[发明专利]电子换向磁阻电动机

说明书

本发明为具有绕组式磁轭的新型直流电动机，其中，驱动电动机的旋转磁场由磁轭绕组的电子换向所产生。

与众多电子换向电动机不同，本发明的电动机不需要用以产生有效转矩的永磁铁，因此本发明的电动机比一般的同类电动机的制造费用更低。

这种电动机例如可从英国Messrs.Tasc传动设备有限公司的说明书中了解到。这种电动机有8个定子极，以及在该定子内转动的一个6极转子。对转子励磁的磁通经两个相对安放的极，穿过定子圆周的一半及转子直径，它因此在相当大的长度上是穿过无绕组铁轭，只是造成了损耗。

DOS 2953032/79的图1示出的一种电动机具有3个相互绝缘的绕组式定子轭。由于由它们按相互分开120°布置，并非对置，因此有大的径向力作用在转子上，导致轴承过早地磨损。

本发明的技术问题是要给出如何制造一些不同型式的电子换向电动机的几种可能性，并且提供关于磁路及换向回路的通用解决办法，以达到制造低耗、低成本及重量轻的电动机的目的。

技术问题的解决在独立权利要求中讲述，而制造的细节在从属权利要求或图示中讲述。

下面是一些一般理论考虑：

长时期来，相应于本发明的电子换向磁阻电动机被认为不如永磁铁励磁的电动机优越，这是由于磁轭磁化能不是来自永磁体，而是每当电磁极要吸引转子极时，该能量必须以电的形式供给。根据本发明的讲述，该能量周期性恢复并传输到接着起作用的轭，其原因在于一个轭11Y的去磁能量产生的自感应电压Ua以预磁能的形式传输到后面的轭11X。由于这一点，实现了节能(高效率)并在转子的极离开刚被断开的极而接近的轭中迅速提高磁通。

为了供更好地理解本发明，现定义了图的参考编号的编号体制，其中参考编号的开始的数字说明标示零部件所属的组别：详细做法如下：

-产生有效转矩的电动电路的零件标记开始的数字为1；

-电动机绕组的控制电路的零件标记的开始数字为2；

-用于检测转子极相对于电磁励磁电路极的位置的电路的零件标记的开始数字为3；

-使转子转到起始位置的磁路的零件(不是所有的型式的电机都有)标记的开始数字为4。

原则上讲，所有这些组成部件在许多现有技术的不同形式中都有，并且仅是在经过有效组合，使它们与磁动回路(铁轭和绕组)相互作用而取得主要的新奇特点这个意义上说组成本发明的主题。驱动磁路的特点是，在线绕磁轭的一侧(并尽可能在转子一侧)，采用了尽可能短的磁路(理解为磁力线)。至少线绕磁轭的磁路的50％长度位于有电流流过的绕组内部，从而有利于提高励磁通量。在最理想的情况下，可能出现绕组占轭11的90％长度。线绕轭(或多个轭)相对转子对称布置，因此，不产生径向磁力，只产生转矩。

图1示出根据本发明的一个电动机的总视图，作为一个非限制性的实施例。该电动机磁路由两个水平U形磁轭11X及两个垂直磁轭11Y组成，在这种情况下，4个轭是相同的。每个轭各有两个极111，它们都指向转子，并且当电流经过主绕组112或经过次绕组113时，呈现南北极性。

因此，有8个极组成一个圆的圆周各部分，围在轴向旋转的转子周围。转子有6个极121，它们由一个小的气隙与外面的极111隔开，并组成一个大体与极111的表面对应的表面，其宽度则大体上与轭11的两个腿的开口相对应。

从图1可以推断，当4个转子极121与垂直轭111Y的4个极111对置时，则其余外部水平极111X位于与极121的极空隙122对置。转子极121由一个公共的转子轭123互联，因此，这些部件仅是转子12的叠片组件，它由冲压的带有缺口的圆形电磁金属片组成。这些部件借助一个弹性部件53装在转子轴52上。这个部件例如可以是用有弹性的塑料制成，它的作用是减弱转子的振动或者减轻其重量。如果转子叠片12的中心孔直接压到转子轴52上，该构件53可以被省去。

线绕轭11可以由U形金属叠片形成，叠片的厚度根据电动机转速(换向频率)选择。

轭11叠片的厚度及转子叠片的厚度的标准值由0.1mm到1mm，其中薄层片适合于高转速(50,000转/分钟)，厚层片用于大约情况为500-1000转/分钟的转速。