专利名称：具有可分离的励磁极的自励电视的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自励电机(self-magnetizing motor)，更确切地说是涉及一种在电机的旋转速度达到同步速度(synchronous speed)之前，作为感应电机(induction motor)进行驱动，而在电机的旋转速度达到同步速度后，则作为永久磁铁电机(permanent magnetic motor)进行驱动的具有可分离的励磁极的自励电机方面的发明。
背景技术：
一般来说，感应电机是一种利用磁场上的导线中流动有电流时，导线上将产生作用力的弗莱明的左手法则原理，在形成有旋转磁场的情况下，当在旋转子的内部安装的棒导体中产生给予电磁感应法则的感应电流时，上述棒导体通过弗莱明的左手法则原理而受到作用力，并将上述受到的作用力转换为旋转力的装置。
但是，在如上所述的感应电机中，当旋转子的旋转速度达到旋转磁场的旋转速度，即同步速度时，上述旋转子的内部安装的棒导体中将不产生感应电流，从而使用于旋转上述棒导体的感应扭矩(induction torque)为0，因此，上述旋转子只能以小于上述旋转磁场的同步速度的速度进行旋转。
即，当接通有作为韩国一般的交流频率的60Hz的交流电流，并使用2极电机的情况下，其同步速度将通过120*(频率)/(极数)而成为3,600rpm(revolution per minute)，在感应电机的情况下，将不能达到上述3,600rpm的旋转速度，而是将以大约3,000rpm的速度进行旋转。
考虑到上述问题，在美国专利公开第4,600,873号(Synchronous A.CMotor以下称为“现有技术”)中，在安装有棒导体的旋转子上，设置有可进行磁化的永久磁性体，在旋转子的速度达到旋转磁场的同步速度之前，作为感应电机进行驱动，并且，为了达到旋转磁场的同步速度，而对上述永久磁性体进行磁化，并将其转换为永久磁铁电机，从而使其更加接近同步速度。
但是，在如上所述的现有技术中，安装于固定子，并对上述永久磁铁进行磁化的励磁极(exciting pole)一体形成于上述固定子中，因此，为了提高上述励磁极的磁化效率，需要将包含励磁极在内的整个固定子构成高磁导率(permeability)的强磁性体。
由此，为了使上述整个固定子构成高磁导率的强磁性体，而需要高额的费用，并且，在上述固定子和旋转子的相对运动中，在励磁极的末端损坏的情况下，将需要更换包含励磁极在内的整个固定子。
由此可见，上述现有的感应电机仍存在有诸多的缺陷，而丞待加以改进。
有鉴于上述现有的感应电机存在的缺陷，本设计人基于从事此类产品设计制造多年，积有丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种改进成型结构的具有可分离的励磁极的自励电机，能够改进一般市面上现有常规感应电机的成型结构，使其更具有竞争性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有的感应电机存在的缺陷，而提供一种新型结构的具有可分离的励磁极的自励电机，使其在电机的旋转速度达到同步速度之前，作为感应电机进行驱动，而在上述电机的旋转速度达到同步速度后，则作为永久磁铁电机进行驱动，从而可防止材料费用的浪费，并可提高磁化效率。
本发明解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的具有可分离的励磁极的自励电机，其特征在于，包含有如下几个部分旋转子，它有旋转子本体，轴方向贯通上述旋转子本体的一个以上的棒导体，围住上述旋转子本体的外周面，并可被磁化的永久磁性体；固定子，它包含具有比旋转子的外径更大的内径，并用于插入上述旋转子的中空部，设置于从上述中空部的内周面，以放射形状相互隔离形成的多个感应插槽(slot)附近的2个励磁插槽，为了磁化上述永久磁性体，而可拆装结合于上述2个励磁插槽之间的励磁极；励磁线圈，它贯通于上述2个励磁插槽形成；感应线圈，它贯通于上述多个感应插槽形成。
在本发明中，在电机的旋转速度达到同步速度之前，作为感应电机进行驱动，而在上述电机的旋转速度达到同步速度后，则作为永久磁铁电机进行驱动，从而可防止材料费用的浪费，并可提高磁化效率。同时，在上述固定子和旋转子的相对运动中，在励磁极的末端损坏的情况下，将只需更换上述励磁极，从而可防止费用上的浪费。
其中，与上述固定子结合的励磁极的一端最好构成锥形状(taper)，这是为了防止旋转子的永久磁铁上磁化的磁束泄漏的现象，并可提高磁化效率。
并且，上述旋转子本体和上述励磁极最好由高磁导率的强磁性体构成。这是因为，通过由高磁导率的材质构成，可减小旋转子的永久磁铁中磁化的磁束中产生的磁阻力，并通过构成强磁性体，从而可提高磁导率。在此情况下，上述励磁极最好由硅钢(silicon steel)构成。
此外，上述永久磁性体最好由钡铁氧体(barium ferrite)或钡锶铁氧体(barium strontium ferrite)等可进行磁化的材料构成。
并且，为了使上述棒导体在磁场内通过电磁感应法则而产生理想的感应电流，上述棒导体最好由铜、铜合金或铝等电导体构成。
本发明解决其技术问题还可以采用以下技术措施来进一步实现。
本发明解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的具有可分离的励磁极的自励电机，旋转子，它包含有旋转子本体，轴方向贯通上述旋转子本体的一个以上的棒导体，围住上述旋转子本体的外周面，并可被磁化的永久磁性体；固定子，它包含具有比旋转子的外径更大的内径，并用于插入上述旋转子的中空部，设置于从上述中空部的内周面，以放射形状相互隔离形成的多个感应插槽(slot)附近的2个励磁插槽，为了磁化上述永久磁性体，而可拆装结合于上述2个励磁插槽之间的励磁极；励磁线圈，它贯通于上述2个励磁插槽形成；主感应线圈，它贯通于多个主感应插槽形成；辅助感应线圈，它贯通于多个辅助感应插槽形成，并接通具有比上述主感应线圈中接通的交流电流的相位靠前的相位的交流电流。
在本发明中，将另外构成上述主感应线圈和辅助感应线圈，从而接通具有相互不同的相位(phase)的交流电源而产生相位差，并由此更容易产生旋转磁场。
在此情况下，将使从交流电源接通到上述主感应线圈的电流直接接通，而使从交流电源接通到上述辅助感应线圈的电流先通过电容器后再进行接通，由此，上述接通到辅助感应线圈的电流的相位将比接通到上述主感应线圈的电流的相位靠前90度以上，并产生相位差。
此时，当接通到上述主感应线圈的电流和接通到辅助感应线圈的电流之间产生相位差时，利用上述产生的相位差，将更容易产生旋转磁场。即，本发明中利用2相电流使3相电机的效率达到最大。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明由于采用上所技术方案，在电机的旋转速度达到同步速度之前，作为感应电机进行驱动，而在上述电机的旋转速度达到同步速度后，则作为永久磁铁电机进行驱动，从而可防止材料费用的浪费，并可提高磁化效率。
本发明在结构设计、使用的实用性及成本效益上，确实完全符合产业发展所需，并且所揭露的结构是前所未有的创新设计，其未见于任何刊物，在申请前更未见有相同的结构特征公知、公用在先，且市面上亦未见有类似的产品，而确实具有新颖性。
本发明的结构确比现有的感应电机更具技术进步性，且其独特的结构特征及更能亦远非现有的感应电机所可比拟，较现有的感应电机更具有技术上进步，并具有增进的多项功效，而确实具有创造性。
本发明的设计人研究此类产品已有十数年的经验，对于现有的感应电机所存在的问题及缺陷相当了解，而本发明既是根据上述缺陷研究开发而创设的，其确实能达到预期的目的及功效，不但在空间型态上确属创新，而且较现有的感应电机确属具有相当的增进功效，且较现有习知产品更具有技术进步性及实用性，并产生了好用及实用的优良功效，而确实具有实用性。
综上所述，本发明在空间型态上确属创新，并较现有产品具有增进的多项功效，且结构简单，适于实用，具有产业的广泛利用价值。其在技术发展空间有限的领域中，不论在结构上或功能上皆有较大的改进，且在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，而确实具有增进的功效，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅为本发明技术方案特征部份的概述，为使专业技术人员能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
本发明的具体实施方式
由以下实施例及其附图详细给出。
图1是本发明具有可分离的励磁极的自励电机的结构分解立体图；图2是图1可分离的励磁极的自励电机的结构的截面图；
图3是图1可分离的励磁极的自励电机的性能的图表。
具体实施例方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。
***附图主要部分的符号说明***10旋转子 11旋转轴12旋转子本体 13棒导体14永久磁性体 20固定子21中空部 22主感应插槽23辅助感应插槽 24励磁插槽25励磁极 251励磁极本体252励磁极引导装置253励磁极凸起部请参阅图1、图2所示，本发明具有可分离的励磁极的自励电机，其主要由自励电机1中包含有圆筒形状的旋转子10；与上述旋转子10的外周面14a相隔既定的距离，并围住上述旋转子10的外周面14a安装的固定子20。
其中，上述旋转子10中包含有其中心部贯通有旋转轴11的圆筒形状的旋转子本体12；与上述旋转轴11平行，贯通设置于上述旋转子本体12的外周面附近的多个棒导体13；围住上述旋转子本体12的外周面安装的永久磁性体14。
此外，上述固定子20中包含有具有比上述旋转子10的外径更大的内径，并用于插入上述旋转子10的中空部21；从上述中空部21的内周面，以放射状相互隔离形成于上述固定子20的上侧和下侧的多个主感应插槽22；形成于上述上侧和下侧主感应插槽22之间的一侧，并具有比上述主感应插槽22更小的辅助感应插槽23；形成于上述上侧和下侧主感应插槽22之间的另一侧，并与上述辅助感应插槽23面对形成的2个励磁插槽24。
在此情况下，在上述2个励磁插槽24之间，为了磁化上述永久磁性体14，将具有高磁导率并由硅钢构成的励磁极25，可拆装结合于上述固定子20上。
其中，上述励磁极25中包含有励磁极本体251；设置于上述励磁极本体251的两侧，并结合于上述固定子20中形成的引导槽202的励磁极引导装置252；从上述励磁极本体251凸出，并向上述旋转子10的永久磁性体14延长形成，同时其末端呈锥形状的励磁极凸起部253。并且，上述主感应插槽22中贯通有从交流电源接通电流的主感应线圈22a，上述辅助感应插槽23中贯通有接通上述经过电容器(未图示)的电流的辅助感应线圈23a，上述2个励磁插槽24中则贯通有励磁线圈24a。
下面，对如上结构的本发明实施例中的自励电机1的工作原理进行说明。
当需要旋转自励电机的旋转子10的情况下，将上述励磁极引导装置252插入于上述固定子20中形成的引导槽202，从而将上述励磁极25固定设置于上述固定子20上。接着，当经过电容器的相位较前的电流接通到辅助感应线圈23a时，通过电磁感应法则在上述旋转子10的棒导体13中将产生感应电流，并在弗莱明的左手法则的原理下，上述棒导体13将在上述辅助感应线圈23a产生的磁场中受到作用力，并开始进行旋转。
随后，当在上述主感应线圈22a中接通比上述辅助感应线圈23a中流动的电流靠后90度相位的电流时，上述固定子20中将产生旋转磁场，从而使上述旋转子10的棒导体13继续受到作用力，并进行旋转。
但是，由于上述旋转子本体12由具有高磁导率的强磁性体构成，通过上述主感应线圈22a和辅助感应线圈23a产生的磁场，将对上述旋转子本体12进行磁化。由此，上述旋转子本体12通过磁滞效果(Hysteresis Effect)受到磁滞扭矩(H)，并进行旋转。
即，如图3所示，上述旋转子本体12和棒导体13将分别受到磁滞扭矩(H)和感应扭矩(I)，而进行旋转。
在此情况下，当上述旋转子10的速度达到与旋转磁场的同步速度(3,600rpm)相同时，上述棒导体13中产生的感应扭矩(I)将变为0，因此，上述旋转子10的速度将始终小于旋转磁场的同步速度，即，将发生滑动(slip)现象。
此时，当给上述励磁线圈24a接通较强的电流时，通过上述励磁线圈24a产生的强力磁束，将通过上述励磁极25的励磁极凸起部253传递给围住上述旋转子本体12的外周面的永久磁性体14，进而将对上述永久磁性体14进行磁化。
在此情况下，由于上述励磁极25由具有高磁导率的强磁性体构成，并且其末端呈锥形状结构，上述强力的磁束将在没有很大损失的情况下，传递给上述旋转子10的永久磁性体14，并进行磁化。
由此，上述永久磁性体14将得到磁化并为成永久磁铁，从而将沿着上述固定子20中已形成的旋转磁场进行旋转。
在此情况下，上述旋转子10的旋转速度将逐渐增加，即使上述速度达到与上述旋转磁场的同步速度相同，由于上述永久磁铁可不断沿着旋转磁场进行旋转，上述旋转子10的旋转力将不会减小。
即，本发明一实施例的自励电机1中将进行2个步骤的旋转操作，在低速步骤中，利用感应扭矩(I)和磁滞扭矩(H)进行旋转，为了使其进入到高速步骤(同步速度3,600rpm)，将通过上述励磁极25磁化上述永久磁性体14，并利用永久磁铁扭矩(P)进行旋转。
在此情况下，只需在磁化上述永久磁性体14的瞬间，通过上述励磁线圈24a接通强力电流，从而可减小接通较大电流时线圈中产生的热损失等，并可提高电机的效率。
特别是，上述励磁极25可拆卸结合于上述固定子20，因此，无需将上述整个固定子20由具有高磁导率的强磁性体构成，而是只需将上述励磁极25由具有高磁导率的强磁性体构成。并且，在上述固定子20和旋转子10进行相对运动时，由于通过外部施加的冲击等，而导致上述固定子20和旋转子10碰撞的情况下，若上述励磁极25遭到损坏时，将只需更换上述励磁极25，从而可防止费用上的浪费。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种具有可分离的励磁极的自励电机，其特征在于包含有如下几个部分旋转子它包含有旋转子本体；轴方向贯通上述旋转子本体的一个以上的棒导体；围住上述旋转子本体的外周面，并可被磁化的永久磁性体；固定子它包含具有比旋转子的外径更大的内径，并用于插入上述旋转子的中空部；设置于从上述中空部的内周面，以放射形状相互隔离形成的多个感应插槽附近的2个励磁插槽；为了磁化上述永久磁性体，而可拆装结合于上述2个励磁插槽之间的励磁极；励磁线圈它贯通于上述2个励磁插槽形成；感应线圈它贯通于上述多个感应插槽形成。
2.根据权利要求1所述的自励电机，其特征在于其中所述的靠近上述旋转子的外周面的上述励磁极的一端呈锥形状形成。
3.根据权利要求1所述的自励电机，其特征在于其中所述的励磁极由具有高磁导率的强磁性体构成。
4.一种具有可分离的励磁极的自励电机，其特征在于包含有如下几个部分旋转子它包含有旋转子本体；轴方向贯通上述旋转子本体的一个以上的棒导体；围住上述旋转子本体的外周面，并可被磁化的永久磁性体；固定子它包含具有比旋转子的外径更大的内径，并用于插入上述旋转子的中空部；设置于从上述中空部的内周面，以放射形状相互隔离形成的多个感应插槽附近的2个励磁插槽；为了磁化上述永久磁性体，而可拆装结合于上述2个励磁插槽之间的励磁极；励磁线圈它贯通于上述2个励磁插槽形成；主感应线圈它贯通于多个主感应插槽形成；辅助感应线圈它贯通于多个辅助感应插槽形成，并接通具有比上述主感应线圈中接通的交流电流的相位靠前的相位的交流电流。
5.根据权利要求4所述的自励电机，其特征在于其中所述的靠近上述旋转子的外周面的上述励磁极的一端呈锥形状形成。
6.根据权利要求4所述的自励电机，其特征在于其中所述的励磁极由具有高磁导率的强磁性体构成。
全文摘要
本发明涉及一种具有可分离的励磁极的自励电机，它包含有如下几个部分旋转子，它包含有旋转子本体，轴方向贯通上述旋转子本体的一个以上的棒导体，围住上述旋转子本体的外周面，并可被磁化的永久磁性体；固定子，它包含具有比旋转子的外径更大的内径，并用于插入上述旋转子的中空部，设置于从上述中空部的内周面以放射形状相互隔离形成的多个感应插槽附近的2个励磁插槽，为了磁化上述永久磁性体，而可拆装结合于上述2个励磁插槽之间的励磁极；励磁线圈，它贯通于上述2个励磁插槽形成；感应线圈，它贯通于上述多个感应插槽形成。本发明采用上所技术方案可节省材料和费用，并可提高磁化效率。
文档编号H02K1/27GK1967982SQ20051001618
公开日2007年5月23日 申请日期2005年11月18日 优先权日2005年11月18日
发明者沈长昊, 李成浩, 崔宰鹤, 朴镇洙, 金在民 申请人:乐金电子(天津)电器有限公司