[讨论]无刷无传感器串激式偏磁电动汽车轮毂电机技术

koy

[这个贴子最后由koy在 2004/12/15 10:14am 第 1 次编辑]

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    电动车的关键：一是电机，二是电池。大家都觉得轮毂电机好是好，就是骑行阻力大。之所以阻力大是因为永磁铁与定子磁极、槽间的吸引力变动造成，若不用永磁铁，就无此问题。本人发明的偏磁无刷同步电机不用永磁，更重要的是励磁与驱动绕组安匝数之和与永磁电机相等（应用磁势叠加原理），单位体积出力还能增加50%-80%（等效磁通密度提高所致）。听起来好象“永动机”出现！若在此基础上，再将现有轮毂电机铁芯外径从155mm提高到220mm，同时把铁芯叠厚从40mm减到20mm，耗用矽钢片一样，输出力矩略有上升，中间可取掉一大块圆料（作其它小电机用料），不但进一步降低重量，还能把控制器植入其间，简化外部接线。另一问题是电池寿命短，可开发高速飞轮电机取代电池，虽然技术上有一定难度，但通过努力可以实现。这样的“飞轮电池”寿命长，体积小，充电快，免维护。
    汽车动力与普通电机不同，希望有足够大的储备功率，以便获得启动加速度，一旦进入均速运动之后，相对力矩需要量便可下降很多。现有自动变速汽车总变速比仅是3-5倍而已，也就是说启动力矩有运行力矩3-5倍就可以了。可惜就这样的要求，很多电机达不到。从功能上说，串激式有刷直流电机（相当电动工具那种），是比较理想的，但有电刷，寿命短，难维护。异步电机启动力矩与运行力矩差不多，致使电机尺寸大；永磁式同步电机（目前电动自行车无刷电机）的磁铁怕热、怕振、怕过载；开关磁阻电机性能很理想，但驱动功率大（能量输入太多，然后又要送回电源），造成力矩脉动、噪音、驱动器成本偏高。

    我发明的电机是以开关磁阻电机为原型，溶入同步电机原理，异步电机结构，步进电机优势，达到直流电机特性。偏磁电机有一套独立的偏磁理论，以此统一各种电机原理、工艺、优势，成为一种符合现代电脑、电子驱动、反馈控制技术的原创型电机发明。新电机最大特色：便宜、简单、可靠、高效、个小、启动力大，高速性能强。之所以有如此性能，在于如下几个关键：

1.交直流成份分路后，各自发挥最隹效能，能实现各种组合；
2.绕组改良，谐波吸收，输入一次性能量减，脉振、噪音小；
3.采用多齿差动电磁减速原理，高磁密，单位体积力矩增；
4.串激偏磁，弱磁调速，短时启动力矩可达运行力矩3-5倍；
5.不用永磁体，降低成本，减化工艺，提高环境耐受力；
6.控制方式灵活，可采用开环变频调速或闭环无刷电机方式。

   “偏磁”电机与永磁式“全磁”同步电机相比，前者定子仅通过单向磁通，转子则是双向磁通；而后者定子通过双向磁通，转子为单向磁通。因此，偏磁电机定子驱动与励磁磁势可相叠加或抵消；而同步电机的结构使定子驱动磁势相对转子永磁势只能产生可变磁阻功能，起不到叠加作用。如果偏磁电机采用永磁励磁，与永磁同步电机相比，不但单位体积力矩大20%-80%，而且永磁材料与铜线的消耗量都可以减少为一半。更可贵的是：偏磁电机永磁材料可选用廉价的铁氧体，而同步电机为提高功率密度必须用价昂的钕铁硼。二种永磁材料每公斤价格相差十倍。

老顽童

试验成功了吗？能用在电动自行车上吗？

水穷云起

[这个贴子最后由水穷云起在 2004/12/15 09:36am 第 1 次编辑]

就是开关磁阻电机再加磁钢，有画蛇添足之感，不过这样可以无传感器启动。

老顽童

下面引用由水穷云起在 2004/12/14 06:53pm 发表的内容：
就是无刷电机再加磁钢，有画蛇添足之感，不过这样可以无传感器启动。

哦，类似辅助启动。

水穷云起

对，就是辅助启动，工作时也能增大气隙磁通吧，但不好设计得太强，因为毕竟这个磁场是设计的不对称的（这样才能辅助启动，防止反转）。

是不是说串励电机能增加力矩？但是现在的经典理论都是认为串励电机是软特性的呀。再说，励磁也要消耗能量。

水穷云起

下面引用由水穷云起在 2004/12/14 06:53pm 发表的内容：
就是开关磁阻电机再加磁钢，有画蛇添足之感，不过这样可以无传感器启动。

水穷云起

开关磁阻电机不算串励电机，标准的开关磁阻电机是定子用线圈矽钢片，转子用矽钢片，他这个是转子嵌入磁钢，大概具有开关磁阻和直流无刷的混合优点。

白杨

这篇稿子是我福建的一个朋友的，我有他的联系方式，需要吗？已发表在我们的刊物上。

97cn

下面引用由凌意在 2004/12/15 09:03am 发表的内容：
是不是说串励电机能增加力矩？但是现在的经典理论都是认为串励电机是软特性的呀。再说，励磁也要消耗能量。

励磁有损耗，但不消耗能量。