溫差磁開關(guān)電動機及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種溫差磁開關(guān)電動機及控制方法。
【背景技術(shù)】
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[0002]電飯煲的磁控溫度開關(guān)的磁鋼，在103°C ±2°C就失去磁性，溫度降低后又恢復(fù)磁性。法國物理學(xué)家皮埃爾*居里(1859?1906)在實驗中發(fā)現(xiàn)，鐵磁性存在臨界溫度。鐵的強磁性隨溫度上升而減弱，在某一溫度以上，鐵會失去其強磁性，這一溫度點為居里溫度。硬磁鐵的磁滯很大，硬磁鐵磁飽和時磁場強度很大。沒有磁性的硬磁鐵靠近通電的線圈或者永磁鐵時被磁化，線圈斷電或者移開永磁鐵后硬磁鐵仍然帶有很強的磁性，這就是剩磁。軟磁鐵的磁滯很小，軟磁鐵磁飽和時磁場強度不大。軟磁鐵靠近通電的線圈或者永磁鐵時就帶有磁性，線圈斷電或者移開永磁鐵后軟磁鐵就失去磁性，所以電磁鐵使用軟磁鐵作為銜鐵。例如:硅鋼
[0003]交流電動機和直流電動機的定子鐵芯都是使用硅鋼片疊加制成的軟磁鐵芯，線圈通電后產(chǎn)生的磁場強度恨小。要想制作大功率電動機，就必須制作較大的定子鐵芯。所以，大功率電動機的體積很大，也很重。而機器人使用的伺服電動機和電動汽車使用的驅(qū)動電動機，要求使用體積小、重量輕的大功率電動機。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]本發(fā)明溫差磁開關(guān)電動機的定子與交流電動機定子的結(jié)構(gòu)相似，只不過溫差磁開關(guān)電動機沒有使用交流電動機定子使用的硅鋼片制成的軟鐵芯，溫差磁開關(guān)電動機的定子使用的是硬鐵芯。硬鐵芯的特征如下:當(dāng)永磁鐵靠近硬鐵芯或者套在硬鐵芯上的線圈通電時硬鐵芯帶有很強的磁性，當(dāng)永磁鐵遠(yuǎn)離硬鐵芯或者套在硬鐵芯上的線圈斷電后硬鐵芯仍然有很強的磁性，也就是硬鐵芯被磁化。當(dāng)磁化的硬鐵芯被加熱到溫度高于居里溫度值后，硬鐵芯就會失去磁性。溫差磁開關(guān)電動機的定子線槽上纏繞著線圈。溫差磁開關(guān)電動機的轉(zhuǎn)子是在鐵管上固定有許多對條形稀土磁鐵；或者溫差磁變換電動機的轉(zhuǎn)子是鼠龍式轉(zhuǎn)子；或者溫差磁開關(guān)電動機的轉(zhuǎn)子是繞線式轉(zhuǎn)子。溫差磁開關(guān)電動機的轉(zhuǎn)子通過電磁離合器帶動風(fēng)扇轉(zhuǎn)動，冷卻溫差磁開關(guān)電動機的外殼?；蛘吖娘L(fēng)機吹出的風(fēng)經(jīng)過電動調(diào)節(jié)風(fēng)閥從溫差磁開關(guān)電動機的前端蓋上的一圈小孔吹入，再從溫差磁開關(guān)電動機的后端蓋上的一圈小孔出來，冷卻溫差磁開關(guān)電動機的線圈和定子硬鐵芯。溫差磁開關(guān)電動機的定子的線槽內(nèi)埋藏有溫度傳感器的探頭，溫差磁開關(guān)電動機的定子硬鐵芯磁極旁裝有磁感應(yīng)傳感器的探頭。
[0005]溫差磁開關(guān)電動機的控制方法:啟動溫差磁開關(guān)電動機時，給溫差磁開關(guān)電動機的線圈通入高頻交流電。溫差磁開關(guān)電動機的線圈產(chǎn)生的高頻磁場就像電磁爐線圈產(chǎn)生的高頻磁場在鐵鍋上產(chǎn)生渦流加熱鐵鍋那樣，加熱溫差磁開關(guān)電動機的定子帶磁性的硬鐵芯磁極。當(dāng)溫差磁開關(guān)電動機定子帶磁性的硬鐵芯磁極溫度高于居里溫度值后，溫差磁開關(guān)電動機定子帶磁性的硬鐵芯磁極就會失去磁性，然后給溫差磁變換電動機線圈通入穩(wěn)定的正向電流。溫度高于居里溫度值的溫差磁開關(guān)電動機定子而失去磁性的硬鐵芯磁極把熱量傳遞給溫差磁開關(guān)電動機的定子硬鐵芯的其他部位后，溫差磁開關(guān)電動機定子失去磁性的硬鐵芯磁極的溫度就會降低到低于居里溫度值，溫差磁開關(guān)電動機線圈通入的穩(wěn)定正向電流產(chǎn)生的磁場使溫差磁開關(guān)電動機定子硬鐵芯磁極帶有很強的磁性。然后再給溫差磁開關(guān)電動機的線圈通入短暫的高頻交流電，溫差磁開關(guān)電動機的線圈產(chǎn)生的高頻磁場在溫差磁開關(guān)電動機定子帶磁性的硬鐵芯磁極上產(chǎn)生渦流加熱溫差磁開關(guān)電動機定子的帶磁性的硬鐵芯磁極。當(dāng)溫差磁開關(guān)電動機定子帶磁性的硬鐵芯磁極的溫度高于居里溫度值后，溫差磁開關(guān)電動機定子的帶磁性的硬鐵芯磁極就會失去磁性，然后給溫差磁開關(guān)電動機線圈通入穩(wěn)定的反向電流。溫度高于居里溫度值的溫差磁開關(guān)電動機定子失去磁性的硬鐵芯磁極把熱量傳遞給溫差磁開關(guān)電動機的定子硬鐵芯的其他部位后，溫差磁開關(guān)電動機定子失去磁性的硬鐵芯磁極的溫度就會降低到低于居里溫度值；溫差磁開關(guān)電動機線圈通入的穩(wěn)定正向電流產(chǎn)生的磁場使溫差磁開關(guān)電動機定子硬鐵芯磁極帶有很強的磁性，但與給溫差磁開關(guān)電動機線圈接上穩(wěn)定正向電流產(chǎn)生的磁場使溫差磁開關(guān)電動機定子硬鐵芯磁極帶有的磁極性相反。當(dāng)溫差磁開關(guān)電動機定子帶磁性的硬鐵芯磁極溫度高于居里溫度值時失去磁性，溫差磁開關(guān)電動機定子硬鐵芯磁極磁滯就會消失，這時溫差磁開關(guān)電動機線圈通入反相電流溫差磁開關(guān)電動機定子硬鐵芯磁極就會立即反轉(zhuǎn)磁性，而不會像有磁滯那樣延時反轉(zhuǎn)磁性。溫差磁開關(guān)電動機的線圈通入上述交變電流，溫差磁開關(guān)電動機定子硬鐵芯磁極就會出現(xiàn)交變磁場，溫差磁開關(guān)電動機的轉(zhuǎn)子在溫差磁開關(guān)電動機定子硬鐵芯磁極的交變磁場的磁力作用下轉(zhuǎn)動。溫差磁開關(guān)電動機的線圈有一定的電阻，線圈通電時會有熱量產(chǎn)生加熱線圈，然后把熱量傳遞給溫差磁開關(guān)電動機定子硬鐵芯。交流電動機正常運行時，外面可以測得外殼溫度在45°C?55°C，估算定子鐵芯的溫度在55°C?65°C ;這一溫度范圍正好在溫差磁開關(guān)電動機定子硬鐵芯磁極的居里溫度值65°C的附近。所以在溫差磁開關(guān)電動機正常運行時，就不需要給溫差磁開關(guān)電動機的線圈通高頻交流電，加熱溫差磁開關(guān)電動機定子鐵芯的新型合金磁極。在夏天由于天氣炎熱需要接通電磁離合器的電，溫差磁開關(guān)電動機的轉(zhuǎn)子帶動風(fēng)扇轉(zhuǎn)動冷卻溫差磁開關(guān)電動機的外殼，從而冷卻了溫差磁開關(guān)電動機定子硬鐵芯?；蛘邌庸娘L(fēng)機，鼓風(fēng)機出來的風(fēng)經(jīng)過電動調(diào)節(jié)風(fēng)閥后穿過溫差磁開關(guān)電動機的前端蓋上的一圈小孔進(jìn)入溫差磁開關(guān)電動機的內(nèi)部，冷卻溫差磁開關(guān)電動機的線圈和定子硬鐵芯，熱風(fēng)從溫差磁開關(guān)電動機的后端蓋的小孔吹出。電腦控制儀根據(jù)溫度傳感器和磁感應(yīng)傳感器給出的數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)電動調(diào)節(jié)風(fēng)閥，同時改變每一次溫差磁開關(guān)電動機的的線圈通入高頻交流電的時間，這使得溫差磁變換電動機定子硬鐵芯磁極的溫度在居里溫度值附近波動。溫差磁開關(guān)電動機線圈通入上述交變電流后，溫差磁開關(guān)電動機定子硬鐵芯金磁極就像交流電動機的定子線圈通入正弦交流電那樣產(chǎn)生交變磁場，而對溫差磁開關(guān)電動機的轉(zhuǎn)子鐵管上固定的許多對條形稀土磁鐵產(chǎn)生力矩、使溫差磁開關(guān)電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動；或者對溫差磁開關(guān)電動機的鼠籠式轉(zhuǎn)子產(chǎn)生力矩、使溫差磁開關(guān)電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動；或者對溫差磁開關(guān)電動機的繞線式轉(zhuǎn)子產(chǎn)生力矩、使溫差磁開關(guān)電動機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。
[0006]溫差磁開關(guān)電動機的控制方法:給溫差磁開關(guān)電動機的線圈接入梯形波交流電，溫差磁開關(guān)電動機的線圈在電壓上升時，溫差磁開關(guān)電動機線圈的磁通量發(fā)生變化，在溫差磁開關(guān)電動機的定子帶磁性的硬鐵芯磁極上產(chǎn)生渦流，加熱溫差磁開關(guān)電動機的定子帶磁性的硬鐵芯磁極。當(dāng)溫差磁開關(guān)電動機定子帶磁性的硬鐵芯磁極溫度高于居里溫度值后，溫差磁開關(guān)電動機定子帶磁性的硬鐵芯磁極就會失去磁性，然后給溫差磁變換電動機線圈通入穩(wěn)定的正向電流。溫度高于居里溫度值的溫差磁開關(guān)電動機定子失去磁性的硬鐵芯磁極把熱量傳遞給溫差磁開關(guān)電動機的定子硬鐵芯的其他部位后，溫差磁開關(guān)電動機定子失去磁性的硬鐵芯磁極的