[发明专利]一种可双向运行的固定电刷式机电混合无弧换向直流电机

权利要求书

1.一种可双向运行的固定电刷式机电混合无弧换向直流电机，其特征在于包括：定子、转子和换向装置；所述转子可转动的设置在所述定子围成的空间内，换向装置设置在所述转子和所述定子之间；所述固定电刷式机电混合无弧换向直流电机的所述定子为p对永磁体磁极，所述转子为星形联接的m相电枢绕组；所述固定电刷式机电混合无弧换向直流电机的气隙磁场和电动势为梯形波，电枢电流为方波；所述换向装置包括电子部分和机械部分；所述换向装置的机械部分包含电刷和换向器；

所述电刷具有6个，其分别为电源正极电刷Ⅰ、电源正极电刷Ⅱ、正向续流电刷、电源负极电刷Ⅰ、电源负极电刷Ⅱ和反向续流换电刷；所述电源正极电刷Ⅰ、电源正极电刷Ⅱ、正向续流电刷、电源负极电刷Ⅰ、电源负极电刷Ⅱ和反向续流换电刷根据磁极位置固定在定子侧；所述电源正极电刷Ⅰ和所述电源正极电刷Ⅱ分别设置在N极中心线两侧30°电角度，30°/p机械角度位置；所述正向续流电刷位置滞后N极中心线90°电角度，90°/p机械角度；所述电源负极电刷Ⅰ和电源负极电刷Ⅱ分别设置在S极中心线两侧30°电角度，30°/p机械角度位置；所述反向续流电刷位置滞后N极中心线90°电角度，90°/p机械角度；

所述换向器固定在转子侧，随转子一同旋转；所述换向器包含p个换向片组，每个所述换向片组由m相换向片构成，彼此之间通过云母片绝缘，按圆周排布；每相所述电枢绕组连接到属于该相的p个换向片；每极每相换向片加上其前后绝缘云母片为180°/m电角度，180°/(pm)机械角度；同一极下，每相换向片互差360°/m电角度，360°/(pm)机械角度；不同极下，属于同一相的换向片互差360°电角度，360°/p机械角度。

2.一种可双向运行的固定电刷式机电混合无弧换向直流电机，其特征在于包括：定子、转子和换向装置；所述转子可转动的设置在所述定子围成的空间内，换向装置设置在所述转子和所述定子之间；所述固定电刷式机电混合无弧换向直流电机的所述定子为p对永磁体磁极，所述转子为星形联接的m相电枢绕组；所述固定电刷式机电混合无弧换向直流电机的气隙磁场和电动势为梯形波，电枢电流为方波；所述换向装置包括电子部分和机械部分；所述换向装置的机械部分包含p个电刷组和换向器；

每个所述电刷组包含：电源正极电刷Ⅰ、电源正极电刷Ⅱ、正向续流电刷、电源负极电刷Ⅰ、电源负极电刷Ⅱ和反向续流换电刷；所述电源正极电刷Ⅰ、电源正极电刷Ⅱ、正向续流电刷、电源负极电刷Ⅰ、电源负极电刷Ⅱ和反向续流换电刷根据磁极位置固定在定子侧，每个所述电刷组对应一对磁极；所述电源正极电刷Ⅰ和所述电源正极电刷Ⅱ分别设置在N极中心线两侧30°电角度，30°/p机械角度位置；所述正向续流电刷位置滞后N极中心线90°电角度，90°/p机械角度；所述电源负极电刷Ⅰ和所述电源负极电刷Ⅱ分别设置在S极中心线两侧30°电角度，30°/p机械角度位置；所述反向续流电刷位置滞后N极中心线90°电角度，90°/p机械角度；

所述换向器固定在转子侧，随所述转子一同旋转；所述换向器由m相换向片构成，彼此之间通过云母片绝缘，按圆周排布；每相所述电枢绕组连接到属于该相的一个换向片；每相换向片加上其前后绝缘云母片的电角度和机械角度均为180°/m，每相换向片互差的电角度和机械角度也均为360°/m。

3.根据权利要求1或2之一的所述可双向运行的固定电刷式机电混合无弧换向直流电机，其特征在于：p组换向片和p组电刷两种结构在一对磁极情况下完全一样。

4.根据权利要求1或2之一的所述可双向运行的固定电刷式机电混合无弧换向直流电机，其特征在于：在任意磁极对数情况下，换向装置的电子部分是相同的。

5.根据权利要求4的所述可双向运行的固定电刷式机电混合无弧换向直流电机，其特征在于：所述电子部分包含一套或多套续流缓冲电路，其中每套续流缓冲电路包括一个缓冲电容和正、反向两个续流桥臂，每个续流桥臂由三个二极管组成；所有的电源正极电刷连接直流电源正极，所有的电源负极电刷连接直流电源负极，所有的正向续流电刷和所有的反向续流电刷分别连接到正、反向续流桥臂的中点。

6.根据权利要求1或2之一的所述可双向运行的固定电刷式机电混合无弧换向直流电机，其特征在于：直流电源极性转换开关用于保证供电的直流电源电压极性反转时续流电路供电极性仍保持不变，仅电源换向片极性发生反转。