CN203788115U - 双定子、双转子节能电机及高效磁循环机电一体节能电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及双定子、双转子节能电机及高效磁循环机电一体节能电机。一种双定子、双转子节能电机，在机壳内设置两组转子和两组定子，每组定子都是由间隔设置的聚集型主磁极和其上缠绕有电磁线圈的金属聚集形极靴以及瓦条形永磁体组成，转子由稀土永磁体组成，两组定子的金属聚集形极靴和瓦条状永磁体纵向分布在机壳内壁同一圆周上，两组转子的两组稀土永磁体按照极性垂直的方式布置在转轴上。一种高效磁循环机电一体节能电机，在前述节能电机结构上增加了磁循环控制电路。本实用新型双转子、双定子均采用稀土永磁材料制作而成，并在永磁定子中的聚集形极靴上加装电磁线圈，在一定角度时可以通过直流电流来瞬间改变定子磁场的极性，从而克服合力为零的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电机结构及一种高效磁循环节能电机，具体的说，尤其是涉及一种双定子、双转子高效磁循环节能电机及其电机结构。
背景技术
电动机广泛使用于工业、农业、军事、建筑以及道路交通甚至家用电器等各方面。可以说，绝大多数的电能源消耗都是通过电机被耗费的。因此作为新的发展条件下的节能降耗需求，如果能够提高固有能源的利用和开发效率，提高电动机产品的效率，无疑对降低电能源损耗可以产生巨大的效应。因此，目前对电机节能产品的开发，一直为本领域技术人员所关注。关于节能电机新产品新技术的探索和研究一直没有停顿，而且在不断地改进和日趋成熟之中。
目前出现的采用双转子、双定子结构的节能型动力电机，对提高电动机的能源利用效率很有帮助，但其仍然处于开发过程中，目前少有成熟的批量商品问世，普及率待考。因此对于节能电机产品的研究，尚有很长的路要走。可以看到，节能电机的发展前景是美好的。
发明内容
本实用新型针对现有技术不足，提出了改进型的双转子、双定子节能电机结构，并因之提出一种高效磁循环机电一体节能电机，有助于进一步提高固有能源利用率，降低电机能耗。
本实用新型所采用的技术方案：
一种双定子、双转子节能电机，在机壳（7）内的转轴（5）上间隔设置两组转子（8），与所述转子（8）对应在所述机壳内壁设有两组定子（6）；每组定子都是由间隔设置的聚集型主磁极（9）和其上缠绕有电磁线圈（4）的金属聚集形极靴（3）以及瓦条形永磁体（10）组成，所述每组转子都是由设置在所述转轴上的两组稀土永磁体组成，所述金属聚集形极靴（3）形状为“π”形，两组定子的金属聚集形极靴和瓦条状永磁体纵向分布在机壳内壁同一圆周上，所述两组转子的两组稀土永磁体按照极性垂直的方式布置在转轴上。即在同一状态下同一个方位，一个极性布置是N、N；一个极性布置是S、S。
所述的双定子、双转子节能电机，组成每组转子的两组稀土永磁体通过隔磁固定套（2）设置在所述转轴（5）上。
所述的双定子、双转子节能电机，组成所述定子的“π”形金属聚集形极靴与所述瓦条状永磁体采用相互嵌套的方式搭接，在所述“π”形金属聚集形极靴的两侧肩部和条状永磁体两端设有相互匹配的凹槽和凸起结构。
一种高效磁循环机电一体节能电机，采用如上所述的双定子、双转子节能电机结构，并增加了磁循环控制电路，所述磁循环控制电路包括直流电源、转换开关、逆变控制器、桥式换相控制开关管，所述直流电源通过转换开关连接逆变控制器，所述逆变控制器输出通过桥式换相控制开关管连接电机定子励磁绕组的各个电磁线圈。
所述的高效磁循环机电一体节能电机，与所述电机定子励磁绕组的各个电磁线圈的反电势输出端连接有整流桥，所述整流桥输出设有超级电容电池低通滤波电路，所述低通滤波电路输出经直流斩波器输出直流稳压电源，所述直流稳压电源输出通过转换开关接入所述磁循环控制电路，为所述逆变控制器提供工作电源。
本实用新型的积极有益效果：
1、本实用新型双转子、双定子节能电机，采用永磁体双转子、双定子结构，动力电机的转动是靠在定子和转子之间嵌入一个脉冲线圈，通电后形成第三磁场，改变原有磁场才能转动的。由于转子磁极是由永久磁材料制作而成，不需供给励磁电流——不消耗外部能源，与其它交直流电机相比节电率更高。
2、本实用新型双转子、双定子节能电机，由于采用双转子，双定子结构且其转子和定子均采用稀土永磁材料制作而成，并在永磁定子中的聚集形极靴上加装电磁线圈，在一定的角度时可以通过直流电流来瞬间改变定子磁场的极性，从而克服合力为零的问题。
3、本实用新型高效磁循环机电一体节能电机，同时产生的反电势和自发电用来增加电动机续行时的外部电能供给达到自身封闭循环使用，使其节能效果达到最大化。另因采用永磁场的自然动力为主要动力源并与电磁动力结合的合理结构（只有磁场才具有双向做功的特点）解决了平衡，破坏了合力为零的条件。在定子磁场的相互作用下使转子产生最大的理想转矩，设计科学、结构简单、实用性强。
附图说明
图1是本实用新型双转子、双定子节能电机纵剖结构示意图。
图2是本实用新型双转子、双定子节能电机A相定子、转子剖视图。
图3是本实用新型双转子、双定子节能电机B相定子、转子剖视图。
图4是本实用新型磁循环机电一体节能电机控制驱动图。
图5是本实用新型磁循环机电一体节能电机换相示意图。
图6是本实用新型磁循环机电一体节能电机电流波形图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
参见图1、图2、图3。本实用新型双定子、双转子节能电机，在机壳7内的转轴5上间隔设置两组转子8，与所述转子8对应在所述机壳7内壁设有两组定子6（A相转子和B相转子，依次设置于转轴5上）；每组定子都是由间隔设置的聚集型主磁极9和其上缠绕有电磁线圈4的金属聚集形极靴3以及瓦条形永磁体10组成，每组转子都是由设置在转轴5上的两组稀土永磁体组成，金属聚集形极靴3形状为“π”形，两组定子的金属聚集形极靴和瓦条状永磁体纵向分布在机壳内壁同一圆周上，所述两组转子的两组稀土永磁体按照极性垂直的方式布置在转轴上。即在同一状态下同一个方位，一个极性布置是N、N；一个极性布置是S、S。
实施例2
参见图1～图3，本实施例的双定子、双转子节能电机，与实施例1的不同之处在于：组成每组转子的两组稀土永磁体通过隔磁固定套2设置在所述转轴5上。图1～图3中，标号1为轴承。
实施例3
参见图1～图3，本实施例的双定子、双转子节能电机，与实施例1、实施例2的区别在于：组成所述定子的“π”形金属聚集形极靴3与所述瓦条状永磁体10采用相互嵌套的方式搭接，在所述“π”形金属聚集形极靴的两侧肩部和条状永磁体两端设有相互匹配的凹槽和凸起结构。
实施例4
参见图～图4，本实施例为采用前述双定子、双转子节能电机结构的高效磁循环机电一体节能电机，在前述双定子、双转子节能电机的结构上，增加了磁循环控制电路，所述磁循环控制电路包括直流电源、转换开关、逆变控制器、桥式换相控制开关管，所述直流电源通过转换开关连接逆变控制器，所述逆变控制器输出通过桥式换相控制开关管连接电机定子励磁绕组的各个电磁线圈。
与所述电机定子励磁绕组的各个电磁线圈的反电势输出端连接有整流桥，所述整流桥输出设有超级电容电池低通滤波电路，所述低通滤波电路输出经直流斩波器输出直流稳压电源，所述直流稳压电源输出通过转换开关接入所述磁循环控制电路，为所述逆变控制器提供工作电源。
参见图5、图6，本实用新型高效磁循环机电一体节能电机在工作时，当两组活动转子和定子处于N—S极相对应的180°角时利用磁性材料同性相斥、异性相吸的原理，通过磁循环控制电路驱动电子模块间隔循环换相线路去导通A相定子电枢绕组连接的大功率（MOSFET、IGBT）电子开关元器件，使A相定子电枢绕组通入正向电流，A相定子极靴按右手螺旋定律所产生的磁场方向从而改变定子极靴原有的N—S极磁场，与转子的磁极形成N-N、S-S同性相斥（推力），在磁阻转矩作用下，转子向顺时针转过45°，当这一过程完成时，适时切断原励磁A相电流；在本机特定设置永磁体的磁场方向相吻合后，按异性相吸（拉力）在磁阻转矩作用下，转子向顺时针转过45°；然后通过磁循环控制电路驱动电子模块换相线路去导通B相定子电枢绕组连接的大功率（MOSFET、IGBT）电子开关元器件，使B相定子电枢绕组通入正向电流，依A相规律驱动永磁转子旋转。当转子和定子处于N-N、S-S相对应的360°角时无需外部能量的供给，转子和定子在永磁场相互排斥的作用下旋转做功。电动机的转子在旋转运动时，永磁磁极产生旋转的气隙磁场，定子极靴线圈导体将切割永磁转子旋转的磁力线而产生感应电流。以上电磁的互感和自感作用所产生的自发电和反电势经编程存储IC卡模块按逻辑编程推算换相与原电源瞬间交替断电换相的时间差形成反比，经大功率（MOSFET、IGBT）电子开关元器件切断原电枢线圈磁场回路，导体切割N极磁场时感应电动势为正，切割S极磁场时感应电动势为负，因此导体输出混合的交流脉冲电能，经续流二极管整流桥整流变为脉动的直流电，然后通过低通超级电容电池滤波，滤掉经过二极管整流桥整流后产生的高频纹波，输入直流降压斩波电路获得幅值恒定的直流电压、电流，经智能开关元器件自动转换供给原始电源线路，供给下一周运动线圈作为交替循环使用。
由于本电机经合理磁铁组合后，两相中始终只有一相在交替间隔通电做功，既：A相导通1秒是电励磁做功、中间间隔1秒是永久磁做功、B相再以此导通；所以输出大于原电机的输入电能。
Claims (5)
1.一种双定子、双转子节能电机，在机壳（7）内的转轴（5）上间隔设置两组转子（8），与所述转子（8）对应在所述机壳内壁设有两组定子（6）；每组定子都是由间隔设置的聚集型主磁极（9）和其上缠绕有电磁线圈（4）的金属聚集形极靴（3）以及瓦条形永磁体（10）组成，其特征在于：所述每组转子都是由设置在所述转轴上的两组稀土永磁体组成，所述金属聚集形极靴（3）形状为“π”形，两组定子的金属聚集形极靴和瓦条状永磁体纵向分布在机壳内壁同一圆周上，所述两组转子的两组稀土永磁体按照极性垂直的方式布置在转轴上。
2.根据权利要求1所述的双定子、双转子节能电机，其特征在于：组成每组转子的两组稀土永磁体通过隔磁固定套（2）设置在所述转轴（5）上。
3.根据权利要求1或2所述的双定子、双转子节能电机，其特征在于：组成所述定子的“π”形金属聚集形极靴与所述瓦条状永磁体采用相互嵌套的方式搭接，在所述“π”形金属聚集形极靴的两侧肩部和条状永磁体两端设有相互匹配的凹槽和凸起结构。
4.一种高效磁循环机电一体节能电机，采用权利要求1所述的双定子、双转子节能电机，其特征是：含有磁循环控制电路，所述磁循环控制电路包括直流电源、转换开关、逆变控制器、桥式换相控制开关管，所述直流电源通过转换开关连接逆变控制器，所述逆变控制器输出通过桥式换相控制开关管连接电机定子励磁绕组的各个电磁线圈。
5.根据权利要求4所述的高效磁循环机电一体节能电机，其特征是：与所述电机定子励磁绕组的各个电磁线圈的反电势输出端连接有整流桥，所述整流桥输出设有超级电容电池低通滤波电路，所述低通滤波电路输出经直流斩波器输出直流稳压电源，所述直流稳压电源输出通过转换开关接入所述磁循环控制电路，为所述逆变控制器提供工作电源。
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