一种通电算法程序控制的电动转体

文档序号:1172512 发布日期:2020-09-18 浏览:9次 >En<

阅读说明:本技术 一种通电算法程序控制的电动转体 (Electric rotating body controlled by electrifying algorithm program ) 是由 叶亚欧 于 2020-06-29 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种通电算法程序控制的电动转体,包括电磁装置、逻辑电源、磁转体和逻辑控制器;磁转体沿基体的外缘相间平均排布有n个永磁体;电磁装置包括磁芯和线圈;磁芯设置间隙m相邻磁转体安装;线圈分别连接逻辑电源以及逻辑控制器;逻辑控制器连接逻辑电源;逻辑电源内贮有通电算法程序,对应磁转体一个旋转周期设置n个脉冲电流周期;逻辑控制器通过获得基准时刻信号,控制逻辑电源在基准时刻之前或/和之后的T/2n时域内提供直流电,每次通电时间小于T/4n,其余时间断电,使磁转体获得前转增量并运行在旋转周期时间T对应的转速。(The invention provides an electric rotator controlled by a power-on algorithm program, which comprises an electromagnetic device, a logic power supply, a magnetic rotator and a logic controller, wherein the logic power supply is connected with the electromagnetic device; n permanent magnets are evenly distributed on the magnetic rotating body at intervals along the outer edge of the matrix; the electromagnetic device comprises a magnetic core and a coil; the magnetic core is provided with a gap m and is arranged adjacent to the magnetic rotating body; the coil is respectively connected with the logic power supply and the logic controller; the logic controller is connected with the logic power supply; the logic power supply is internally stored with a power-on algorithm program, and n pulse current cycles are set corresponding to one rotation cycle of the magnetic rotor; the logic controller controls the logic power supply to provide direct current in a T/2n time domain before or/and after the reference time by obtaining the reference time signal, the power-on time is less than T/4n each time, and the power is cut off in the rest time, so that the magnetic rotor obtains the forward rotation increment and operates at the rotating speed corresponding to the rotating period time T.)

一种通电算法程序控制的电动转体

技术领域

本发明涉及电动机械设计领域,具体涉及一种通电算法程序控制的电动转体。

背景技术

电动转体是一种电能与旋转机械能的转换装置;转体是一种旋转机械装置,常见的转体例如旋转机械轮、风扇的叶片、水轮机或风力发电机的叶片等等。

本申请所述的磁转体指一类外缘设置有若干永磁体的机械旋转装置,在近年研究活跃,其早期设计是在电动机的转轴设置机械转盘增加旋转惯性,后来把研究视线转向外缘设置若干永磁体,意图利用外部同样带永磁体的电动旋转轮,通过外缘之间的磁力传动作用而满足一些机械装置的需求。磁力传动的一个明显优势是方便控制主动机和负载的偶联,例如一些空气交换用的大型旋转叶片不需要完全稳速,更需要节电,因此,有些应用场景设计了磁力传动装置,当转速达到上限时,主动机暂时断电,传动装置脱离,利用叶片的机械惯性继续旋转;而当叶片的转速降到下限时,重新启动主动机及耦合传动装置,从而达到节省电能目的。

本申请针对这类磁转体的电动控制技术方案改良而提出。

发明内容

本发明的技术目的,是针对现有磁转体的控制技术缺陷,根据磁转体外缘永磁体的周期运动特征,提出一种通电算法程序控制的电动转体,通过控制周期性发生的电磁力换取磁转体的转矩增量,提升电能利用率,工艺容易实现。

为实现上述技术目标,本发明提供了一种通电算法程序控制的电动转体,该电动转体包括电磁装置、逻辑电源、磁转体和逻辑控制器;所述的磁转体沿基体的外缘相间平均排布有n个永磁体;所述的电磁装置包括磁芯和环绕磁芯设置的至少一组线圈;所述磁芯设置间隙m相邻磁转体的外缘安装;所述线圈分别连接逻辑电源的电源输出端以及逻辑控制器的信号输入端;所述逻辑控制器的电源输入端和逻辑信号输出端连接所述逻辑电源;

所述的逻辑电源内贮有通电算法程序,对应磁转体一个旋转周期而设置n个脉冲电流周期;逻辑控制器通过任一所述永磁体前转至基准法线获得基准时刻信号,控制逻辑电源在基准时刻之前或/和基准时刻之后的T/2n时域内对电磁装置提供直流电,并且每次通电时间小于T/4n,其余时间断电,从而通过周期性的脉冲电磁极使磁转体获得前转增量并运行在T对应的转速;其中,所述T为磁转体的旋转周期时间;所述的基准法线由磁转体的转轴与所述磁芯的位置连线所确定。

本发明中,所述的磁转体指一类以绕轴旋转为特征的机械构件,其基体例如圆盘、若干叶片,由非磁性的固体成型材料制成;所述的永磁体为磁钢、钕铁硼等一类本领域技术人员公知的材料;所述的n为正整数;所述的间隙m为电磁装置通电时产生的电磁极与磁转体上永磁体旋转周线的相对空间距离;所述的前转根据磁转体的旋转方向而定义。

上述技术方案中,所述永磁体的磁极线沿磁转体的外缘切线方向设置,或沿法线方向设置,或沿磁转体转轴方向设置;n个永磁体的磁极排布方向相同。所述磁极线为永磁体及电磁装置通直流电产生的N/S两个磁极所确定的连线及其延长线。

上述技术方案中,所述的电磁装置的线圈设置两组以上;其中一组以上为电磁力线圈,连接逻辑电源的直流电源输出端;另外一组以上为磁电感应线圈,连接所述逻辑控制器的信号输入端。

上述技术方案中,所述的逻辑电源包括开关电路、控制模块和电源;电源分别连接开关电路、控制模块以及所述的逻辑控制器;开关电路的电源输出端连接所述电磁装置的电磁力线圈;所述的通电算法程序内贮在控制模块;控制模块的逻辑控制端连接开关电路,其逻辑信号输入端连接所述的逻辑控制器。

上述技术方案中,所述的逻辑控制器包括调整逻辑电源脉冲直流电频率的控制装置;控制装置独立设计,包括外置。

上述逻辑控制器的技术方案中,所述控制装置的部分功能可与所述逻辑电源中控制模块内贮的通电控制程序一体化设计。

以上所述一种通电算法程序控制的电动转体的技术方案中,所述由逻辑电源内贮的通电算法程序,为依次记录逻辑控制器提供的当前基准时刻与上一基准时刻的间隔时间,判定当前脉冲直流电的周期时间/频率,并结合逻辑控制器的实时控制信号对电磁装置提供周期脉冲直流电;所述的周期脉冲直流电,包括启动/截止通电时刻、通电时域和脉冲直流电的周期时间/频率,通过所述通电算法程序结合逻辑控制器的实时控制信号共同控制磁转体的实时转速。

作为上述技术方案的一种优选,所述通电算法程序的脉冲直流电启动通电时刻在基准时刻之前的T/2n时域内选取,通电时间小于T/4n,电流方向为:电磁装置产生的电磁极与相向永磁体的极性相反。

作为上述技术方案的又一种优选,所述通电算法程序的脉冲直流电截止通电时刻在基准时刻之后的T/2n时域内选取,通电时间小于T/4n,电流方向为:电磁装置产生的电磁极与相向永磁体的极性相同。

上述技术方案中,所述的通电算法程序还包括通电时域校正程序:所述的校正程序为逻辑电源依据当前脉冲直流电的周期时间/频率,结合逻辑控制器/控制装置提供的实时控制信号进行比较,自动优化调整所述的通电时域,从而智能化控制所述脉冲直流电的实时频率。

以上所述的电动转体在实际应用中所需要的机械架件,在有效实现机械固定、支撑的前提下,所选用的材料和结构可以任意。

本发明所述的电动转体与常规电动机/脉冲电动机的主要区别在于:

1)电磁装置(类比定子)不产生旋转磁场,与常规定子有本质区别;

2)电磁装置与磁转体(类比转子)不同轴心设置;

3)逻辑电源对电磁装置提供直流电,不需要常规换向器,并且脉冲供电;

4)不设置常规的转子位置传感器,控制脉冲供电采用内贮的通电算法程序。

电动转体最常见的驱动方式是运用旋转磁场,如何更省电地控制电动转体是机电行业长期研究的目标之一,本申请可优选为一种技术补充方案。所述的电动转体,可以通过磁转体的转轴或基体的任意部位为下级负载提供机械能联动。

本发明电动转体的优点在于:电磁能量通过间隙磁场的分布状态改变而变换为磁转体的转矩,当磁转体具有一定质量且转速足够时可充分运用其惯量,从而依据磁转体的外磁场脉动特点及其负载惯量状态提供一种通电算法程序的控制新思路,节能效果明显,以此方案设计的电动转体结构简单,电能转换效率高。

附图说明

图1是所述磁转体在外缘设置永磁体的磁极方向示意图;

图2是永磁体的磁极线沿法线方向设计的一种结构示意图;

图3是永磁体的磁极线沿切线方向设计的一种结构示意图;

图4是永磁体的磁极线沿转轴方向的三叶式磁转体的一种结构示意图;

图5是所述磁转体和电磁装置安装的一种局部结构示意图;

图6是图5示例的局部俯视结构示意图;

图7是所述磁转体和电磁装置安装的另一种局部结构示意图;

图8是图7示例的局部俯视结构示意图;

图9是所述电动转体的一种主电路结构及逻辑控制关系示意图;

图10是一种逻辑电源分立开关电路和控制模块的逻辑控制关系示意图;

图11是逻辑控制器分立子模块的一种主电路结构及逻辑控制关系示意图;

图12是所述基准法线的示意图;

图13是对应基准时刻的电动转体运动模型的局部示意图;

图14是基准时刻之前电磁极与相向永磁体的磁极相反的局部示意图;

图15是基准时刻之后电磁极与相向永磁体的磁极相同的局部示意图;

图16是对应磁转体的旋转划分为2n个T/2n时序扇区的局部示意图;

图17是一种在基准时刻之前的T/2n时域内启动周期脉冲电流的波形示意图;

图18是一种在基准时刻之后的T/2n时域内截止周期脉冲电流的波形示意图;

图19是一种基准时刻之前、后T/2n时域内启动/截止周期脉冲电流的示意图;

图20是基准时刻之前的磁作用力切向、法向分力及其矢量动态夹角的示意图;

图21是基准时刻之后的磁作用力切向、法向分力及其矢量动态夹角的示意图。

附图标识:

1、电磁装置 2、逻辑电源 3、磁转体 3a、转轴 3b、外缘

3c、永磁体 3d、磁极线 4、逻辑控制器 5、法线 6、切线

8、基准法线 9、磁作用力线 m、间隙 N/S、磁极 t、时间

n、永磁体数 A、电流强度 T、周期时间 θ、动态夹角

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步对本发明的技术方案进行详细说明。

参见图1,所述磁转体3的结构特征是环绕外缘设置有若干永磁体,已有技术中,永磁体的磁极线(由N、S两个磁极确定的连线及其延长线)通常是沿轮缘切线6或沿法线5方向设置;根据永磁体在磁转体的排布特征,也可以设置为磁极线沿磁转体3的转轴方向;图2是一种磁极线3d沿法线5方向设置的结构示意图,环绕磁转体外缘3b的外部相间平均排布有4个永磁体3c;永磁体也可以嵌入磁转体的外缘内部,使之与磁转体的外缘3b重合,图3是8个永磁体3c以相间平均排布方式嵌入磁转体外缘3b且磁极线3d沿切线6方向设置的另一种示例。

磁转体有不少变型结构,例如旋转叶片外缘的运动轨迹为一个圆,在外缘3b设置永磁体同样构成所述的磁转体,如图4所示,磁极线沿转轴方向设置。磁转体的基体变型结构还包括:一个圆盘或多个圆环组合,通过紧固件将多个圆环以同轴心方式组合成圆盘,包括一体化设计制造。在磁转体外缘设置的永磁体优选形状相同、间距平均排布,优选高磁通密度的产品,在不影响安装的前提下不限形状。

现有技术对这类磁转体的驱动是在磁转体外缘相邻设置一个结构类似的主动磁转轮,用电机驱动主动磁转轮,运用永磁体之间的磁力作用驱动磁转体,在智能控制过程发挥磁转体的惯性。本发明技术方案是采用电磁装置1驱动。

电磁装置的功能是把直流电转换为电磁极,磁芯为本领域技术人员公知的一种在外磁场作用下可产生更强附加磁场的磁介质材料,优选导磁率较高的产品,磁芯的形状任意,例如条形、凹型;线圈通常使用铜线或镀铜铝芯线,匝数越多,电磁作用越强。电磁装置与磁转体的间隙m界定了不接触,同时隐含了间隙的技术要求。业内公知磁作用的间隙又称气隙,是磁体之间传递磁作用的能量通道,间隙越小越有利于磁作用传递,其取值与磁芯导磁率、线圈匝数、通电强度及永磁体的磁通量相关,小型装置一般设置1-2mm,大中型装置一般设置2-20mm。

所述电磁装置1设置至少一组线圈,包括一组,电磁力线圈与磁电感应线圈合二为一设置;由于电磁力线圈的功能是产生电磁极,磁电感应线圈的功能是获取基准时刻信号,实用设计优选设置两组以上,其中一组以上为电磁力线圈,电连接逻辑电源2的直流电源输出端;另外一组以上为磁电感应线圈,电连接逻辑控制器4的信号输入端;所述的一组以上,意为至少一组。根据磁转体3正常运行需要的电磁作用力,电磁力线圈可设置多个;根据对基准时刻精度及可靠性要求,磁电感应线圈也可设置多个,与此相应的逻辑控制器4设置多路信号输入端。

磁转体3运行时,永磁体3c的运动轨迹是一条闭合圆周线,图5是磁转体3和电磁装置1的一种安装示例,永磁体3c的磁极线3d沿磁转体的法线5方向排布,在旋转中与电磁装置1周期性相对,其俯视局部结构示意如图6所示。图7是磁转体3和电磁装置1的另一种优选示例,永磁体3c的磁极线3d沿磁转体3的转轴3a方向排布,当磁转体3上的永磁体3c与电磁装置1在旋转中周期性相对,永磁体的磁极线3d与电磁装置1投影重合,其俯视局部示意如图8所示。

逻辑电源2和逻辑控制器4常规采用逻辑数字技术及运算电路实现,其控制模块一般包括:逻辑接口电路、内贮有通电算法程序的微处理器和信号输入处理电路以及***电路等,能通过输入信号进行相应的数模变换并根据设定逻辑控制输出时序电流,该类一体化设计的集成模块内贮可供编程。目前市场有较多集成模块产品,通过编程一般可满足工作逻辑要求。逻辑电源2与电磁装置1、逻辑控制器4的一种主电路结构及控制关系如图9所示;当逻辑电源的输出功率较大、常规一体化模块不能满足使用时,可把逻辑电源分立设置大功率开关电路配合控制模块设计,以满足具体设计要求,其一种主电路结构及逻辑控制关系如图10所示。

逻辑控制器4的主要功能是把从电磁装置1中获取的模拟信号变换为基准时刻信号,相应进行逻辑处理或提供给逻辑电源2,控制逻辑电源2相应输出周期脉冲电流;为了方便控制磁转体的实时转速,逻辑控制器4还可以加入实时调整逻辑电源2脉冲直流电频率的控制装置,控制方式可以有多种,例如运用电阻改变而实现,或通过操作压力器件、光耦器件而实现,所控制逻辑电源2输出周期脉冲电流的频率越高,对应磁转体的转速越快。控制装置可独立设计,包括外置,其部分控制功能也可与所述逻辑电源2内贮的充电控制程序一体化集成设计。

永磁体伴随磁转体旋转为外缘周围空间提供了一个周期性的脉动磁场,磁电感应线圈可把该脉动磁场信息变换为电信号反馈给逻辑控制器4。所述由磁转体的转轴3a与所述磁芯的位置连线确定的基准法线8如图12所示,基准时刻可依据永磁体3c前转至基准法线8的传感信号而得出,即使信号精度相对较低,逻辑控制器仍可获得一个强弱随时间正态分布的电信号,对应永磁体旋转的实时法线5与基准法线8重合状态可获得信号最大值,该信号最大值的时刻判定为基准时刻。

所述周期脉冲电流通过电磁装置1对应产生的是周期脉冲电磁极,所述在基准时刻之前或/和基准时刻之后的T/2n时域内提供直流电,不包括在基准时刻供电,基准时刻对应为永磁体旋转的实时法线5与基准法线8重合状态,此时永磁体受到的电磁作用力无切向分力,对磁转体前转无益,如图13所示。

所述周期性的脉冲电磁极使磁转体获得前转增量,隐含了电磁装置1供电时域、电流方向和电磁极方向的多重技术含义:要使磁转体获得前转增量,电磁极的极性必须对应在基准时刻之前与相向永磁体3c的磁极相反(如图14所示),或对应在基准时刻之后与相向永磁体3c的磁极相同(如图15所示),否则,电磁装置1提供直流电产生的电磁极不能使磁转体获得前转增量。因此,所述脉冲电磁极使磁转体获得前转增量隐含了通电算法程序控制的技术方案设计原则。

已有技术中,常规电动机驱动转子是运用旋转磁场,旋转磁场频率决定了转子的转速;数控伺服电机通常设置专用的转子位置传感器用于反馈转子的实时位置信号,例如磁作用力线的偏转角、环绕轴心的偏转角,通过这些实时信号数据实现控制。本发明技术方案与已有技术的区别,在于不采用根据转子实时位置信号数据反馈的控制方式,是一种时间通电算法程序控制的技术方案,磁转体一经启动,按逻辑电源2内贮设定的通电算法程序结合逻辑控制器4的逻辑指令运行。

本发明对所述电动转体提供的一种逻辑电源2内贮的通电算法程序的技术方案为:依次记录逻辑控制器4提供的当前基准时刻与上一基准时刻的间隔时间,判定当前脉冲直流电的周期时间/频率,并结合逻辑控制器4的实时控制信号对电磁装置1提供周期脉冲直流电;所述的周期脉冲直流电,包括启动/截止通电时刻、通电时域和脉冲直流电的周期时间/频率,通过所述通电算法程序结合逻辑控制器4的实时控制信号共同控制磁转体3的实时转速。

所述逻辑电源对应磁转体一个旋转周期而设置n个脉冲电流周期,与磁转体的永磁体个数n相关,例如磁转体的外缘设置8个永磁体,则逻辑电源对应磁转体每个旋转周期设置8个脉冲电流周期。对应所述的n个脉冲电流周期,等效于把磁转体一个旋转周期随时间流划分为n个或2n个旋转过程的扇区,永磁体在磁转体上2n个旋转扇区运行的相应时间为T/2n,如图16所示。由于永磁体在磁转体上相间均匀排布,逻辑电源只要获知任一个基准时刻以及与上一个基准时刻的间隔时间,内贮的通电算法程序即可计算出永磁体前转的当前速率,进而根据逻辑控制器给出的指令在设定的T/2n时域内提供由通电算法程序确定的周期脉冲电流。

所述的脉冲电流是周期特征,一个脉冲电流周期的涵义并非限于一个脉冲电流。对应磁转体一个旋转周期,可以相应设计n个脉冲直流电周期,启动通电时刻在基准时刻之前的T/2n时域内选取,并且通电时间小于T/4n,电流方向为:电磁装置1产生的电磁极与相向永磁体3c的极性相反,其对应图16示例在基准时刻之前的T/2n时域内启动周期脉冲电流的一种波形示意如图17所示;或者,截止通电时刻在基准时刻之后的T/2n时域内选取,并且通电时间小于T/4n,电流方向为:电磁装置1产生的电磁极与相向永磁体3c的极性相同,其对应图16示例在基准时刻之后的T/2n时域内截止周期脉冲电流的另一种波形示意如图18所示。对应磁转体一个旋转周期也可以设计2n个脉冲直流电周期,其对应图16示例、结合上述两种技术方案在基准时刻之前、后的T/2n时域内通电的一种波形示意如图19所示。

具体设计中,上述启动/截止通电时刻可以根据磁转体3的具体结构结合间隙m的精细运动模型而设置,当运动模型复杂(例如当永磁体的磁极线沿转轴方向排布,永磁体与电磁装置之间的磁相互作用并存法向5、切向6以及转轴3a方向的动态矢量),工程界人士更倾向于实验测定。由于限定了对应磁转体一个旋转周期而设置n个脉冲电流周期,以及间隙m的存在,决定了启动通电不可能超出基准时刻之前的T/2n时域,截止通电也不可能超出基准时刻之后的T/2n时域。

所述周期脉冲电流每次通电时间小于T/4n时域是一种技术限定,具体时域由设计者优选。图20和图21是在基准时刻之前和之后永磁体3c与电磁装置1之间磁作用力线9的切向、法向分力方向及其矢量动态夹角θ示意图,可见磁转体上永磁体所受到电磁装置的磁作用力,除了在基准时刻无切向分力,在所述T/4n时域同时并存切向分力(增益来源)和法向分力(无增益),此消彼长,当θ为45度角时法向分力与切向分力相同,θ为90度角的切向分力最大;在θ小于45度角状态时域,有一半以上电能对磁转体前转的切向分力(增益来源)无贡献,优选设计的原则是多利用电磁装置1磁作用力的切向分力,少做无用功。

所述逻辑电源2的通电算法程序还包括通电时域校正程序:所述的校正程序为逻辑电源2依据当前脉冲直流电的周期时间/频率,结合逻辑控制器4/控制装置提供的实时控制信号进行比较,自动优化调整所述的通电时域,从而智能化控制所述脉冲直流电的实时频率。

所述的通电时域校正程序是一种智能节电控制,同时可针对逻辑控制器4增加人工操控的控制装置而相应设置对人工操控逻辑控制器的纠错功能;由于逻辑电源供电采用了节电的脉冲电流方式,磁转体的加速有一个合乎控制逻辑的时间渐进过程,如果控制装置在瞬间给出脉冲电流周期的高频指令,与逻辑电源2内贮设定的前转优化模式不符,则逻辑电源内贮的供电时域校正程序可设定拒绝执行瞬间高频指令,甚至可设置非常状态程序导入暂态的低频模式待人工纠错。所述逻辑控制器4增设有控制装置的一种主电路结构及逻辑控制关系如图11所示。

所述的实时周期时间T即磁转体3实时运行每旋转一个周期的时间,隐含了逻辑电源2提供周期脉冲电流的频率和转速的关系,通过控制对电磁装置1提供周期脉冲电流的频率,即可以控制磁转体运行在所预设的实时转速。

电动转体的变形设计众多,包括磁转体的盘体设计不同,同一磁转体可设置多个的磁转体、永磁体的磁极排布方向不同,同一磁转体可以设置多个电磁装置进行匹配,或同一逻辑电源2控制多个电磁装置,等等,该类变形实施为本领域技术人员所容易理解。所述逻辑电源的电源来源可以是市网交流电,也可以是风能、太阳能或电池,包括在电动转体负载端通过智能控制技术收集的电源。

所述的优选例仅为推荐,若干技术方案可部分使用,也可加入或组合并用其他成熟技术,即可实现本发明技术方案的基本设计目标。

实施例1、

设计一种本发明所述的通电算法程序控制的电动转体,包括电磁装置1、逻辑电源2、磁转体3和逻辑控制器4。其中,磁转体3为半径55Cm的圆盘,厚8Cm,环绕外缘3b设置有16个面积8×6Cm、厚1Cm的永磁体3c,16个永磁体相间平均排布,磁极线3d沿转轴3a方向设置且16个永磁体的磁极排布方向相同。

电磁装置1包括条形磁芯和两组线圈,磁芯采用高导磁率的特种稀土材料制成,两组线圈中的其中一组为电磁力线圈,由铜导线(载流20A以上)环绕磁芯而成,绕组匝数100圈以上,具体匝数根据实验调整;另外一组为磁电感应线圈,由直径小于0.5mm的铜导线环绕磁芯而成,绕组匝数50圈以上,具体匝数根据逻辑控制器4的信号处理精度实验调整。

逻辑电源2包括包括开关电路、控制模块和一组铅酸蓄电池的电源;电源连接开关电路、控制模块和所述的逻辑控制器4;控制模块内贮有包括供电时域校正程序的通电算法控制程序,其逻辑控制端连接逻辑电源2中的开关电路,其信号输入端连接逻辑控制器4;开关电路的电源输出端连接电磁装置1的电磁力线圈。

逻辑控制器4内贮有逻辑控制程序,具有将所述磁电感应线圈提供的模拟电流转换为数字控制信号的功能,其控制端连接逻辑电源2中的控制模块,信号输入端连接电磁装置1的磁电感应线圈;逻辑控制器4和逻辑电源2、电磁装置1的主电路结构及逻辑控制关系如图10所示。

本实施例安装时,电磁装置1的磁芯固定在磁转体3上永磁体3c运动周线的相邻部位,磁转体3外缘3b永磁体3c的S磁极的运动周线面向电磁装置1,局部安装结构如图7所示,间隙m为1.6mm(具体根据实验调整)。

本实施例中,磁转体的转轴3a与电磁装置1的磁芯位置连线构成了本发明所述的基准法线8;预设控制磁转体3的实时旋转周期T为2秒(0.5转/秒),逻辑电源2中控制模块内贮的通电算法程序对应磁转体3每个旋转周期设置16个脉冲电流周期,每个周期125毫秒(T/n),相应的T/2n时域为62.5毫秒;当磁转体3开始前转(根据具体需要设置启动机),逻辑控制器4获得磁电感应线圈给出的基准时刻信号,从而在基准时刻起计第35毫秒对所述控制模块发出逻辑指令,控制逻辑电源2对电磁装置1的电磁力线圈提供25毫秒直流电,使电磁装置1面向磁转体外缘产生磁极线3d沿转轴3a方向且磁极性与相向永磁体3c相同的电磁极,与相向永磁体产生同性相斥作用,使磁转体获得前转增益而启动旋转。

本实施例所述在基准时刻之后提供脉冲直流电的波形示意如图18所示。

逻辑电源通过内置控制模块设定的供电时域校正程序,对周期性脉冲电流时域重复校正,依次记录基准时刻的间隔时间,通过与上一次间隔时间比较,获知磁转体的当前转速,从而根据逻辑控制器设定的重复指令结合磁转体的当前转速相应调整通电时域,经多次的周期性磁斥作用使磁转体运行在0.5转/秒的状态。

实施例2、

实施例1对电磁装置1提供脉冲直流电是设置在基准时刻之后,本实施例改进为:逻辑电源2的每个脉冲电流周期设置为在基准时刻之前和基准时刻之后均对电磁装置提供脉冲直流电;预设的磁转体旋转周期、相应的T/2n时域与实施例1相同,在基准时刻之后供电的控制方法在实施例1已详述,不再重复。

当磁转体前转,逻辑电源2通过两次基准时间的间隔可区判出下一基准时间,进而在下一基准时间之前第60毫秒增加对电磁装置1的电磁力线圈导通25毫秒的直流电,控制电磁装置1面向磁转体3产生与相向永磁体3c极性相反的电磁极,从而控制电磁极与相向永磁体的磁相互作用在基准时刻之前产生异性相吸、基准时刻之后产生同性相斥,使磁转体3获得倍增的前转增益。

本实施例所述在基准时刻之前、后提供脉冲直流电的波形示意如图19所示。

实施例3、

在实施例2的基础上对逻辑控制器4的结构以及控制技术进行改进。

本实施例的逻辑控制器4包括独立设计并外置的控制装置,控制装置连接逻辑电源2中的电源,其信号输出端连接逻辑控制器4;控制装置运用操作压力器件控制内阻的方式实时调控逻辑控制器的输出信号,控制改变逻辑电源2输出的周期脉冲电流强度及其频率。主电路结构及逻辑控制关系如图11所示。

逻辑电源2内贮的通电算法程序增设有人工操控纠错的供电时域校正程序,当控制装置的加速指令处在逻辑电源设定的前转优化模式范围内,逻辑电源内贮的通电算法程序优先执行加速指令;当加速指令瞬间给出的脉冲电流高频指令与逻辑电源的前转优化模式不符,则逻辑电源内贮的供电时域校正程序拒绝执行瞬间高频指令,判定为非常操控状态,自动导入暂态的周期脉冲电流低频模式。

本实施例可在有效节省电能的同时提升电动转体的安全控制等级。

实施例4、

在实施例1的基础上进行控制技术方案改进,逻辑控制器4的内贮逻辑程序增设磁转体3运行在0.5转/秒工况的转速上限和下限。当磁转体的转速达到所设定的上限,控制逻辑电源2暂停供电;当磁转体的转速降到所设定的下限,控制逻辑电源2重新启动对电磁装置1供电。

本实施例中,当磁转体连续1分钟稳定在0.5转/秒的工况后,控制逻辑电源2的供电时域自动改变为:在基准时刻起计第45毫秒控制开关电路2对电磁装置1的电磁力线圈导通15毫秒直流电,使电动转体更节省电能。

实施例5、

在实施例1的控制技术方法基础上,把磁转体3变型为一种三叶式的叶片结构,该三叶式旋转叶片的外缘3b运动轨迹为一个圆,在外缘3b附设永磁体3c,作为本发明所述的一种磁转体3,其结构示意如图4所示。

电磁装置1设置3套,与实施例1所述的结构类同,安装时,3套电磁装置1的磁芯分别固定在叶片外缘3b所设置永磁体3c的旋转运动周线相邻部位。

本实施例的逻辑电源2具有三路电源输出,分别连接三套电磁装置的电磁力线圈,逻辑电源对三套电磁装置1的通电控制逻辑与通电时序的设计、校正方法,均与实施例1类同;逻辑电源2提供脉冲直流电的通电时域,在三个叶片越过所述基准时刻的时域选取,从而在充分节省电能的前提下,控制三套电磁装置1为叶片提供电磁助推力,充分利用叶片的旋转惯性用较少电能代价增加转矩。

实施例6、

对实施例2进行技术扩展:逻辑电源2的控制模块扩充为一个多路电源7来源的电能分配管理系统,逻辑控制器4内置有储电堆的智能充电管理程序,电源7的输入端分别在风电、太阳能装置、储电堆以及磁转体3负载端选取连接。

本实施例可实现多种来源电源对所述电动转体的安全运行保障。

实施例7、

将实施例6的电动转体进一步推广应用,用所述的磁转体3驱动一台功率匹配的旋转发电机,发电机转轴与磁转体的转轴3a之间设置有磁悬浮传动装置;发电机的电源输出端分流连接控制模块的电源输入端;控制系统的功能包括电能分配和智能化充电管理,其电源输出端连接二次储电堆或/和电磁装置1。

本实施例所述的电动转体可实现对多种来源电源的综合利用。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,都不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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