(转载)无刷无传感器串激式偏磁电动车轮毂电机

ylyqwd

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。

    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。

jcq

看看鱼雷用的电机，几百万一个高科技，氧化银电池可让电动车跑一千公里。串激式偏磁电动车轮毂电机忽悠人；
1．稀土永磁无刷直流电动机
稀土永磁直流电动机的工作原理与励磁式和永磁式直流电机并无不同，但由于采用了高性能的稀土永磁材料，它具有以下独特的优越之处：
（1）与励磁式直流电动机相比，稀土永磁体替代了励磁线圈，无励磁损耗，从而提高了电机效率，同时缩小了电机体积。稀土永磁体性能极高，与普通永磁体相比，可以大大缩小磁钢体积，从而使电机体积显著减小。
（2）稀土永磁体的退磁曲线呈线性，回复直线与退磁曲线基本重合，无需进行稳定处理，其工作点可逆，抵抗去磁能力强，宜于在具有强烈去磁的动态条件下工作。
（3）由于稀土永磁体磁导率与空气相近，电枢反应磁路磁阻明显增大，因此可有效地抑制电枢反应，使电机工作稳定，特性优良。
（4）稀土永磁直流电动机机械特性硬，电压调整率小，过载能力强，启动转矩大，加之稀土永磁直流电动机时间常数和转子转动惯量小，启动迅速。
目前，我国鱼雷上用的电动机采用电刷和换向机构进行换向，其固有的缺陷是，鱼雷电机大电流工作状态下恶化换向，容易烧坏电机，严重阻碍了大功率鱼雷电机的发展。而无刷电机就是采用电子线路代替机械接触的电刷与换向器的直流电机，且具有高功率和方便控制实现无级调速的优点。同样体积重量的直流电机如果采用无刷永磁电机，功率可大大提高，而且控制性能得到很好改善。特别是近年来现代电子技术、控制技术、信号处理技术的发展很快，开关型晶体管如高压、大容量、快速可控硅的成功应用，并且驱动模块小型化智能化，为大功率无刷直流电机换向控制线路的高功率高智能化可靠性设计提供了良好的技术基础，无换向器电机将成为未来先进的鱼雷推进电机。
典型的无刷直流电动机由三部分组成，电动机本体、传感器和电子换向控制线路。电动机本体由定子和转子组成。位置传感器检测旋转转子的位置，与电子线路一起实现换向。最近，随着电机控制理论和信息处理技术的发展，无刷直流电机有在对大容量无刷永磁直流电机去掉传感器的技术上有较大突破。


图7-12 德国重型鱼雷电子换向高速永磁电机

按照无刷直流电动机的工作特性，可分为具有直流特性的无换向器直流电动机和具有交流电机特性的交流电动机。前者有直流电供电，借助位置传感器来检测转子位置信号去触发相应的电子换向线路，以实现无接触换向，具有原直流电动机的各种运行特性。后者是通过逆变器将直流电换向变换成交流电，然后驱动一般同步或异步电动机。
2．超导直流电动机
超导电机的主要优点是：
（1）极限功率大。普通同步电机由于铜线载流能力限制，单机容量目前只能达到一百万千瓦，而超导同步发电机单机容量可达到二千万千瓦。
（2）效率高，功率损耗低。超导电机的效率可达98～99%，比普通电机高得多。
（3）体积小，重量轻。超导电机的体积和重量比普通电机小得多。
因此使用超导电机作为推进电机，不仅可使鱼雷具有高速，而且可以极大地改善鱼雷的续航力。
超导电机要使用超导体作为励磁绕组或电枢。某些物质在某个临界温度下，电阻突然消失的现象，称为具有超导电性。具有超导电性的物质叫超导体。超导体在进入超导状态时，有两个基本特征：一是完全的导电性，即它的直流电阻为零；二是完全的抗磁性，即磁力线不能穿过超导体。超导体内的磁场恒为零。在下述三个临界值之内超导体才能保持其超导状态。即临界温度 、临界磁场强度 、临界电流密度 。超导体在应用时如果温度、磁场强度和电流密度三者之中任何一个超过其临界值，则超导状态被破坏而突然进入正常状态（即电阻不为零和导体内磁场不为零）。这三个临界值，对不同超导体有不同的数值。超导体材料可以是元素、合金以及导电氧化物。
超导磁体是用超导导线绕制的线圈，置于冷却容器内以保持其温度低于它的临界温度。超导导线通常是将很细的超导材料线嵌在基体铜带上的复合导线。冷却容器的冷却剂是液氦，它的液化温度为4.2K，足可保证超导体在其临界温度下。


图7-13 圆盘式超导直流电机原理

目前比较成熟的超导电机是单级超导直流电机。最简单的单级超导直流电机是圆盘式的，其原理如图7-13所示。图中1是励磁线圈，它是一个螺管形的超导磁体。置于低温容器内，用液氦做冷却剂；2是真空绝热容器；3是液体电刷；4是固定在轴上的工作在常温下的两个电枢旋转圆盘；5是转轴；6是绝缘材料。如果从电刷引入电流，就是一台超导直流电动机。

BJ大风

电机可是门学问，交直流电机目前种类恐怕上百种，不知LZ介绍的这种电机是否上市了？

ylyqwd

我是看到这样的文章觉得，要是真有这样经济实惠的东西发明，对咱老百姓不是很好吗.
这文章是苏州扬名机电的总工04年在电动车商务网上的一篇文的摘录。有没有这样的电机上市就不得而之了（因我只是个普通的烧友而已）

franklee

学习学习！！