[发明专利]一种基于重复式单相永磁同步电机的机电惯容器及控制方法

权利要求书

1.一种基于重复式单相永磁同步电机的机电惯容器，其特征在于，包括惯容器本体(1)、重复式单相永磁同步电机(2)、与所述重复式单相永磁同步电机连接的外部电路(3)；

所述惯容器本体包括滚珠丝杠(11)、螺母(12)，所述螺母(12)与滚珠丝杠(11)螺纹配合；

所述重复式单相永磁同步电机(2)包括转子(21)、定子(22)、电枢绕组，所述电枢绕组的同相的绕线一端在电机内部短接，另一端通过端子接出，与外界电路(3)相连接；所述转子(21)连接滚珠丝杠(11)一端，所述电枢绕组设置在定子(22)上；当作用力作用到螺母(12)上时，所述螺母(12)做直线运动驱动所述滚珠丝杠(11)旋转，进而带动转子(21)旋转，所述转子(21)旋转时依次切割定子(22)线圈，所述电枢绕组在转子(21)旋转时产生感应电动势，所述感应电动势作用于外部电路(3)。

2.根据权利要求1所述的基于重复式单相永磁同步电机的机电惯容器，其特征在于，所述外部电路(3)包括电力电子开关组(31)和H桥翻转电路(35)；所述电枢绕组通过端口连接所述电力电子开关组(31)；所述电力电子开关组(31)控制H桥翻转电路(35)。

3.根据权利要求1所述的基于重复式单相永磁同步电机的机电惯容器，其特征在于，所述转子(21)的转轴上连接位置传感器(23)，检测转子(21)位置，根据转子(21)位置控制电力电子开关组(31)开通或关断对应的电力电子开关以实现电机的控制。

4.根据权利要求1或3所述的基于重复式单相永磁同步电机的机电惯容器，其特征在于，所述转子(21)为极数个磁极，将电机各相分成极数个扇区，每个扇区内的各绕线通过H桥翻转电路(35)连接电容的第一极板(32)或第二极板(33)。

5.一种与权利要求1所述惯容器相适应的基于位置反馈的电力电子变流器控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：根据定子(22)开槽数确定开关组开关的个数，理想开槽数为15-20电角度/槽，每槽绕组及与其相隔180电角度(具有相同标号)的绕组作为一相；

步骤2：检测转子(21)角度，判断开关通断；假设电机有N相，若磁极中心与某相中心夹角的绝对值小于90/N°则与磁极中心夹角的绝对值小于90/N°的相所对应的开关开通，其余开关关断；其数学表达式为：

其中|θ_sn-θ_r|表示转子磁极与第N相绕组夹角的绝对值，ζ_n表示开关变量，ζ_n＝1表示开关导通，ζ_n＝0表示开关关断；

步骤3：根据转子(21)的极对数个磁极将电机分成极数个扇区，当各个扇区对应的磁极翻转时，H桥翻转电路的状态也发生翻转，进而使电容(34)接入电路的极性翻转。