁吸引力，位于运动方向后方的“励磁凸极对”则因磁极性相同而对其则有排斥力，电动机激励控制电源通过改变激励电流方向来控制“励磁凸极对”的磁极性，实时形成磁吸引力或磁排斥力。当转子“永磁凸极对”的凸极与定子“励磁凸极对”的凸极正对时，(如附图1所示)，该定子“励磁凸极对”的激励电流即改变方向，进而使该定子“励磁凸极对”磁极性改变，该“励磁凸极对”从之前吸引其正下方的“永磁凸极对”，使其靠拢，改变成排斥其正下方的“永磁凸极对”，使其离开，电动机激励控制电源实时改变定子各“励磁凸极对”激励电流方向，以使转子上各“永磁凸极对”始终处在被旋转运动方向前、后定子“励磁凸极对”“前拉后推”的作功状态。此结构电动机在停止或突然断电的情况下，转子上“永磁凸极对”会按“最小磁路原理”对临近的、已经失去激励电流控制的定子“励磁凸极对”产生磁吸引力矩，这样，轴向设置的定子“励磁凸极对”两个凸极与轴向设置的转子“永磁凸极对”两个凸极会趋向于正对(如附图1所示)，就能在定子“励磁凸极对”和转子“永磁凸极对”之间形成闭合的磁回路，该闭合磁回路呈轴向环绕，由于轴向闭合磁回路较短，定子上“励磁凸极对”与转子“永磁凸极对”之间均能产生强大的磁吸合力，从而能有效制动该电动机转子继续旋转，电动机转子被紧紧锁住，实现电动机停电或断电时的自锁功能。