专利名称：开关磁阻电机的机械式驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种开关磁阻电机的驱动装置，特别是一种开关磁阻 电机的机械式驱动装置。
背景技术：
开关磁阻电机是近年来业内人员重点研究的对象，它具有结构简 单、易于制造、运行可靠、不易损坏、易于调速、适于高速运行、功率因数高、 效率高、启动电流小、能重载启动等优点。但开关磁阻电机价格贵，主要是开 关磁阻电机的驱动控制装置价格贵；现有的开关磁阻电机的驱动控制装置普遍 使用电子驱动控制器，根据磁阻电机相数的不同和极数的不同，所采用电子驱 动控制器的复杂程度不同。开关磁阻电机的相数和磁极数越多，则电机启动性 能、运行稳定性能越好，噪声小，电机振动就越小；相对而言，相数越多所采 用的开关功率管就越多，造价就上升。
对于中、小型开关磁阻电机来说，电子驱动控制器的造价占据开关磁阻电机配 套价目的2/3以上，所以，价格高阻碍了开关磁阻电机的推广应用。
再者，现有电子传动控制器SRD的心脏大多数采用单片机控制，控制结构 复杂， 一旦损坏， 一般用户无法修复。
本人十几年来都在从事对特殊电机的研究，如直流无刷电机，交流永磁电 机，无刷发电机，永磁发电机等。由于受到财力、物力的限制，在实践中一直 研究能替代电子功率模块的驱动控制装置，历经无数次坎坷，终究成功研制出 本发明——开关磁阻电机的机械式传动装置
发明内容
针对现有的开关磁阻电机其电子驱动控制器造价昂贵、结构复杂 的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种结构简单、价格低廉的开关磁 阻电机的机械式驱动装置。
本发明解决上述技术问题所采取的第一技术方案如下 一种开关磁阻电机的 机械式驱动装置，包括开关磁阻电机轴，其特征在于它还包括可调直流斩波 电源、供电滑环套件、分配滑环套件、绝缘套、轴套和固定法兰盘；供电滑环 套件由V+、 V-供电滑环，V+、 V-供电环碳刷架组成；V+、 v-供电环碳刷架上装 有与该碳刷架导通的、与相应供电滑环接触的V+、 V-供电环碳刷；V+供电环碳 刷或V+供电环碳刷架与可调直流斩波电源的V+相连接，V-供电环碳刷或V-供电环碳刷架与可调直流斩波电源的V-相连接；分配滑环套件由V+、 V-分配滑环， V+、 V-分配环碳刷架组成；分配环碳刷架上装有与该碳刷架绝缘的、与相应分
配滑环接触的碳刷；V+分配滑环与V+供电滑环相连接或制为一体、V+分配环碳
刷架上的碳刷与电机线圈相绕组的首端连接，v-分配滑环与v-供电滑环相连接
或制为一体、V-分配环碳刷架上的碳刷与电机线圈相绕组的尾端连接；两个供 电环碳刷的数量相等，两个分配环碳刷的数量相等并与定子的相数一致或是定 子相数的一倍；支承螺杆将两个供电环碳刷架和两个分配环碳刷架固定装于固 定法兰盘；轴套固定装于电机轴，绝缘套固定装于轴套，两个供电滑环和两个 分配滑环固定装于绝缘套；可调直流斩波电源的正、负电压之间并联有数条释 能续流支路，释能续流支路是正、负电压端之间并联联接的两组和电机相绕组 反相串联的快速恢复二极管支路；释能续流支路的数量与开关磁阻电机的相数 一致。
用于小型开关磁阻电机的本发明，V+供电滑环和V+分配滑环可制作为一体结 构，V-供电滑环和V-分配滑环可制作为一体结构；使本发明更为简单。
本发明解决上述技术问题所采取的第二技术方案如下 一种开关磁阻电机的 机械式驱动装置，包括开关磁阻电机轴，其特征在于它还包括可调直流斩波
电源，v+、 v-供电滑环，V+、 v-分配电滑环，容器式碳刷架，绝缘套、轴套和 固定法兰盘；V+分配滑环与V+供电滑环相连接，V-分配滑环与V-供电滑环相 连接；容器式碳刷架安装有四种碳刷，即与V+供电滑环接触的V+供电环碳刷、 与v-供电滑环接触的V-供电环碳刷、与V+分配滑环接触的V+分配环碳刷、与 V-分配滑环接触的V-分配环碳刷；V+供电环碳刷与可调直流斩波电源的V+相连
接，V-供电环碳刷与可调直流斩波电源的V-相连接；两个供电环碳刷的数量相
等，两个分配环碳刷的数量相等并与定子的相数一致或是定子相数的一倍；支 承螺杆将容器式碳刷架固装在固定法兰盘；轴套固定装于电机轴，绝缘套固定 装于轴套，两个分配滑环固定装于绝缘套；可调直流斩波电源的正、负电压之 间并联有数条释能续流支路，释能续流支路是正、负电压端之间并联联接的两 组和电机相绕组反相串联的快速恢复二极管支路；释能续流支路的数量与开关 磁阻电机的相数一致。
本发明采用的快速恢复二极管构成的释能续流回路，在电机定子绕组通电 时快速恢复二极管反向截止而不通，快速恢复二极管能释放开关磁阻电机相绕组储存的电磁能量，并将开关磁阻电机相绕组储存的电磁能量回馈到电源，提 高电能利用率，并能消除分配滑环供电和断电时、电机绕组放电而产生换相火花。
发明人已将本发明制造出样机。因本发明以机械组件作为开关磁阻电机的 驱动装置，故具有成本低，制造容易，控制容量大，输出转矩大，不易损坏， 容易维护的优点。
本发明适用于开关磁阻电机的机械逆变传动控制和开关磁阻永磁电机的机 械逆变传动控制。可调直流电源是电压可调，可调电流斩波方式，转速可控斩
波方式等。本发明即可内置、又可外置于电机壳体，为便于维修一般为外置； 本发明可广泛应用于重型、重载启动的各种机械，电力机车，电动汽车，电动 工程机械等。
图1是本发明不可逆的原理图，
图2是本发明可逆的原理图，
图3a是本发明的结构示意图， 图3b是本发明的V+供电滑环与V+供电环碳刷架结构关系图， 图3c是本发明的V-供电滑环与V-供电环碳刷架结构关系图， 图3d是本发明的V+分配滑环与V+分配环碳刷架结构关系图， 图3e是本发明的V-分配滑环与V-分配环碳刷架结构关系图， 图3f是本发明的固定法兰盘正面视图，
图3g本发明的分配环碳刷与电机定子磁极的相对安装角度图，
图3h本发明的分配滑环与电机定子、转子的相对关系图，
图3i本发明与开关磁阻电机的装配图，
图4a是本发明另一种实施方式，
图4b是图4a所示的V+分配滑环端面图，
图4c是图4a所示的V+供电滑环端面图，
图4d是图4a所示的V-供电滑环端面图，
图4e图4a所示的V-分配滑环端面图，
图5a是本发明又一种实施方式，
图5b是图5a所示的V+、 V-供电滑环与绝缘垫关系端面图， 图5c是图5a所示的V+分配滑环端面图，图5d是图5a所示的V-供电滑环端面图， 图6a是本发明逆时针旋转的电压与时间相位导通波形图， 图6b是本发明顺时针旋转的电压与时间相位导通波形图。 图中1—可调直流斩波电源，2—V+供电环碳刷，3—V+供电环碳刷架，4 一V+供电滑环，5—V+连接铜螺杆，6—绝缘管，7_轴套，8—滑环总成安装键， 9—开关磁阻电机轴，IO—绝缘套，ll一V-连接铜螺杆，12—绝缘垫，13—支承 螺杆，14一支承螺杆绝缘管，15—V-供电环碳刷架，16—V-供电环碳刷，17— V-供电滑环，18—V+分配环碳刷，19—V+分配环碳刷盒，20—V+分配环碳刷架， 21—V+分配滑环，22—V-分配环碳刷，23—V-分配环碳刷盒，24—V-分配环碳 刷架，25—V-分配滑环，26—固定法兰盘，27—安装连接孔，28—固定端盖， 29—刷架固定孔，30—V+分配滑环供电片，31—V+分配滑环断电片，32—V-分 配滑环供电片，33—V-分配滑环断电片，34—绝缘片，35—开关磁阻电机定子 凸极，36—开关磁阻电机定子磁极线圈，即A、 B、 C、 D相绕组；37—开关磁阻 电机转子凸极，38—容器式碳刷架， a101、 b101、 c101、 d101—四只V+分配环顺转碳刷； a102、 b102、 c102、 d102—四只V-分配环顺转碳刷； a201、 b201、 c201、 d201—四只V+分配环逆转碳刷； a202、 b202、 c202、 d202—四只V-分配环逆转碳刷； KM1—顺转接触器，腿2—逆转接触器，
Klal、 Kla2、 Klbl、 Klb2、 Klcl、 Klc2、 Kldl、 Kld2—顺转接触器KM1常开触 点；
K2al、 K2a2、 K2bl、 K2b2、 K2cl、 K2c2、 K2dl、 K2d2—逆转接触器證常开触 点；
AlOl、 BlOl、 ClOl、 D102、 A102、 B102、 C102、 D102—腿l与腿2同相连接公共
丄山
顺；
A—A相绕组，A1—A相绕组的首端，A2—A相绕组的尾端， B—B相绕组，B1—B相绕组的首端，B2—B相绕组的尾端， C—C相绕组，C1是C相绕组的首端，C2是C相绕组的尾端， D—D相绕组，D1—D相绕组的首端，D2—D相绕组的尾端， VD1， VD3， VD5， VD7， VD2， VD4， VD6， VD8—快速恢复二极管路。
具体实施方式
下面的实施例均以四相8/6开关磁阻电机为例，对本发明
和本发明与开关磁阻电机的连接给予说明。
实施例1如图3a与图1所示本实施例所述的开关磁阻电机的机械式驱动
装置，是用于常规的、只向一个方向旋转的、不可逆转的开关磁阻电机。它包
括开关磁阻电机轴9，可调直流斩波电源l、供电滑环套件、分配滑环套件、绝 缘套IO、轴套7和固定法兰盘26;供电滑环套件由V+供电滑环4、 V-供电滑环 17、 V+供电环碳刷架3、 V-供电环碳刷架15组成；参见图3b与图3c: V+供电 环碳刷架3上装有与该碳刷架3导通的(即不绝缘的)、与V+供电滑环4侧面接 触的V+供电环碳刷2， V-供电环碳刷架15上装有与该碳刷架15导通的、与V-供电滑环17侧面接触的V-供电环碳刷16; V+供电环碳刷2与可调直流斩波电 源1的V+相连接，V-供电环碳刷16与可调直流斩波电源1的V-相连接；因为 V+供电环碳刷架3与V+供电环碳刷2导通，所以，可调直流斩波电源1的V+也 可以与V+供电环碳刷架3相连接，同样，或V-供电环碳刷架15与V-供电环碳 刷与V-供电环碳刷16导通，可调直流斩波电源1的V-也可以与V-供电环碳刷 架15相连接；本实施例的两个供电滑环4和17是整环结构，这两个供电滑环4 和17上均安装有八只供电环碳刷2和16，因V+供电环碳刷架3和V-供电环碳 刷架15的作用在于将可调直流斩波电源1提供的电流输送至V+分配滑环21和 V-分配滑环25，只要能稳固地将V+供电滑环4和V-供电滑环17安装到绝缘套 10上，故两者可以是180。以上的圆环体，并且两者所安装的碳刷数目、碳刷与 供电滑环的接触面积的大小取决于电机的电压等级，电机容量电流，电机转速 等。参见图3d与图3e:分配滑环套件由V+分配滑环21、 V-分配滑环25， V+分 配环碳刷架20、 V-分配环碳刷架24组成；V+分配环碳刷架20上装有与该碳刷 架20绝缘的V+分配环碳刷盒19，该碳刷盒19装有与V+分配滑环21侧面接触 的V+分配环碳刷18; V-分配环碳刷架24上装有与该碳刷架24绝缘的V-分配环 碳刷盒23，该碳刷盒23装有与V-分配滑环25侧面接触的V-分配环碳刷22; V+分配环碳刷18与V-分配环碳刷22的数量都是四只、与定子的相数一致；V+ 连接铜螺杆5将V+分配滑环21与V+供电滑环4相连接，V+连接铜螺杆5与V-供电滑环17对应的位置装有绝缘管6，每个V+分配环碳刷18与电机线圈相应 相绕组的首端Al、 Bl、 Cl、 Dl连接，V-连接铜螺杆11将V-分配滑环25与V-供电滑环17相连接，V-连接铜螺杆11与V+分配滑环21对应的位置装有绝缘管6，每个V-分配环碳刷22与电机线圈相应相绕组的尾端A2、 B2、 C2、 D2连接； 参见图3f:固定法兰盘26设有安装连接孔27和刷架固定孔29，支承螺杆13 上套装支承螺杆绝缘管14，支承螺杆绝缘管14上套装两个供电环碳刷架3、 15 和两个分配环碳刷架20、 24，支承螺杆13经刷架固定孔29将两个供电环碳刷 架3、 15和两个分配环碳刷架20、 24固定装于固定法兰盘26，螺栓穿过安装连 接孔27将固定法兰盘26固定装于轴承端盖28;本实施例的轴承端盖28与固定 法兰盘26是分体结构主要是为了安装方便，也可将轴承端盖28与固定法兰盘 26制为一体结构；轴套7经滑环总成安装键8固定装于开关磁阻电机轴9，绝 缘套10固定装于轴套7，两个供电滑环4、 17和两个分配滑环21、 25固定装于 绝缘套IO。两供电滑环4、 17之间，V-供电滑环17与V+分配滑环21之间，两 分配滑环21、 25之间装有绝缘垫12。
V+分配环碳刷架20与V-分配环碳刷架24上分别安装的V+分配环碳刷盒19 与V-分配环碳刷盒23是依电机定子相数和极数、按开关磁阻电机定子磁极线圈 的开关规律排布的；参见图3d与图3e: V+分配滑环21与V-分配滑环25分别 设有与开关磁阻电机转子凸极37的齿数相等的凸片，V+分配滑环21设有的凸 片是V+分配滑环供电片30，V-分配滑环25设有的凸片是V-分配滑环供电片32; 相邻的V+分配滑环供电片30之间经绝缘片34嵌装有V+分配滑环断电片31、将 V+分配滑环21合成为一个完整的圆环，各V+分配滑环断电片31之间互相不通， V+分配滑环21上的各V+分配滑环供电片30对V+分配环碳刷18按相序顺序通 电与断电；相邻的V-分配滑环供电片32之间经绝缘片34嵌装有V-分配滑环 断电片33、将V-分配滑环25也合成为一个完整的圆环，各V-分配滑环断电片 33之间互相不通，V-分配滑环25上的各V-分配滑环供电片32对V —分配环碳 刷22按相序顺序通电与断电。
本发明由于分配滑环分为两环，即V+分配滑环21和V-分配滑环25，所以 与电机绕组的首、尾相连接的分配环碳刷架也分为两架，即V+分配环碳刷架20 和V-分配环碳刷架24，同一个分酉~碳刷架所接触的分配滑环具有相同电位的 电压，而同一个分配环碳刷架的接触碳刷也是相同电位的电压，只是同一个分 配环碳刷架所安装的分配环碳刷的数目依电机相数而决定，由于与电机相绕组 首、尾端的分配环碳刷是分别安装于两个分配环碳刷架上的，所以每个分配环 碳刷架上这安装的分配碳刷数量和相绕组数相等。如图3g所示四相8/6开关磁阻电机其定子具有八个磁极，每个磁极在360 °圆周上所占据的相位角是22.5。。对V+分配滑环21而言，V+分配滑环21的 凸片，即V+分配滑环供电片30与开关磁阻电机转子凸极37位置对应，V+分配 滑环断电片31则与开关磁阻电机转子磁极的凹进部分位置对应；同理，对V-分配滑环25而言，V-分配滑环25的凸片，即V-分配滑环供电片32与开关磁阻 电机转子凸极37位置对应，V-分配滑环断电片33则与开关磁阻电机转子磁极 的凹进部分位置对应；以确保电机运转时和电机同轴同步运转可靠换相。
图l所示为四相8/6开关磁阻电机不可逆转的定子相绕组与本发明的电气连 接原理图。可调直流斩波电源l的正、负电压即V+、 v-之间并联有四条释能续 流支路，即释能续流支路的数量与开关磁阻电机的相数一致，释能续流支路是 可调直流斩波电源1的V+、 V-端之间并联联接的两组和电机相绕组反相串联的 快速恢复二极管支路； 一组快速恢复二极管支路由用奇数表示的快速恢复二极 管VD1， VD3， VD5， VD7组成；另一组快速恢复二极管支路由用偶数表示的快速 恢复二极管VD2， VD4， VD6， VD8组成；该组VD1， VD3， VD5， VD7用奇数表示 的快速恢复二极管组成共阴极回馈释放电磁能的回路，共阴极与可调直流斩波 电源V+连接；VD1， VD3， VD5， VD7快速恢复二极管的阳极与A、 B、 C、 D各相 绕组的尾端即A2、 B2、 C2、 D2连接，各相绕组的尾端即A2、 B2、 C2、 D2又和 四只V-分配环碳刷22即a102、 b102、 c102、 d102连接;i亥组VD2， VD4， VD6， VD8用偶数表示的快速恢复二极管组成共阳极回馈释放电磁能的回路，共阳极与 可调直流斩波电源V-连接；VD2， VD4， VD6， VD8快速恢复二极管的阴极与A、 B、 C、 D各相绕组的首端即A1、 Bl、 Cl、 Dl连接，各相绕组的首端即A1、 Bl、 Cl、 Dl又和四只V+分配环碳刷18即a101、 b101、 c101、 d101连接。定子每相绕 组和本相的两个快速恢复二极管是正相串联和可调直流斩波电源反相并联。
四只V+分配环碳刷18，即al01、 b101、 c101、 d101和四只V-分配环碳刷 22，即al02、 b102、 c102、 d102必须与开关磁阻电机定子凸极35的磁极角Aa 对正。
图3i所示为本发明外置于开关磁阻电机的装配图，本领域的技术人员就当理 解，本发明也可以内置于开关磁阻电机的壳体内。
实施例2 本实施例所述的开关磁阻电机的机械式驱动装置，用于既能顺转又 能逆转的、也就是可逆转的开关磁阻电机。本发明所述的顺、逆转是面对机械式驱动装置的非轴伸端，即尾端而言的。
仍以四相8/6开关磁阻电机为例，如图2所示这种开关磁阻电机的可
逆转机械式驱动装置，V+分配环碳刷架20上安装的V+分配环碳刷18和V—分 配环碳刷架24上安装的V—分配环碳刷22都是电机相数的2倍，对四相8 / 6 开关磁阻电机而言，V+分配环碳刷18有顺转碳刷a101、 b101、 c101、 dl01和 逆转碳刷a201、 b201、 c201、 d201共八只碳刷，V—分配环碳刷22有顺转碳 刷al02、 b102、 c102、 d102和逆转碳刷a202、 b202、 c202、 d202共八只碳刷； 电机各相绕组的首、尾端连接有控制切换电机的正、反转的顺、倒接触器KM1、 KM2。其中
碳刷a101经顺转接触器KM1常开触点Klal与A相绕组的首端Al连接，碳 刷a102经顺转接触器KM1的常开触点Kla2与A相绕组的尾端A2连接；
碳刷b101经顺转接触器KM1常开触点Klbl与B相绕组的首端Bl连接，碳 刷b102经顺转接触器KM1的常开触点Klb2与B相绕组的尾端B2相连接；
碳刷c101经顺转接触器KM1常开触点Kiel与C相绕组的首端Cl连接，碳 刷c102经顺转接触器KM1的常开触点Klc2与C相绕组的尾端C2相连接；
碳刷d101经顺转接触器KM1常开触点Kldl与D相绕组的首端Dl连接，碳 刷d102经顺转接触器KM1的常开触点Kld2与D相绕组的尾端D2相连接；
碳刷a201经逆转接触器KM2常开触点K2al与A相绕组的首端Al连接，碳 刷a202经逆转接触器KM2的常开触点K2a2与A相绕组的尾端A2连接；
碳刷b201经逆转接触器KM2常开触点K2bl与B相绕组的首端Bl连接，碳 刷b202经逆转接触器KM2的常开触点K2b2与B相绕组的尾端B2连接；
碳刷c201经逆转接触器KM2常开触点K2cl与C相绕组的首端Cl连接，碳 刷c202经逆转接触器KM2的常开触点K2c2与C相绕组的尾端C2连接；
碳刷d201经逆转接触器KM2常开触点K2dl与D相绕组的首端Dl连接，碳 刷d202经逆转接触器KM2的常开触点K2d2与D相绕组的尾端D2连接。
见图3g:四只V+分配环顺转碳刷a101、 b101、 c101、 d101和四只V-分配环 顺转碳刷a102、 b102、 c102、 d102必须与开关磁阻电机定子凸极35的磁极角 Aa对正(图中仅示出al01);
而四只V+分配环逆转碳刷a201、 b201、 c201、 d201和四只V-分配环逆转 碳刷a202、 b202、 c202、 d202必须与开关磁阻电机定子凸极35的磁极角Ab对正(图中仅示出a201)。这样，本发明顺时针旋转时，Aa为导通角，Ab为 关断角；本发明逆时针旋转时则相反，Ab为导通角，而Aa为关断角。
释能续流支路是V+、 V-端之间并联联接两组和电机相绕组反相串联的快速 恢复二极管支路； 一组快速恢复二极管支路由用奇数表示的VD1， VD3， VD5， VD7 组成；另一组快速恢复二极管支路由用偶数表示的VD2， VD4， VD6， VD8组成； 该组VD1， VD3， VD5， VD7用奇数表示的快速恢复二极管组成共阴极回馈释放电 磁能的回路，共阴极与可调直流斩波电源V+连接；VD1， VD3， VD5， VD7快速 恢复二极管的阳极与A、 B、 C、 D各相绕组的尾端即A2、 B2、 C2、 D2连接，各 相绕组的尾端即A2、 B2、 C2、 D2又刺顿、逆控制接触器KM1与認2同相公共端 A102、 B102、 C102、 D102对应连接。i亥组VD2， VD4， VD6， VD8用偶数表示的快
速恢复二极管组成共阳极回馈释放电磁能的回路，共阳极与可调直流斩波电源 V-连接；VD2， VD4， VD6， VD8快速恢复二极管的阴极与A、 B、 C、 D各相绕组的 首端即Al、 Bl、 Cl、 Dl连接，各相绕组的首端即Al、 Bl、 Cl、 Dl又和顺、逆 控制接触器KM1与KM2同相公共端AIOI、 BlOl、 ClOl、 D101对应连接。
定子每相绕组和本相的两个快速恢复二极管是正相串联和可调直流斩波电 源反相并联，而定子相绕组通过V+分配环碳刷18接于可调直流斩波电源V+，通 过V-分配环碳刷21接于可调直流斩波电源V-。
本实施例的其它结构与实施例1相同。 需要开关磁阻电机顺转时，顺转接触器KM1闭合，顺转接触器KM1常开触 点Klal、 Kla2、 Klbl、 Klb2、 Klcl、 Klc2、 Kldl、 Kld2与各自对应的A相绕组 的首端A1、 A相绕组的尾端A2、 B相绕组的首端B1、 B相绕组的尾端B2、C 相绕组的首端Cl、 C相绕组的尾端C2、 D相绕组的首端Dl、 D相绕组的尾端D2 导通；电压的相序从V+分配滑环21及V+分配滑环供电片30—电机绕组一V-分 配滑环25及V+分配滑环供电片32;见图3h，以定子的C相与转子凸极水平重 叠时为例参见图6b，定子相绕组和启动顺序是C相的cl01，C102—B相 b皿,b102—A相alOl, a102—D相d101， d102—C相c101， cl02;通电顺序循环 往复，电机便沿着顺时针方向旋转。
需要开关磁阻电机逆转时，逆转接触器KM2闭合，逆转接触器KM2常开触 点K2al、 K2a2、 K2bl、 K2b2、 K2cl、 K2c2、 K2dl、 K2d2与各自对应的A相绕组 的首端A1、 A相绕组的尾端A2、 B相绕组的首端B1、 B相绕组的尾端B2、C相绕组的首端Cl、 C相绕组的尾端C2、 D相绕组的首端Dl、 D相绕组的尾端D2 导通；电压的相序从V+分配滑环21及V+分配滑环供电片30—电机绕组一V-分 配滑环25及V+分配滑环供电片32;参见图6a，定子相绕组和启动顺序是C 相cl01，cl02 —D相dl01，dl02 —A相al01，al02 —B相bl01，bl02 —C相 c101， c102通电顺序循环往复，电机便沿着逆时针方向旋转。
本实施例也可以作为不可逆的开关磁阻电机机械式启动装置使用，如果机 械只需向一个方向转动，则可以将电路简化，将控制顺、逆运转的顺转接触器 KM1和逆转接触器KM2省略不装。如果只需顺转，就将开关磁阻电机定子各相绕 组首端A1、 Bl、 Cl、 Dl直接引接到V+分配环碳刷盒19的四只V+分配环顺转碳 刷al01、 b101、 c101、 d101，将开关磁阻电机定子各相绕组的尾端A2、 B2、 C2、 D2直接引接到V-分配环碳刷盒23的四只V—分配环顺转碳刷al02、bl02、c102、 dl02;为了减少碳刷的不必要的磨擦损耗，闲置不用的八只逆转碳刷a201、 b201、 c201、 d201和a202、 b202、 c202、 d202不必安装;
如果只需逆转，则将开关磁阻电机定子各相绕组首端A1、 Bl、 Cl、 Dl直接 引接到V+分配环碳刷盒19的四只V+分配环逆转碳刷a201、 b201、 c201、 d201， 将开关磁阻电机定子各相绕组的尾端A2、 B2、 C2、 D2直接引接到V-分配环碳刷 盒23的四只V-分配环逆转碳刷a202、 b202、 c202、 d202;同样，为了减少碳 刷的不必要的磨擦损耗，闲置不用的八只顺转碳刷a101、 b101、 c101、 dl01和 a102、 b102、 c皿、d102不必安装。
实施例3 本实施例所示的本发明适用于不可逆小型电机使用，也是以四相8 /6开关磁阻电机为例。
如图4a至图4e所示V+供电滑环4和V+分配滑环21为一体结构，V-供电 滑环17和V-分配滑环25为一体结构；与实施例1比较，省去了 V+连接铜螺杆 5和V-连接铜螺杆ll,将V+、 V-供电滑环4、 17置于中部，而V+、 V-分配环滑 环置于两端，本实施例的其它结构与实施例1相同。本实施例的其它结构与实 施例1相同。
实施例4 图5a至图5d所示的本发明用于不可逆微型电机，也是以四相8 / 6 开关磁阻电机为例。微型不可逆开关磁阻电机定子相绕组与本实施例的电气连 接原理图与实施例l相同。
如图5a至图5d和图1所示 一种开关磁阻电机的机械式驱动装置，包括开关磁阻电机轴9，其特征在于它还包括可调直流斩波电源l， V+供电滑环4、
V-供电滑环17， V+分配滑环21、 V-分配电滑环25，容器式碳刷架38，绝缘套 10、轴套7和固定法兰盘26; V+连接铜螺杆5将V+分配滑环21与V+供电滑环 4相连接，V-连接铜螺杆11将V-分配滑环25与V-供电滑环17相连接；V-连 接铜螺杆11与V+分配滑环21对应的位置装有绝缘管6， V+分配滑环21的后 端面安装绝缘垫12，V+供电滑环4与V-供电滑环17固装在该绝缘垫12后端面， 容器式碳刷架38上安装有四种碳刷，即与V+供电滑环4接触的V+供电环碳刷2、 与V-供电滑环17接触的V-供电环碳刷16、与V+分配滑环21接触的V+分配环 碳刷18、与V-分配滑环25接触的V-分配环碳刷22; V+供电环碳刷2与可调直 流斩波电源1的V+相连接，V-供电环碳刷16与可调直流斩波电源1的V-相连 接；两个供电环碳刷2、 16的数量相等，都是四个，两个分配环碳刷18、 22的 数量相等，都是四个，与定子的相数一致；支承螺杆13将容器式碳刷架38固 装在固定法兰盘26;轴套7固定装于电机轴9，绝缘套10固定装于轴套7，两 个分配滑环21、 25固定装于绝缘套10;两个分配滑环21、 25端面间装有绝缘 垫12，可调直流斩波电源l的正、负电压之间并联有数条释能续流支路，释能 续流支路是正、负电压端之间并联联接的两组和电机相绕组反相串联的快速恢 复二极管支路；释能续流支路的数量与开关磁阻电机的相数一致。
这种端面双环供电、具有容器式碳刷架的本发明所驱动的微型电机也可以 是可逆式，同样，对于这种可逆式的端面双环供电的本发明，两个分配环碳刷 18、 22的数量是定子相数的一倍。顺、逆转分配环碳刷18、 22的安装位置与实 施例2相同。
权利要求
1、一种开关磁阻电机的机械式驱动装置，包括开关磁阻电机轴，其特征在于它还包括可调直流斩波电源(1)、供电滑环套件、分配滑环套件、绝缘套(10)、轴套(7)和固定法兰盘(26)；供电滑环套件由V+供电滑环(4)、V-供电滑环(17)组成；V+供电环碳刷架(3)上装有与该碳刷架(3)导通的、与V+供电滑环(4)接触的V+供电环碳刷(2)，V-供电环碳刷架(15)上装有与该碳刷架导通的、与V-供电滑环(17)接触的V-供电环碳刷(16)，V+供电环碳刷(2)与V-供电环碳刷(17)数目相等；V+供电环碳刷(2)或V+供电环碳刷架(3)与可调直流斩波电源(1)的V+相连接，V-供电环碳刷(16)或V-供电环碳刷架(15)与可调直流斩波电源(1)的V-相连接；分配滑环套件由V+分配滑环(21)、V-分配滑环(25)，V+分配环碳刷架(20)、V-分配环碳刷架(24)组成；V+分配环碳刷架(20)上装有与该碳刷架(20)绝缘的、与V+分配滑环(21)接触的V+分配环碳刷(18)；V-分配环碳刷架(24)上装有与该碳刷架(24)绝缘的、与V-分配滑环(25)接触的V-分配环碳刷(22)；V+分配环碳刷架(20)与V+供电滑环(4)相连接或制为一体、每个V+分配环碳刷(18)与电机线圈相应相绕组的首端连接，V-分配环碳刷架(24)与V-供电滑环(17)相连接或制为一体、每个V-分配环碳刷(22)与电机线圈相应相绕组的尾端连接；V+分配环碳刷(18)与V-分配环碳刷(22)数量相等并与定子相数一致或是定子相数的一倍；支承螺杆(13)将两个供电环碳刷架(3)、(15)和两个分配环碳刷架(20)、(24)固定装于固定法兰盘(26)；轴套(7)固定装于开关磁阻电机轴(9)，绝缘套(10)固定装于轴套(7)，两个供电滑环(4)、(17)和两个分配滑环(21)、(25)固定装于绝缘套(10)；可调直流斩波电源(1)的正、负电压之间并联有数条释能续流支路，每条续流支路的正、负电压端之间并联联接两组和电机相绕组反相串联的快速恢复二极管支路；数条释能续流支路的数量与开关磁阻电机的相数一致。
2、 如权利要求1所述的一种开关磁阻电机的机械式驱动装置，其特征在于 V+分配环碳刷架(20)上装有与该碳刷架(20)绝缘的V+分配环碳刷盒(19)， 该碳刷盒(19)装有与V+分配滑环(21)侧面接触的V+分配环碳刷(18); V-分配环碳刷架(24)上装有与该碳刷架(24)绝缘的V-分配环碳刷盒(23)，该 碳刷盒(23)装有与V-分配滑环(25)侧面接触的V-分配环碳刷(22); V+连 接铜螺杆(5)将V+分配滑环(21)与V+供电滑环(4)相连接，V+连接铜螺杆(5)与V-供电滑环(17)对应的位置装有绝缘管(6)， V-连接铜螺杆(11)将 V-分配滑环(25)与V-供电滑环(17)相连接，V-连接铜螺杆(11)与V+分配 滑环(21)对应的位置装有绝缘管(6); V+分配滑环(21)与V-分配滑环(25) 分别设有与开关磁阻电机转子凸极(37)的齿数相等的凸片，V+分配滑环(21) 设有的凸片是V+分配滑环供电片(30)， V-分配滑环(25)设有的凸片是V-分 配滑环供电片(32);相邻的V+分配滑环供电片(30)之间经绝缘片(34)嵌装 有V+分配滑环断电片(31)、将V+分配滑环(21)合成为一个完整的圆环，各 V+分配滑环断电片(31)之间互相不通；相邻的V-分配滑环供电片(32)之间 经绝缘片(34)嵌装有V-分配滑环断电片(33)、将V-分配滑环(25)合成为 一个完整的圆环，各V-分配滑环断电片(33)之间互相不通。
3、 如权利要求1所述的一种开关磁阻电机的机械式驱动装置，其特征在于 该机械式驱动装置用于四相8/6开关磁阻电机；可调直流斩波电源(1)的正、 负电压之间并联有四条释能续流支路，释能续流支路是可调直流斩波电源(1) 的V+、 V-端之间并联联接的两组和电机相绕组反相串联的快速恢复二极管支路； 一组快速恢复二极管支路由用奇数表示的快速恢复二极管(VD1， VD3， VD5， VD7) 组成；另一组快速恢复二极管支路由用偶数表示的快速恢复二极管(VD2， VD4， VD6， VD8)组成；该组 (VD1， VD3， VD5， VD7)用奇数表示的快速恢复二极管 组成共阴极回馈释放电磁能的回路，共阴极与可调直流斩波电源(l)的V+连接；(VD1， VD3， VD5， VD7)快速恢复二极管的阳极与(A、 B、 C、 D)各相绕组的 尾端(A2、 B2、 C2、 D2)连接，各相绕组的尾端(A2、 B2、 C2、 D2)又和四只 V-分配环碳刷(22)，即(al02、 b102、 c102、 d102)连接；i亥组(VD2， VD4， VD6， VD8)用偶数表示的快速恢复二极管组成共阳极回馈释放电磁能的回路， 共阳极与可调直流斩波电源(1)的V-连接；(VD2， VD4， VD6， VD8)快速恢复 二极管的阴极与(A、 B、 C、 D)各相绕组的首端(Al、 Bl、 Cl、 Dl)连接，各 相绕组的首端(Al、 Bl、 Cl、 Dl)又和四只V+分配环碳刷(18)，即(al01、 b101、 c101、 d101)连接；定子每相绕组和本相的两个快速恢复二极管是正相串联和 可调直流斩波电源反相并联。
4、 如权利要求3所述的一种开关磁阻电机的机械式驱动装置，其特征在于 四只V+分配环碳刷(18)，即(al01、 b101、 c101、 d101)和四只V-分配环碳 刷(22)，即(al02、 b102、 c102、 d102)必须与开关磁阻电机定子凸极(35)的磁极角Aa对正。
5、如权利要求1或2所述的一种开关磁阻电机的机械式驱动装置，其特征在于该机械式驱动装置用于四相8 / 6可逆开关磁阻电机；V+分配环碳刷(18)有顺转碳刷(al01、 b皿、c101、 dl()l)和逆转碳刷(a201、 b201、 c201、 d201)共八只碳刷，V —分配环碳刷(22)有顺转碳刷(al02、 b102、 c102、 d102)和逆转碳刷(a202、 b202、 c202、 d202)共八只碳刷；电机各相绕组的 首、尾端连接有控制切换电机的正、反转的顺、倒接触器(KM1、 KM2);其中碳刷(al01)经顺转接触器(KM1)常开触点(Klal )与A相绕组的首端A1 连接，碳刷(al02)经顺转接触器(KM1)的常开触点(Kla2)与A相绕组的尾 端A2连接；碳刷(bl01)经顺转接触器(KM1)常开触点(Klbl)与B相绕组的首端B1 连接，碳刷(bl02)经顺转接触器(KM1)的常开触点(Klb2)与B相绕组的尾 端B2相连接；碳刷(cl01)经顺转接触器(KM1)常开触点(Kiel)与C相绕组的首端C1 连接，碳刷(cl02)经顺转接触器(KM1)的常开触点(Klc2)与C相绕组的尾 端C2相连接；碳刷(dl01)经顺转接触器(KM1)常开触点(Kldl)与D相绕组的首端D1 连接，碳刷(dl02)经顺转接触器(KM1)的常开触点(Kld2)与D相绕组的尾 端D2相连接；碳刷(a201)经逆转接触器(KM2)常开触点(K2al)与A相绕组的首端Al 连接，碳刷(a202)经逆转接触器(KM2)的常开触点(K2a2)与A相绕组的尾 端A2连接；碳刷(b201)经逆转接触器(腿2)常开触点(K2bl)与B相绕组的首端B1 连接，碳刷(b202)经逆转接触器(腿2)的常开触点(K2b2)与B相绕组的尾 端B2连接；碳刷(c201)经逆转接触器(KM2)常开触点(K2cl)与C相绕组的首端Cl 连接，碳刷(c202)经逆转接触器(KM2)的常开触点(K2c2)与C相绕组的尾 端C2连接；碳刷(d201)经逆转接触器(腿2)常开触点(K2dl)与D相绕组的首端D1 连接，碳刷(d202)经逆转接触器(KM2)的常开触点(K2d2)与D相绕组的尾端D2连接。
6、 如权利要求5所述的一种开关磁阻电机的机械式驱动装置，其特征在于四只V+分配环顺转碳刷(al01、 b101、 c101、 d101)和四只V-分配环顺转碳 刷(al02、 b102、 c102、 d102)与开关磁阻电机定子凸极(35)的磁极角Aa对 正；四只V+分配环逆转碳刷(a201、 b201、 c201、 d201)和四只V-分配环逆 转碳刷(a202、 b202、 c202、 d202)与开关磁阻电机定子凸极(35)的磁极角 Ab对正。
7、 一种开关磁阻电机的机械式驱动装置，包括开关磁阻电机轴，其特征在 于它还包括可调直流斩波电源(1)， V+供电滑环(4)、 V-供电滑环(17)， V+ 分配滑环(21)、 V-分配电滑环(25)，容器式碳刷架(38)，绝缘套IO、轴套7 和固定法兰盘(26); V+分配滑环(21)与V+供电滑环(4)相连接，V-分配 滑环(25)与V-供电滑环(17)相连接；容器式碳刷架(38)上安装有四种碳 刷，即与V+供电滑环(4)接触的V+供电环碳刷(2)、与V-供电滑环(17)接 触的V-供电环碳刷(16)、与V+分配滑环(21)接触的V+分配环碳刷(18)、与 V-分配滑环(25)接触的V-分配环碳刷(22); V+供电环碳刷(2)与可调直流 斩波电源(1)的V+相连接，V-供电环碳刷(16)与可调直流斩波电源1的V-相连接；两个供电环碳刷(2)、 (16)的数量相等，两个分配环碳刷(18)、 (22) 的数量相等并与定子的相数一致或是定子相数的一倍；支承螺杆(13)将容器 式碳刷架(38)固装在固定法兰盘(26);轴套7固定装于电机轴(9)，绝缘套(10)固定装于轴套(7)，两个分配滑环(21)、 (25)固定装于绝缘套(10); 可调直流斩波电源(1)的正、负电压之间并联有数条释能续流支路，释能续流 支路是正、负电压端之间并联联接的两组和电机相绕组反相串联的快速恢复二 极管支路；释能续流支路的数量与开关磁阻电机的相数一致。
8、 如权利要求7所述的一种开关磁阻电机的机械式驱动装置，其特征在于 V+连接铜螺杆(5)将V+分配滑环(21)与V+供电滑环(4)相连接；V-连接铜 螺杆(11) V-分配滑环(25)与V-供电滑环(17)相连接；V-连接铜螺杆(11) 与V+分配滑环(21)对应的位置装有绝缘管(6)。
9、 如权利要求7或8所述的一种开关磁阻电机的机械式驱动装置，其特征 在于V+分配滑环(21)的后端面安装绝缘垫(12)， V+供电滑环(4)与V-供 电滑环(17)固装在该绝缘垫(12)后端面。
全文摘要
开关磁阻电机的机械式驱动装置，包括开关磁阻电机轴，可调直流斩波电源、供电滑环套件、分配滑环套件、绝缘套、轴套和法兰盘；供电滑环套件由V+、V-供电滑环，V+、V-供电碳刷架组成；V+、V-供电碳刷架上装有与该碳刷架导通的、与相应供电滑环接触的V+、V-供电碳刷；V+供电碳刷或V+供电碳刷架与电源V+相连接，V-供电碳刷或V-供电碳刷架与电源V-相连接；分配滑环套件由V+、V-分配滑环，V+、V-分配刷架组成；分配刷架上装有与该碳刷架绝缘的、与相应分配滑环接触的碳刷；V+分配滑环与V+供电滑环连接或制为一体、V+分配刷架上的碳刷与电机线圈相绕组的首端连接，电源的正、负电压之间并联有与开关磁阻电机的相数一致的数条释能续流支路。
文档编号H02P6/00GK101453181SQ200710194659
公开日2009年6月10日 申请日期2007年11月28日 优先权日2007年11月28日
发明者张世清 申请人:张世清