CN110336419A - 按指令速度调控供电或转换发电的多功能调速电机*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种按指令速度调控供电或转换发电的多功能调速电机***，包括电机本体、整流子结构体、电机驱动电路、反回充电电路和控制电路；整流子结构体包括设置的两个整流子定子铁芯和整流子转子铁芯，整流子转子铁芯跟随所述电机本体的转子同步旋转；电机驱动电路包括整流子信号感应电路和场效应管输出电路；反回充电电路包括充电整流电路和一个充电升压开关电源电路；控制电路由测速感应电路、模拟电压生成电路和电桥平衡电路构成；电桥平衡电路上设有两个电压对比端和两个输出端。本发明电机具有速控电路特别简单、测速十分精准，电机主体扭矩大、效率高，节能效果非常突出等优点。

Description

按指令速度调控供电或转换发电的多功能调速电机***
技术领域
本发明涉及电机及其控制领域，具体涉及一种按指令速度调控供电或转换发电的多功能调速电机***。
背景技术
电机（英文：Electric machinery，俗称“马达”）是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。电机在电路中是用字母M（旧标准用D）表示，它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源，发电机在电路中用字母G表示，它的主要作用是利用机械能转化为电能。
现有调速电机的测速装置，还停留在点对点的检测水平上，无法同步的准确反应电机旋转角速度变化，就不能按照角速度的细微变化，路控制开关绕组电源和将电机自动转变为发电机运行；如果强行实施，由于测速信号波之间有一定时间差，电机定子对转子的加速会导致其角速度频繁超过电机的调节速度，使电机无端转变为发电机运行而大幅降低其效率；就是现有比较先进的变频电机和无刷同步电机，也只能靠主观性的规律打断电流来调控速度和适应场效应管的驱动输出；在电机需要输入的情况下，打断输入电流，本身就是一种降低效率的行为。
同时现有电机在使用过程中还存在下面的问题：当电机负载发生变化时，测速装置不能准确的同步反应出电机的旋转角速度变化，从而容易出现大马拉小车的情况，即电机负载发生变化，而电机的输入电流却没能及时跟随负载变化，造成电能极大的浪费；同时当电机在外力作用下（如电动汽车在下坡过程中）电机转速超过设定转速时，电机不能自动的切换为发电机运行，进行电能的储备和转速的制动。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何提供一种根据电机的转速自动调整输入电流，提高电机节能效果，同时能在电动状态和发电状态自动切换的同步跟速控电及转换发电的多功能调速电机***。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种按指令速度调控供电或转换发电的多功能调速电机***，包括电机本体、整流子结构体、电机驱动电路、反回充电电路和控制电路；
所述电机本体包括定子绕组，所述定子绕组采用三路三相的绕组排绕方式并引出9个抽头，9个所述抽头同时与所述电机驱动电路和所述反回充电电路电连接；
所述整流子结构体包括同轴设置的两个整流子定子铁芯和整流子转子铁芯，所述整流子转子铁芯位于两个所述整流子定子铁芯之间，所述整流子定子铁芯的内圆周上开设有36个定子槽，相邻两个所述定子槽之间共形成36个定子齿，在间隔分布的18个所述定子齿上分别绕制励磁线圈并将所述励磁线圈串联连接，所述整流子转子铁芯的外圆周上嵌设有能够与设定长度的整流子定子铁芯之间形成磁通回路的导磁段，所述整流子转子铁芯跟随所述电机本体的转子同步旋转；还包括第一相交流电源和与所述第一相交流电源的相位相差90°的第二相交流电源，所述第一相交流电源和所述第二相交流电源分别与其中一个所述整流子定子铁芯上的励磁线圈连接；
所述电机驱动电路包括整流子信号感应电路和场效应管输出电路；所述整流子信号感应电路包括分布在剩余18个所述定子齿上的感应绕组和与所述感应绕组一一对应连接的18个整流限压输出电路，所述整流限压输出电路的输出端与所述场效应管输出电路的输入端连接，所述场效应管输出电路的输出端与所述电机本体的定子绕组连接并驱动所述电机本体的定子绕组换相励磁；
所述反回充电电路包括充电整流电路和一个充电升压开关电源电路；所述充电整流电路的输入端连接所述电机主体的定子绕组接线端，所述充电整流电路的输出端连接充电升压开关电源电路的电源输入端；
所述控制电路由测速感应电路、模拟电压生成电路和电桥平衡电路构成；测速感应电路包括绕制在每个所述定子槽轭部的测速线圈和72个测速整流电路，每个所述测速线圈连接对应的两个所述测速整流电路，两个所述测速整流电路对应连接一个模拟电压生成电路，与同一所述测速线圈连接的两个所述测速整流电路的输出端与一个所述模拟电压生成电路的输入端连接；
所述电桥平衡电路上设有两个电压对比端和两个输出端，其中一个电压对比端作为测速点与所述模拟电压生成电路的输出端连接，另一个电压对比端作为调速点与转速调控基准电压点连接；其中一个输出端连接所述场效应管输出电路的控制端，并在电机旋转角速度不高于调控速度时，打开所述场效应管输出电路为所述定子绕组供电；另一个输出端连接所述充电升压开关电源电路的控制端，在电机旋转角速度高于调控速度时，打开所述充电升压开关电源电路同时关闭所述场效应管输出电路，并将所述定子绕组的感应电流反回输出。
这样，将定子绕组引出9个抽头，并将9个抽头同时与电机驱动电路和反向充电电路进行连接，使得电机驱动电路能够向定子绕组输入电流使得电机本体在电动状态运行，同时定子绕组也能输出电流到反向充电电路使得电机本体处于发电运行状态。在整流子结构体设置成两个整流子定子铁芯和一个整流子转子铁芯的方式，并分别通过一相交流电源对整流子定子铁芯上的励磁线圈供电，这样可以实施互补滤波，解除整流子结构体的输入电源对整流子输出电压波的干扰。励磁线圈得电后再根据变压器原理在感应绕组内感应出交流电源，感应绕组感应出的交流电源输入到整流限压输出电路中，整流限压输出电路对该交流电源进行整流限压后输出给场效应管输出电路，场效应管输出电路再对定子绕组进行驱动换相励磁。通过绕制在定子槽轭部的测速线圈和测速整流电路，可以对电机本体的速度进行实时的检测，并将检测到的速度信号经模拟电压生成电路后转化为模拟电压信号后与电桥平衡电路上的测速点进行连接，然后通过对电桥平衡电路上的测速点电压和调速点电压进行比较来对电机本体的运行状态进行控制。
当测速点电压低于调速点电压的设定值即电机旋转角速度不高于调控速度时，场效应管输出电路打开向定子绕组供电，充电升压开关电源电路关闭，定子绕组得电后使得电机本体做电动运行状态；当测速点电压高于调速点电压的设定值即电机旋转角速度高于调控速度时，电桥平衡电路驱动充电升压开关电源电路打开，场效应管输出电路关闭，定子绕组失电，电机本体在自身惯量的作用下将作为发电状态运行，电机本体的输出电流整流后再经充电升压开关电源电路升压后向外部设备如蓄电池充电。
同时，当整流子转子铁芯在旋转的过程中，整流子转子铁芯上的导磁段将一起旋转，当导磁段刚移动到刚进入连接其中一个感应绕组所在的磁通回路的时期，位于导磁段来侧的测速线圈、该感应绕组和励磁绕组之间将形成磁通回路，且该磁通回路在整流子转子铁芯旋转过程中会逐渐增加，直到该感应绕组的铁芯弧面与导磁段完全重合，此时位于磁通回路中的测速线圈的磁通量增加到最大值，而该感应绕组另一侧的测速线圈处没有磁通经过；随着整流子转子铁芯的持续旋转，原来位于磁通回路中的测速线圈中的磁通量将逐渐减小到零，而原来没有磁通经过的测速线圈处的磁通将逐渐增大到最大值，由此在整流子转子铁芯旋转过程中，整流子转子铁芯导磁段在经过每个感应绕组的时候，感应绕组两侧的测速线圈磁通回路中的磁通量都是由少到多，由此测速线圈得到的速度信号便是一个锯齿波信号，锯齿波的斜面上升变化，就是电机旋转到该段的角速度变化。由于本发明每个感应绕组的左右都有一个测速线圈，以致所有测速的片段锯齿波都能依次链接起来，构成同步持续跟踪角速度的测速信号。
本方案在实际使用时，利用测速线圈同步跟踪电机本体的角速度变化，当电机本体的转速低于设定转速，即当测速点的电压低于指令的平衡点电压的设定值时，场效应管输出电路向定子绕组供电，从而驱动电机本体的转子加速旋转，测速感应电路检测到的电机本体的速度信号转化成的模拟电压信号传递到测速点的电压又将上浮至平衡点电压的设定值，此时将导致场效应管输出电路停止向定子绕组供电，测速点的电压在负载作用下又下浮至低于平衡点电压的设定值，场效应管输出电路又打开并向定子绕组供电；这样反复循环运作，使得电机本体完全按负载需要量而等量供电，避免出现了负载小而供电量大的大马拉小车的现象，减少了电量的浪费，大大提高了电机的节能效果；同时当有外力拖动电机本体的转子，使得其转速高于设定转速时（如车用电机在下坡运行时），测速点的电压会高于平衡点电压的设定值，电机即刻变为发电机运行，发出的电可用于对外部设备（如车上的蓄电池）进行充电，电机在发电过程中，其转子的转速也将下降，直到维持到设定转速；当外力消失后，转子的转速下降到设定转速以下，此时场效应管输出电路又自动打开，定子绕组得电，驱动转子转速上升，如此反复。因此本发明的电机能根据转速自动调整输入电流，大大提高电机节能效果，同时还能在电动状态和发电状态自动切换。
优选的，所述模拟电压生成电路包括计量电容C4、复位二极管D4、单向输出二极管D6、复位电阻R3和回流电阻R5，所述计量电容C4一端分别与复位电阻R3的一端和所述测速整流电路的输出端连接，所述计量电容C4的另一端分别与所述复位二极管D4的阴极和所述单向输出二极管D6的阳极连接，所述复位二极管D4的阳极与所述复位电阻R3的另一端连接后再接地，所述模拟电压生成电路共36个，36个所述模拟电压生成电路中的单向输出二极管D6的阴极并联连接后再与所述回流电阻R5的一端连接，所述回流电阻R5的另一端接地。
这样，由测速线圈输出整流后的信号加载给计量电容C4进行限量输出后形成一段电流，由此构成片段跟速检测信号，同时36个模拟电压生成电路的单向输出二极管D6将每一个片段跟速检测信号连接在一起就构成直流电流输出成为不间断的跟速检测信号，电机转速越快，电流输出越大，这个电流通过电阻R5接地，就变成测速模拟电压，并输入电桥平衡电路的测速点。
这样，在测速信号的电位上升时期，其电流通过计量电容C4和连接回流电阻R5的单向输出二极管D6实施计量充电，电位上升到波峰时停止；一旦电位下降，电流即刻通过正极接地的复位二极管D4对计量电容C4复位；这样，回流电阻R5两端的电压便随电机旋转角速度同步变化。
优选的，所述电桥平衡电路包括PNP型三极管BG3、NPN型三极管BG4、二极管D8、二极管D9、调速电位器W、电阻R6、二极管D21、二极管D22、电容C6、电感L、二极管D31、二极管D32、和PNP型三极管BG5，所述调速电位器的滑动端与调速点连接，所述调速电位器的另外两端分别接地和整流子信号感应电路输出的直流电源，所述PNP型三极管BG3的基极与所述测速点连接，所述PNP型三极管BG3的发射极与所述调速点连接，所述PNP型三极管BG3的集电极与所述场效应管输出电路电连接，所述二极管D8的阳极与所述调速点连接，所述二极管D8的阴极与所述二极管D9的阳极连接，所述二极管D9的阴极与所述NPN型三极管BG4的发射极连接，所述NPN型三极管BG4的发射极还分别与所述电阻R6的一端和所述二极管D21的阴极连接，所述电阻R6的另一端接地，所述二极管D21的阳极分别与所述二极管D22的阴极和所述电容C6的一端连接，所述二极管D22的阳极分别与所述电感L的一端和所述NPN型三极管BG4的基极连接，所述电感L的另一端分别与所述二极管D32的阳极和所述电容C6的另一端连接后再与测速输出点连接，所述二极管D32的阴极通过所述回流电阻R5接地，所述NPN型三极管BG4的集电极通过电阻R10与所述PNP型三极管BG5的基极连接，所述PNP型三极管BG5的集电极与所述二极管D31的阳极连接，所述二极管D31的阴极通过所述回流电阻R5接地，所述PNP型三极管BG5的发射极与所述光电耦合器B2中的二极管的阳极连接，所述光电耦合器B2中的二极管的阴极接地，所述光电耦合器B2的NPN型三极管的集电极与所述充电升压开关电源电路连接。
这样，由于测速电流是通过计量输出，靠回流电阻R5获取不同速度的电压，在输出电流时会引起降压波动；在本方案中，在电桥电路中增加二极管D31、二极管D32和PNP型三极管BG5；在测速信号打开NPN型三极管BG4的时候，测速信号输出的电流会同时通过回流电阻R5和电阻R6入地，此刻NPN型三极管BG4打开PNP型三极管BG5，PNP型三极管BG5就通过二极管D31将12V电压加载到回流电阻R5两端，同时阻断测速信号输出电流通过回流电阻R5入地，由于回流电阻R5的阻值等于电阻R6的阻值，测速电压就不会因打开NPN型三极管BG4而产生电压波动；在PNP型三极管BG5通过二极管D31将12V电压加载到回流电阻R5两端时，二极管D32可阻断12V电压加载到测速点，而在NPN型三极管BG4关闭时，二极管D31又能阻断测速电压加载到PNP型三极管BG5的集电极。由此使得在整个测速过程中，测速电压就不会因打开NPN型三极管BG4而产生电压波动，保证了整个测速过程信号的准确性，提高测速精度。
由于二极管PN结电压在0.7 V时是导通的；而三极管基极与发射极之间的PN结电压在集电极电场作用下，低于或等于0.7 V时不会导通，超过0.7V才会导通，在本方案中测速点电位始终比NPN型三极管BG4的发射极的电压高一个PN结电压（0.7V）；而调速点是调速电位器W的调节电压，调速点电压始终比NPN型三极管BG4发射极的电压高两个PN结电压（1.4V）；所以调速点电压在平衡电路作用下比测速点电压高0.7V；同时，充电升压开关电源TA2在光电耦合器B2导通时为关闭状态，在光电耦合器B2关闭时为打开状态。
当加载给测速点的测速电压低于调速点电压0.7V时，PNP型三极管BG3的发射极与基极之间就超出一个PN结电压，PNP型三极管BG3导通，进而通过PNP型三极管BG3的集电极驱动场效应管输出电路向定子绕组供电，电机本体处于电动运行状态，同时调速点的一路电流将从PNP型三极管BG3的发射极流向基极，另一路电流通过二极管D8和二极管D9到达NPN型三极管BG4的发射极，使得NPN型三极管BG4的发射极电压低于调速点两个PN结电压，在转速信号电压拉低NPN型三极管BG4基极电压的条件下，NPN型三极管BG4的基极与发射极之间就不能形成电流，NPN型三极管BG4为关闭状态，与NPN型三极管BG4的集电极连接的PNP型三极管BG5也处于关闭状态，光电耦合器B2也处于打开状态，此时充电升压开关电源电路处于关闭状态，电机本体处于电动运行状态；
当加载给测速点的测速电压等于调速点电压减0.7V时，PNP型三极管BG3的发射极与基极之间刚好一个PN结电压，PNP型三极管BG3关闭，场效应管输出电路停止向定子绕组供电；同时NPN型三极管BG4的基极与发射极之间也不能形成电流，NPN型三极管BG4为关闭状态，充电升压开关电源电路也处于关闭状态，此时电机本体即不输入电流也不输出电流，电机本体只能依靠惯性空挡运行，为空转运行状态；
当加载给测速点的测速电压高于调速点电压0.7V时，PNP型三极管BG3的发射极与基极之间低于一个PN结电压，PNP型三极管BG3关闭，绕组供电驱动电路停止向定子绕组供电，而NPN型三极管BG4的基极电压被转速信号电压拉高到高于其发射极一个PN结电压，NPN型三极管BG4被打开，它的集电极同时打开PNP型三极管BG5，光电耦合器B2也就关闭， 充电升压开关电源TA2就被打开，此时电机本体将处于发电运行状态，电机本体的输出电流整流后再经充电升压开关电源电路对外部设备（如蓄电池）进行充电。
同时，高频交流波加载时，由于二极管D21是锗管，PN结电压降为0.3v，电流便经电容器C6后通过二极管D21到达F点，NPN型三极管BG4关闭；在电容器容电饱和时，由于电感L的存在，电感L两端存在一定电压，致使BG4还是处于关闭状态；在电容C6复位期间，复位电流通过二极管D22和电感L产生回路，电感L两端继续存在一定电压，致使BG4还是处于关闭状态。这样，只有低频交流电和过压的直流电才能打开BG4，电机才能自动识别测速信号，不会服乱打开充电开关电源电路。
另外由于整流限压输出电路中用于滤波的电容要求复位时间很短，需解决其输入交流电对测速信号电压的干扰和电机本体转子机械振动对测速信号电压的干扰，为了排除这两个问题，本发明将电机调速电压从整流限压输出电路中取出；这样即使出现了上述的干扰，电桥平衡电路的测速点和调速点，都能同步获得这些干扰信号，电桥平衡电路就会自动忽略这些干扰信号。
优选的，还包括交流电源供电电路，所述交流电源供电电路电路包括震荡电路和90°移相电路，所述震荡电路用于产生单相交流电，所述90°移相电路与所述震荡电路电连接并用于将所述震荡电路产生的单相交流电转化为两相交流电，所述90°移相电路产生的两相交流电分别输出给所述第一相交流电源和所述第二相交流电源；
所述整流限压输出电路包括二极管D1、降压电阻R1、电阻R2、稳压二极管DW1，所述二极管D1的阳极与所述感应绕组连接，所述二极管D1的阴极与所述降压电阻R1的一端连接，所述降压电阻R1的另一端分别与所述电阻R2的一端连接和所述稳压二极管DW1的阴极连接后输出方波信号给所述场效应管输出电路，所述电阻R2的另一端与所述稳压二极管DW1的阳极连接；
所述测速整流电路包括两个二极管D2，两个所述二极管D2的阳极分别与所述测速线圈的一端连接，两个所述二极管D2的阴极并联连接后与所述模拟电压生成电路的输入端连接。
这样，将整交流电源供电电路设计为先由震荡电路产生一相交流电，再用90°移相电路获得两相交流电，再分别通过第一相交流电源和第一相交流电源进行并联输出，即可获得没有延时的片段直流电；但这个直流电有一定的电压波动，由于需要整流子信号感应电路输出的电流极小；所以，可以通过限流电阻后，用稳压二极管直接将这片段直流电的波动部分电压过滤掉；而测速信号不会受这个电压波动影响，是因为整流限压输出电路输出电压波动时，调速点的电压和测速点的电压都在同步波动，电桥平衡电路不会有反应。同上时由感应绕组输出的高频交流电通过二极管D1整流后，再通过降压电阻R1和以及稳压二极管DW1后将其变成振幅为5V的方波信号后，由此构成了整流子信号感应电路的输出信号，该输出信号作为场效应管输出电路的驱动信号。测速整流电路将测速线圈产生的交流信号整流后输出给模拟电压生成电路。
优选的，所述场效应管输出电路包括供电电源、与所述供电电源正极进行连接的上管驱动电路和与所述供电电源负极进行连接的下管驱动电路，所述上管驱动电路包括第一相上管驱动电路、第二相上管驱动电路和第三相上管驱动电路，所述第一相上管驱动电路的输出端与U相定子绕组连接，所述第二相上管驱动电路的输出端与V相定子绕组连接，所述第三相上管驱动电路的输出端与W相定子绕组连接，所述下管驱动电路包括第一相下管驱动电路、第二相下管驱动电路和第三相下管驱动电路，所述第一相下管驱动电路的输出端与U相定子绕组连接，所述第二相下管驱动电路的输出端与V相定子绕组连接，所述第三相下管驱动电路的输出端与W相定子绕组连接，连接同一相定子绕组的上管驱动电路和下管驱动电路不能同时导通。
这样，根据整流限压输出电路的输出信号，使得连接在供电电源正极和负极之间的上管驱动电路和下管驱动电路导通，从而为不同相定子绕组提供电能。
优选的，所述电机本体包括电机定子铁芯，所述电机定子铁芯上开设有36个电机定子槽，所述电机本体为四级，U、V、W三相定子绕组各对应设有A、B、C三路绕组，所述整流子转子铁芯的外圆周上嵌设有跨越10个定子槽长度的导磁段，所述场效应管输出电路共18个并记为Q1-Q18，18个场效应管输出电路Q1-Q18分别与18个整流限压输出电路连接。
优选的，还包括正反转控制电路，所述正反转控制电路包括单刀双掷开关K、正转控制电路和反转控制电路，所述正转控制电路包括发射极分别与所述整流限压输出电路Z1-Z18的电源输出端连接的PNP型三极管BK1-BK18，各所述PNP型三极管BK1-BK18的基极连接后与所述单刀双掷开关K其中的一个不动端连接，所述PNP型三极管BK1的集电极与所述PNP型三极管BG91的发射极连接，所述PNP型三极管BK2的集电极与所述PNP型三极管BG92的发射极连接，所述PNP型三极管BK3的集电极与所述PNP型三极管BG93的发射极连接，所述PNP型三极管BK4的集电极与所述N沟道结型场效应管BT194的栅极连接，所述PNP型三极管BK5的集电极与所述N沟道结型场效应管BT195的栅极连接，所述PNP型三极管BK6的集电极与所述N沟道结型场效应管BT196的栅极连接，所述PNP型三极管BK7的集电极与所述PNP型三极管BG97的发射极连接，所述PNP型三极管BK8的集电极与所述PNP型三极管BG98的发射极连接，所述PNP型三极管BK9的集电极与所述PNP型三极管BG99的发射极连接，所述PNP型三极管BK10的集电极与所述N沟道结型场效应管BT1910的栅极连接，所述PNP型三极管BK11的集电极与所述N沟道结型场效应管BT1911的栅极连接，所述PNP型三极管BK12的集电极与所述N沟道结型场效应管BT1912的栅极连接，所述PNP型三极管BK13的集电极与所述PNP型三极管BG913的发射极连接，所述PNP型三极管BK14的集电极与所述PNP型三极管BG914的发射极连接，所述PNP型三极管BK15的集电极与所述PNP型三极管BG915的发射极连接，所述PNP型三极管BK16的集电极与所述N沟道结型场效应管BT1916的栅极连接，所述PNP型三极管BK17的集电极与所述N沟道结型场效应管BT1917的栅极连接，所述PNP型三极管BK18的集电极与所述N沟道结型场效应管BT1918的栅极连接；
所述反转控制电路包括发射极分别与所述整流限压输出电路Z1-Z18的电源输出端连接的PNP型三极管BK19-BK36，各所述PNP型三极管BK19-BK36的基极连接后与所述单刀双掷开关K的另一个不动端连接，所述PNP型三极管BK19的集电极与所述PNP型三极管BG97的发射极连接，所述PNP型三极管BK20的集电极与所述PNP型三极管BG98的发射极连接，所述PNP型三极管BK21的集电极与所述PNP型三极管BG99的发射极连接，所述PNP型三极管BK22的集电极与所述N沟道结型场效应管BT1910的栅极连接，所述PNP型三极管BK23的集电极与所述N沟道结型场效应管BT1911的栅极连接，所述PNP型三极管BK24的集电极与所述N沟道结型场效应管BT1912的栅极连接，所述PNP型三极管BK25的集电极与所述PNP型三极管BG913的发射极连接，所述PNP型三极管BK26的集电极与所述PNP型三极管BG914的发射极连接，所述PNP型三极管BK27的集电极与所述PNP型三极管BG915的发射极连接，所述PNP型三极管BK28的集电极与所述N沟道结型场效应管BT1916的栅极连接，所述PNP型三极管BK29的集电极与所述N沟道结型场效应管BT1917的栅极连接，所述PNP型三极管BK30的集电极与所述N沟道结型场效应管BT1918的栅极连接，所述PNP型三极管BK31的集电极与所述PNP型三极管BG91的发射极连接，所述PNP型三极管BK32的集电极与所述PNP型三极管BG92的发射极连接，所述PNP型三极管BK33的集电极与所述PNP型三极管BG93的发射极连接，所述PNP型三极管BK34的集电极与所述N沟道结型场效应管BT194的栅极连接，所述PNP型三极管BK35的集电极与所述N沟道结型场效应管BT195的栅极连接，所述PNP型三极管BK36的集电极与所述N沟道结型场效应管BT196的栅极连接。
优选的，所述正反转控制电路还包括正反转保护电路，所述正反转包括电路包括单向可控硅BT21、N沟道结型场效应管BT20、PNP型三极管BG1和NPN型三极管BG2，所述N沟道结型场效应管BT20的栅极通过电阻R20与地连接，所述N沟道结型场效应管BT20的源极与所述NPN型三极管BG2的发射极连接，所述N沟道结型场效应管BT20的漏极与所述NPN型三极管BG2的基极连接，所述NPN型三极管BG2的基极通过电阻R2与所述PNP型三极管BG1的发射极连接，所述NPN型三极管BG2的集电极通过电阻R1与所述PNP型三极管BG1的基极连接，所述PNP型三极管BG1的集电极与所述单向可控硅BT21的控制极连接，所述单向可控硅BT21的阴极通过电阻R21接地，所述单向可靠硅BT21的阳极与所述单刀双掷开关的动端连接。
优选的，所述电机本体的转子上设有励磁绕组，所述励磁绕组通过瓷罐变压器提供励磁电流，所述瓷罐变压器包括固定在电机本体的定子上的初级铁芯和固定在电机本体的转子的转轴上的次级铁芯，所述初级铁芯与所述次级铁芯同轴设置并具有间隙，所述初级铁芯呈开口朝向所述次级铁芯的筒形状，所述初级铁芯上同轴设有导磁的初级支座，所述初级支座上绕设有变压器初级线圈，所述供电开关电源TA1与所述变压器初级线圈连接并能够向所述变压器初级线圈供电，所述次级铁芯呈开口朝向所述初级铁芯的筒形状，所述次级铁芯上同轴设有导磁的次级支座，所述次级支座上绕设有变压器次级线圈，所述变压器次级线圈输出的电流经整流器后向所述励磁绕组供电。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中控制电路的电路图；
图2为图1中D处的放大图；
图3为图1中E处的放大图；
图4为图1中F处的放大图；
图5为图1中H处的放大图；
图6为本发明具体实施方式中整流子定子铁芯和整流子转子铁芯的结构示意图；
图7为本发明具体实施方式中整流子信号感应电路、测试感应电路和模拟电压生成电路的电路图；
图8为本发明具体实施方式中交流电源供电电路的结构框图；
图9为本发明具体实施方式中定子绕组的分布示意图；
图10为本发明具体实施方式中的瓷罐变压器的结构及安装示意图。
附图标记说明如下：整流子定子铁芯1、整流子转子铁芯2、初级铁芯3、变压器初级线圈4、次级铁芯5、变压器次级线圈6、整流器7、转轴8、励磁绕组9。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
如附图1到附图7所示，一种按指令速度调控供电或转换发电的多功能调速电机***，包括电机本体、整流子结构体、电机驱动电路、反回充电电路和控制电路；
电机本体包括定子绕组，定子绕组采用三路三相的绕组排绕方式并引出9个抽头，9个抽头同时与电机驱动电路和反回充电电路电连接；
整流子结构体包括同轴设置的两个整流子定子铁芯和整流子转子铁芯，整流子转子铁芯位于两个整流子定子铁芯之间，整流子定子铁芯的内圆周上开设有36个定子槽，相邻两个定子槽之间共形成36个定子齿，在间隔分布的18个定子齿上分别绕制励磁线圈并将励磁线圈串联连接，整流子转子铁芯的外圆周上嵌设有能够与设定长度的整流子定子铁芯之间形成磁通回路的导磁段，整流子转子铁芯跟随电机本体的转子同步旋转；还包括第一相交流电源和与第一相交流电源的相位相差90°的第二相交流电源，第一相交流电源和第二相交流电源分别与其中一个整流子定子铁芯上的励磁线圈连接；
电机驱动电路包括整流子信号感应电路和场效应管输出电路；整流子信号感应电路包括分布在剩余18个定子齿上的感应绕组和与感应绕组一一对应连接的18个整流限压输出电路，整流限压输出电路的输出端与场效应管输出电路的输入端连接，场效应管输出电路的输出端与电机本体的定子绕组连接并驱动电机本体的定子绕组换相励磁；
反回充电电路包括充电整流电路和一个充电升压开关电源电路；充电整流电路的输入端连接电机主体的定子绕组接线端，充电整流电路的输出端连接充电升压开关电源电路的电源输入端；
控制电路由测速感应电路、模拟电压生成电路和电桥平衡电路构成；测速感应电路包括绕制在每个定子槽轭部的测速线圈和72个测速整流电路，每个测速线圈连接对应的两个测速整流电路，两个测速整流电路对应连接一个模拟电压生成电路，与同一测速线圈连接的两个测速整流电路的输出端与一个模拟电压生成电路的输入端连接；
电桥平衡电路上设有两个电压对比端和两个输出端，其中一个电压对比端作为测速点与模拟电压生成电路的输出端连接，另一个电压对比端作为调速点与转速调控基准电压点连接；其中一个输出端连接场效应管输出电路的控制端，并在电机旋转角速度不高于调控速度时，打开场效应管输出电路为定子绕组供电；另一个输出端连接充电升压开关电源电路的控制端，在电机旋转角速度高于调控速度时，打开充电升压开关电源电路同时关闭场效应管输出电路，并将定子绕组的感应电流反回输出。
电机主体是一种无限加速的无刷同步电机，其整流子结构是断开或连通变压器磁路来得到各相绕组的开关信号，信号的程序与有刷同步电机开关程序完全一致；它使用同步信号控制场效应管开关电机绕组电源；绕组分布采用三路三相电机绕组相距20度排列，有着同步加速扭矩大、效率高的特点。
控制电路是在其每个整流子变压器中绕制两个测速感应线圈，其输出电流通过整流后再通过各自的电荷限量电容器C4、C5进行计量输出，能第一时间不间断获取电机转速的电压信号，将这个电压信号通过电桥平衡电路去控制电机主体的运行状态；电机变成维持指令速度才加力的电机，在外力带动电机旋转时便自动转为发动运行；电机获取最高的工作效率。
电桥平衡电路是由一个PNP管发射极到基极的PN结和一个NPN管基极到发射极的PN结串连后，与两个串连二极管同电极并联构成电桥电路；PNP管发射极连接电机调速电压，两个三极管的基极串连节点连接测速信号电压。
整流子变压器由两个开有36槽的定子铁芯、能闭合部分定子槽齿磁通回路的转子铁芯和各个绕组构成；18个初级绕组分别间隔绕制在定子铁芯的18个铁芯齿上以后串连，剩下18个铁芯齿上绕制整流子信号输出线圈，每个铁芯槽深处的额部绕制一个测速线圈。这样，在每一个整流子输出信号对电机转子加力时，控制电路都能及时获取转子转速变化，避免电机在加力和发电之间震荡运行而产生损耗。
由于整流子使用的是交流电源，次级输出经过整流后，在不用电容器滤波的条件下，不能直接得到完整的整流子输出电压波；本发明采用两个供电相位相距90度的整流子并列输出，能互补整流子输出电压波的缺失。
这样，将定子绕组引出9个抽头，并将9个抽头同时与电机驱动电路和反向充电电路进行连接，使得电机驱动电路能够向定子绕组输入电流使得电机本体在电动状态运行，同时定子绕组也能输出电流到反向充电电路使得电机本体处于发电运行状态。
在整流子结构体设置成两个整流子定子铁芯和一个整流子转子铁芯的方式，并分别通过一相交流电源对整流子定子铁芯上的励磁线圈供电，这样可以实施互补滤波，解除整流子结构体的输入电源对整流子输出电压波的干扰。
励磁线圈得电后再根据变压器原理在感应绕组内感应出交流电源，感应绕组感应出的交流电源输入到整流限压输出电路中，整流限压输出电路对该交流电源进行整流限压后输出给场效应管输出电路，场效应管输出电路再对定子绕组进行驱动换相励磁。
通过绕制在定子槽轭部的测速线圈和测速整流电路，可以对电机本体的速度进行实时的检测，并将检测到的速度信号经模拟电压生成电路后转化为模拟电压信号后与电桥平衡电路上的测速点进行连接，然后通过对电桥平衡电路上的测速点电压和调速点电压进行比较来对电机本体的运行状态进行控制。
当测速点电压低于调速点电压的设定值即电机旋转角速度不高于调控速度时，场效应管输出电路打开向定子绕组供电，充电升压开关电源电路关闭，定子绕组得电后使得电机本体做电动运行状态；
当测速点电压高于调速点电压的设定值即电机旋转角速度高于调控速度时，电桥平衡电路驱动充电升压开关电源电路打开，场效应管输出电路关闭，定子绕组失电，电机本体在自身惯量的作用下将作为发电状态运行，电机本体的输出电流整流后再经充电升压开关电源电路升压后向外部设备如蓄电池充电。
同时，当整流子转子铁芯在旋转的过程中，整流子转子铁芯上的导磁段将一起旋转，当导磁段刚移动到刚进入连接其中一个感应绕组所在的磁通回路的时期，位于导磁段来侧的测速线圈、该感应绕组和励磁绕组之间将形成磁通回路，且该磁通回路在整流子转子铁芯旋转过程中会逐渐增加，直到该感应绕组的铁芯弧面与导磁段完全重合，此时位于磁通回路中的测速线圈的磁通量增加到最大值，而该感应绕组另一侧的测速线圈处没有磁通经过；随着整流子转子铁芯的持续旋转，原来位于磁通回路中的测速线圈中的磁通量将逐渐减小到零，而原来没有磁通经过的测速线圈处的磁通将逐渐增大到最大值，由此在整流子转子铁芯旋转过程中，整流子转子铁芯导磁段在经过每个感应绕组的时候，感应绕组两侧的测速线圈磁通回路中的磁通量都是由少到多，由此测速线圈得到的速度信号便是一个锯齿波信号，锯齿波的斜面上升变化，就是电机旋转到该段的角速度变化。由于本发明每个感应绕组的左右都有一个测速线圈，以致所有测速的片段锯齿波都能依次链接起来，构成同步持续跟踪角速度的测速信号。
本方案在实际使用时，利用测速线圈同步跟踪电机本体的角速度变化，当电机本体的转速低于设定转速，即当测速点的电压低于指令的平衡点电压的设定值时，场效应管输出电路向定子绕组供电，从而驱动电机本体的转子加速旋转，测速感应电路检测到的电机本体的速度信号转化成的模拟电压信号传递到测速点的电压又将上浮至平衡点电压的设定值，此时将导致场效应管输出电路停止向定子绕组供电，测速点的电压在负载作用下又下浮至低于平衡点电压的设定值，场效应管输出电路又打开并向定子绕组供电；这样反复循环运作，使得电机本体完全按负载需要量而等量供电，避免出现了负载小而供电量大的大马拉小车的现象，减少了电量的浪费，大大提高了电机的节能效果；同时当有外力拖动电机本体的转子，使得其转速高于设定转速时（如车用电机在下坡运行时），测速点的电压会高于平衡点电压的设定值，电机即刻变为发电机运行，发出的电可用于对外部设备（如车上的蓄电池）进行充电，电机在发电过程中，其转子的转速也将下降，直到维持到设定转速；当外力消失后，转子的转速下降到设定转速以下，此时场效应管输出电路又自动打开，定子绕组得电，驱动转子转速上升，如此反复。
因此本发明的电机能根据转速自动调整输入电流，大大提高电机节能效果，同时还能在电动状态和发电状态自动切换。
本发明电机除了扭矩大、效率高之外，它能根据负载变化需要来随时调整电流输入，精准实施以节能为目的的数字电源供电；它在不用发电功能的时候，就是一款目前其它电机无法达到其节能效果的电机。而在车用电机需要减速行驶的时候，它自动转变为发电机运行，不用消耗刹车就可以制动汽车按指令速度行驶，比刹车制动更安全，还能获得很大的电源储备，来大幅延长汽车的续航能力；将电机节能减排效果推上巨幅节能的程度。
在本实施例中，模拟电压生成电路包括计量电容C4、复位二极管D4、单向输出二极管D6、复位电阻R3和回流电阻R5，计量电容C4一端分别与复位电阻R3的一端和测速整流电路的输出端连接，计量电容C4的另一端分别与复位二极管D4的阴极和单向输出二极管D6的阳极连接，复位二极管D4的阳极与复位电阻R3的另一端连接后再接地，模拟电压生成电路共36个，36个模拟电压生成电路中的单向输出二极管D6的阴极并联连接后再与回流电阻R5的一端连接，回流电阻R5的另一端接地。
这样，由测速线圈输出整流后的信号加载给计量电容C4进行限量输出，由此构成片段跟速检测信号，同时36个模拟电压生成电路的单向输出二极管D6将每一个片段跟速检测信号连接在一起，成为不间断的跟速检测信号，这个不间断的跟速检测信号通过回流电阻后，变成随时跟速变化的模拟电压信号，并输入电桥平衡电路的测速点。
这样，在测速信号的电位上升时期，其电流通过计量电容C4和连接回流电阻R5的单向输出二极管D6实施计量充电，电位上升到波峰时停止；一旦电位下降，电流即刻通过正极接地的复位二极管D4对计量电容C4复位；这样，回流电阻R5两端的电压便随电机旋转角速度同步变化。
在本实施例中，电桥平衡电路包括PNP型三极管BG3、NPN型三极管BG4、二极管D8、二极管D9、调速电位器W、电阻R6、二极管D21、二极管D22、电容C6、电感L、二极管D31、二极管D32、和PNP型三极管BG5，调速电位器的滑动端与调速点连接，调速电位器的另外两端分别接地和整流子信号感应电路输出的直流电源，PNP型三极管BG3的基极与测速点连接，PNP型三极管BG3的发射极与调速点连接，PNP型三极管BG3的集电极与场效应管输出电路电连接，二极管D8的阳极与调速点连接，二极管D8的阴极与二极管D9的阳极连接，二极管D9的阴极与NPN型三极管BG4的发射极连接，NPN型三极管BG4的发射极还分别与电阻R6的一端和二极管D21的阴极连接，电阻R6的另一端接地，二极管D21的阳极分别与二极管D22的阴极和电容C6的一端连接，二极管D22的阳极分别与电感L的一端和NPN型三极管BG4的基极连接，电感L的另一端分别与二极管D32的阳极和电容C6的另一端连接后再与测速输出点连接，二极管D32的阴极通过回流电阻R5接地，NPN型三极管BG4的集电极通过电阻R10与PNP型三极管BG5的基极连接，PNP型三极管BG5的集电极与二极管D31的阳极连接，二极管D31的阴极通过回流电阻R5接地，PNP型三极管BG5的发射极与光电耦合器B2中的二极管的阳极连接，光电耦合器B2中的二极管的阴极接地，光电耦合器B2的NPN型三极管的集电极与充电升压开关电源电路连接。
这样，由于测速电流是通过计量输出，靠回流电阻R5获取不同速度的电压，在输出电流时会引起降压波动；在本方案中，在电桥电路中增加二极管D31、二极管D32和PNP型三极管BG5；在测速信号打开NPN型三极管BG4的时候，测速信号输出的电流会同时通过回流电阻R5和电阻R6入地，此刻NPN型三极管BG4打开PNP型三极管BG5，PNP型三极管BG5就通过二极管D31将12V电压加载到回流电阻R5两端，同时阻断测速信号输出电流通过回流电阻R5入地，由于回流电阻R5的阻值等于电阻R6的阻值，测速电压就不会因打开NPN型三极管BG4而产生电压波动；在PNP型三极管BG5通过二极管D31将12V电压加载到回流电阻R5两端时，二极管D32可阻断12V电压加载到测速点，而在NPN型三极管BG4关闭时，二极管D31又能阻断测速电压加载到PNP型三极管BG5的集电极。由此使得在整个测速过程中，测速电压就不会因打开NPN型三极管BG4而产生电压波动，保证了整个测速过程信号的准确性，提高测速精度。
由于二极管PN结电压在0.7 V时是导通的；而三极管基极与发射极之间的PN结电压在集电极电场作用下，低于或等于0.7 V时不会导通，超过0.7V才会导通，在本方案中测速点电位始终比NPN型三极管BG4的发射极的电压高一个PN结电压（0.7V）；而调速点是调速电位器W的调节电压，调速点电压始终比NPN型三极管BG4发射极的电压高两个PN结电压（1.4V）；所以调速点电压在平衡电路作用下比测速点电压高0.7V；同时，充电升压开关电源TA2在光电耦合器B2导通时为关闭状态，在光电耦合器B2关闭时为打开状态。
当加载给测速点的测速电压低于调速点电压0.7V时，PNP型三极管BG3的发射极与基极之间就超出一个PN结电压，PNP型三极管BG3导通，进而通过PNP型三极管BG3的集电极驱动场效应管输出电路向定子绕组供电，电机本体处于电动运行状态，同时调速点的一路电流将从PNP型三极管BG3的发射极流向基极，另一路电流通过二极管D8和二极管D9到达NPN型三极管BG4的发射极，使得NPN型三极管BG4的发射极电压低于调速点两个PN结电压，在转速信号电压拉低NPN型三极管BG4基极电压的条件下，NPN型三极管BG4的基极与发射极之间就不能形成电流，NPN型三极管BG4为关闭状态，与NPN型三极管BG4的集电极连接的PNP型三极管BG5也处于关闭状态，光电耦合器B2也处于打开状态，此时充电升压开关电源电路处于关闭状态，电机本体处于电动运行状态；
当加载给测速点的测速电压等于调速点电压减0.7V时，PNP型三极管BG3的发射极与基极之间刚好一个PN结电压，PNP型三极管BG3关闭，场效应管输出电路停止向定子绕组供电；同时NPN型三极管BG4的基极与发射极之间也不能形成电流，NPN型三极管BG4为关闭状态，充电升压开关电源电路也处于关闭状态，此时电机本体即不输入电流也不输出电流，电机本体只能依靠惯性空挡运行，为空转运行状态；
当加载给测速点的测速电压高于调速点电压0.7V时，PNP型三极管BG3的发射极与基极之间低于一个PN结电压，PNP型三极管BG3关闭，绕组供电驱动电路停止向定子绕组供电，而NPN型三极管BG4的基极电压被转速信号电压拉高到高于其发射极一个PN结电压，NPN型三极管BG4被打开，它的集电极同时打开PNP型三极管BG5，光电耦合器B2也就关闭， 充电升压开关电源TA2就被打开，此时电机本体将处于发电运行状态，电机本体的输出电流整流后再经充电升压开关电源电路对外部设备（如蓄电池）进行充电。
同时，高频交流波加载时，由于二极管D21是锗管，PN结电压降为0.3v，电流便经电容器C6后通过二极管D21到达F点，NPN型三极管BG4关闭；在电容器容电饱和时，由于电感L的存在，电感L两端存在一定电压，致使BG4还是处于关闭状态；在电容C6复位期间，复位电流通过二极管D22和电感L产生回路，电感L两端继续存在一定电压，致使BG4还是处于关闭状态。这样，只有低频交流电和过压的直流电才能打开BG4，电机才能自动识别测速信号，不会服乱打开充电开关电源电路。
另外由于整流限压输出电路中用于滤波的电容要求复位时间很短，需解决其输入交流电对测速信号电压的干扰和电机本体转子机械振动对测速信号电压的干扰，为了排除这两个问题，本发明将电机调速电压从整流限压输出电路中取出；这样即使出现了上述的干扰，电桥平衡电路的测速点和调速点，都能同步获得这些干扰信号，电桥平衡电路就会自动忽略这些干扰信号。
在本实施例中，还包括交流波清除电路，交流波清除电路包括二极管D21、二极管D22和电感L，二极管D21的阳极分别与电容C6的一端和二极管D22的阴极连接，二极管D21的阴极与二极管D9的阴极连接，二极管D22的阳极分别与电感L的一端和NPN型三极管BG4的基极连接，电感L的另一端与电容C6的另一端连接。
这样，高频交流波加载时，由于二极管D21是锗管，PN结电压降为0.3v，电流便经电容器C6后通过二极管D21到达F点，NPN型三极管BG4关闭；在电容器容电饱和时，由于电感L的存在，电感L两端存在一定电压，致使BG4还是处于关闭状态；在电容C6复位期间，复位电流通过二极管D22和电感L产生回路，电感L两端继续存在一定电压，致使BG4还是处于关闭状态。这样，只有低频交流电和过压的直流电才能打开BG4，电机才能自动识别测速信号，不会服乱打开充电开关电源电路。
在本实施例中，如附图8所示，还包括交流电源供电电路，交流电源供电电路电路包括震荡电路和90°移相电路，震荡电路用于产生单相交流电，90°移相电路与震荡电路电连接并用于将震荡电路产生的单相交流电转化为两相交流电，90°移相电路产生的两相交流电分别输出给第一相交流电源和第二相交流电源；
整流限压输出电路包括二极管D1、降压电阻R1、电阻R2、稳压二极管DW1，二极管D1的阳极与感应绕组连接，二极管D1的阴极与降压电阻R1的一端连接，降压电阻R1的另一端分别与电阻R2的一端连接和稳压二极管DW1的阴极连接后输出方波信号给场效应管输出电路，电阻R2的另一端与稳压二极管DW1的阳极连接；
测速整流电路包括两个二极管D2，两个二极管D2的阳极分别与测速线圈的一端连接，两个二极管D2的阴极并联连接后与模拟电压生成电路的输入端连接。
这样，将整交流电源供电电路设计为先由震荡电路产生一相交流电，再用90°移相电路获得两相交流电，再分别通过第一相交流电源和第一相交流电源进行并联输出，即可获得没有延时的片段直流电；但这个直流电有一定的电压波动，由于需要整流子信号感应电路输出的电流极小；所以，可以通过限流电阻后，用稳压二极管直接将这片段直流电的波动部分电压过滤掉；而测速信号不会受这个电压波动影响，是因为整流限压输出电路输出电压波动时，调速点的电压和测速点的电压都在同步波动，电桥平衡电路不会有反应。同上时由感应绕组输出的高频交流电通过二极管D1整流后，再通过降压电阻R1和以及稳压二极管DW1后将其变成振幅为5V的方波信号后，由此构成了整流子信号感应电路的输出信号，该输出信号作为场效应管输出电路的驱动信号。测速整流电路将测速线圈产生的交流信号整流后输出给模拟电压生成电路。
在本实施例中，场效应管输出电路包括供电电源、与供电电源正极进行连接的上管驱动电路和与供电电源负极进行连接的下管驱动电路，上管驱动电路包括第一相上管驱动电路、第二相上管驱动电路和第三相上管驱动电路，第一相上管驱动电路的输出端与U相定子绕组连接，第二相上管驱动电路的输出端与V相定子绕组连接，第三相上管驱动电路的输出端与W相定子绕组连接，下管驱动电路包括第一相下管驱动电路、第二相下管驱动电路和第三相下管驱动电路，第一相下管驱动电路的输出端与U相定子绕组连接，第二相下管驱动电路的输出端与V相定子绕组连接，第三相下管驱动电路的输出端与W相定子绕组连接，连接同一相定子绕组的上管驱动电路和下管驱动电路不能同时导通。
这样，根据整流限压输出电路的输出信号，使得连接在供电电源正极和负极之间的上管驱动电路和下管驱动电路导通，从而为不同相定子绕组提供电能。
在本实施例中，电机本体包括电机定子铁芯，电机定子铁芯上开设有36个电机定子槽，电机本体为四级，U、V、W三相定子绕组各对应设有A、B、C三路绕组，如附图9所示，各相邻两个定子槽的铁芯齿上绕制有共36个线圈绕组，将每间隔一个的线圈绕组共18个同绕向串联后引出两个接口与供电开关电源TA1连接并作为感应绕组TL使用，其余的18个线圈绕组分别作为18个整流子绕组T1-T18使用，转子2的外圆周上嵌设有跨越10个定子槽长度的导磁段T，整流限压输出电路Z1-Z18分别与整流子绕组T1-T18对应连接，场效应管输出电路Q1-Q18分别与整流限压输出电路Z1-Z18对应连接；
场效应管输出电路Q1包括PNP型三极管BG91和N沟道结型场效应管BT1，PNP型三极管BG91的基极与电桥平衡电路连接，PNP型三极管BG91的发射极与整流限压输出电路Z1的输出端连接，PNP型三极管BG91的集电极与N沟道结型场效应管BT1的栅极连接，N沟道结型场效应管BT1的源极与供电电源的负极连接，N沟道结型场效应管BT1的漏极与U相定子绕组的A路绕组连接；
场效应管输出电路Q2包括PNP型三极管BG92和N沟道结型场效应管BT2，PNP型三极管BG92的基极与电桥平衡电路连接，PNP型三极管BG92的发射极与整流限压输出电路Z2的输出端连接，PNP型三极管BG92的集电极与N沟道结型场效应管BT2的栅极连接，N沟道结型场效应管BT2的源极与供电电源的负极连接，N沟道结型场效应管BT2的漏极与U相定子绕组的B路绕组连接；
场效应管输出电路Q3包括PNP型三极管BG93和N沟道结型场效应管BT3，PNP型三极管BG92的基极与电桥平衡电路连接，PNP型三极管BG93的发射极与整流限压输出电路Z3的输出端连接，PNP型三极管BG93的集电极与N沟道结型场效应管BT3的栅极连接，N沟道结型场效应管BT3的源极与供电电源的负极连接，N沟道结型场效应管BT3的漏极与U相定子绕组的C路绕组连接；
场效应管输出电路Q4包括N沟道结型场效应管BT194和P沟道结型场效应管BT4，N沟道结型场效应管BT194的栅极与整流限压输出电路Z4的输出端连接，N沟道结型场效应管BT194的漏极与P沟道结型场效应管BT4的栅极连接，N沟道结型场效应管BT194的源极接地，P沟道结型场效应管BT4的漏极与供电电源的正极连接，P沟道结型场效应管BT4的源极与V相定子绕组的A路绕组连接；
场效应管输出电路Q5包括N沟道结型场效应管BT195和P沟道结型场效应管BT5，N沟道结型场效应管BT195的栅极与整流限压输出电路Z5的输出端连接，N沟道结型场效应管BT195的漏极与P沟道结型场效应管BT5的栅极连接，N沟道结型场效应管BT195的源极接地，P沟道结型场效应管BT5的漏极与供电电源的正极连接，P沟道结型场效应管BT5的源极与V相定子绕组的B路绕组连接；
场效应管输出电路Q6包括N沟道结型场效应管BT196和P沟道结型场效应管BT6，N沟道结型场效应管BT196的栅极与整流限压输出电路Z6的输出端连接，N沟道结型场效应管BT196的漏极与P沟道结型场效应管BT6的栅极连接，N沟道结型场效应管BT196的源极接地，P沟道结型场效应管BT6的漏极与供电电源的正极连接，P沟道结型场效应管BT6的源极与V相定子绕组的C路绕组连接；
场效应管输出电路Q7包括PNP型三极管BG97和N沟道结型场效应管BT7，PNP型三极管BG97的基极与电桥平衡电路连接，PNP型三极管BG97的发射极与整流限压输出电路Z7的输出端连接，PNP型三极管BG97的集电极与N沟道结型场效应管BT7的栅极连接，N沟道结型场效应管BT7的源极与供电电源的负极连接，N沟道结型场效应管BT7的漏极与V相定子绕组的A路绕组连接；
场效应管输出电路Q8包括PNP型三极管BG98和N沟道结型场效应管BT8，PNP型三极管BG98的基极与电桥平衡电路连接，PNP型三极管BG98的发射极与整流限压输出电路Z8的输出端连接，PNP型三极管BG98的集电极与N沟道结型场效应管BT8的栅极连接，N沟道结型场效应管BT8的源极与供电电源的负极连接，N沟道结型场效应管BT8的漏极与V相定子绕组的B路绕组连接；
场效应管输出电路Q9包括PNP型三极管BG99和N沟道结型场效应管BT9，PNP型三极管BG99的基极与电桥平衡电路连接，PNP型三极管BG99的发射极与整流限压输出电路Z9的输出端连接，PNP型三极管BG99的集电极与N沟道结型场效应管BT9的栅极连接，N沟道结型场效应管BT9的源极与供电电源的负极连接，N沟道结型场效应管BT9的漏极与V相定子绕组的C路绕组连接；
场效应管输出电路Q10包括N沟道结型场效应管BT1910和P沟道结型场效应管BT10，N沟道结型场效应管BT1910的栅极与整流限压输出电路Z10的输出端连接，N沟道结型场效应管BT1910的漏极与P沟道结型场效应管BT10的栅极连接，N沟道结型场效应管BT1910的源极接地，P沟道结型场效应管BT10的漏极与供电电源的正极连接，P沟道结型场效应管BT10的源极与W相定子绕组的A路绕组连接；
场效应管输出电路Q11包括N沟道结型场效应管BT1911和P沟道结型场效应管BT11，N沟道结型场效应管BT1911的栅极与整流限压输出电路Z11的输出端连接，N沟道结型场效应管BT1911的漏极与P沟道结型场效应管BT11的栅极连接，N沟道结型场效应管BT1911的源极接地，P沟道结型场效应管BT11的漏极与供电电源的正极连接，P沟道结型场效应管BT11的源极与W相定子绕组的B路绕组连接；
场效应管输出电路Q12包括N沟道结型场效应管BT1912和P沟道结型场效应管BT12，N沟道结型场效应管BT1912的栅极与整流限压输出电路Z12的输出端连接，N沟道结型场效应管BT1912的漏极与P沟道结型场效应管BT12的栅极连接，N沟道结型场效应管BT1912的源极接地，P沟道结型场效应管BT12的漏极与供电电源的正极连接，P沟道结型场效应管BT12的源极与W相定子绕组的C路绕组连接；
场效应管输出电路Q13包括PNP型三极管BG913和N沟道结型场效应管BT13，PNP型三极管BG913的基极与电桥平衡电路连接，PNP型三极管BG913的发射极与整流限压输出电路Z13的输出端连接，PNP型三极管BG913的集电极与N沟道结型场效应管BT13的栅极连接，N沟道结型场效应管BT13的源极与供电电源的负极连接，N沟道结型场效应管BT13的漏极与W相定子绕组的A路绕组连接；
场效应管输出电路Q14包括PNP型三极管BG914和N沟道结型场效应管BT14，PNP型三极管BG914的基极与电桥平衡电路连接，PNP型三极管BG914的发射极与整流限压输出电路Z14的输出端连接，PNP型三极管BG914的集电极与N沟道结型场效应管BT14的栅极连接，N沟道结型场效应管BT14的源极与供电电源的负极连接，N沟道结型场效应管BT14的漏极与W相定子绕组的B路绕组连接；
场效应管输出电路Q15包括PNP型三极管BG915和N沟道结型场效应管BT15，PNP型三极管BG915的基极与电桥平衡电路连接，PNP型三极管BG915的发射极与整流限压输出电路Z15的输出端连接，PNP型三极管BG915的集电极与N沟道结型场效应管BT15的栅极连接，N沟道结型场效应管BT15的源极与供电电源的负极连接，N沟道结型场效应管BT15的漏极与W相定子绕组的C路绕组连接；
场效应管输出电路Q16包括N沟道结型场效应管BT1916和P沟道结型场效应管BT16，N沟道结型场效应管BT1916的栅极与整流限压输出电路Z16的输出端连接，N沟道结型场效应管BT1916的漏极与P沟道结型场效应管BT16的栅极连接，N沟道结型场效应管BT1916的源极接地，P沟道结型场效应管BT16的漏极与供电电源的正极连接，P沟道结型场效应管BT16的源极与U相定子绕组的A路绕组连接；
场效应管输出电路Q17包括N沟道结型场效应管BT1917和P沟道结型场效应管BT17，N沟道结型场效应管BT1917的栅极与整流限压输出电路Z17的输出端连接，N沟道结型场效应管BT1917的漏极与P沟道结型场效应管BT17的栅极连接，N沟道结型场效应管BT1917的源极接地，P沟道结型场效应管BT17的漏极与供电电源的正极连接，P沟道结型场效应管BT17的源极与U相定子绕组的B路绕组连接；
场效应管输出电路Q18包括N沟道结型场效应管BT1918和P沟道结型场效应管BT18，N沟道结型场效应管BT1918的栅极与整流限压输出电路Z18的输出端连接，N沟道结型场效应管BT1918的漏极与P沟道结型场效应管BT18的栅极连接，N沟道结型场效应管BT1918的源极接地，P沟道结型场效应管BT18的漏极与供电电源的正极连接，P沟道结型场效应管BT18的源极与U相定子绕组的C路绕组连接。
这样，正向旋转时，依次将整流限压输出电路Z1-Z3的电源输出端分别通过控制用PNP型三极管BG91-BG93后，分别连接给U相A、B、C路下管场效应管输出电路中的N沟道结型场效应管BT1-BT3的栅极连接使用；将整流限压输出电路Z4-Z6的电源输出端分别通过N沟道结型场效应管BT194-196后，分别连接给V相A、B、C路上管场效应管输出电路中的P沟道结型场效应管BT4-BT6的栅极连接使用；将整流限压输出电路Z7-Z9的电源输出端分别通过控制用PNP型三极管BG97-BG99后，分别连接给V相A、B、C路下管场效应管输出电路中的N沟道结型场效应管BT7-BT9的栅极连接使用；将整流限压输出电路Z10-Z12的电源输出端分别通过N沟道结型场效应管BT1910-1912后，分别连接给W相A、B、C路上管场效应管输出电路中的P沟道结型场效应管BT10-BT12的栅极连接使用，将整流限压输出电路Z13-Z15的电源输出端分别通过控制用PNP型三极管BG913-BG915后，分别连接给W相A、B、C路下管场效应管输出电路中的N沟道结型场效应管BT13-BT15的栅极连接使用；将整流限压输出电路Z16-Z18的电源输出端分别通过N沟道结型场效应管BT1916-1918后，分别连接给U相A、B、C路上管场效应管输出电路中的P沟道结型场效应管BT16-BT18的栅极连接使用。
电机本体在运转时，首先设定导磁段T位于感应绕组T1-T5对应的定子槽处，此时整流限压输出电路Z1-Z3输出的电能分别通过PNP型三极管BG91-93将N沟道结型场效应管BT1、N沟道结型场效应管BT2和N沟道结型场效应管BT3共三个连接供电电源负极的输出管打开；而整流限压输出电路Z4-Z5输出的电能分别通过N沟道结型场效应管BT194和N沟道结型场效应管BT195将P沟道结型场效应管BT4和P沟道结型场效应管BT5共两个连接供电电源正极的输出管打开；这样，只有连接在P沟道结型场效应管BT4与N沟道结型场效应管BT1和P沟道结型场效应管BT5与N沟道结型场效应管BT2之间的两路定子绕组才能打开电源励磁，它们的励磁方向在两路绕组之间拉动转子2旋转；随着转子2上的导磁段T的同步旋转，整流限压输出电路Z1的输出消失，关闭了P沟道结型场效应管BT4与N沟道结型场效应管BT1之间的定子绕组电源；电路中只剩下P沟道结型场效应管BT5与N沟道结型场效应管BT2连接的定子绕组电源被打开，由此定子绕组励磁方向就向前偏移10度，移到该路定子绕组的励磁方向来拉动转子2继续旋转，即刻整流限压输出电路Z6的输出电能又打开P沟道结型场效应管BT6，P沟道结型场效应管BT6与N沟道结型场效应管BT3之间连接的定子绕组电源被打开，和P沟道结型场效应管BT5与N沟道结型场效应管BT2之间连接绕组并列励磁，它们的绕组励磁方向继续向前偏移10度，偏移到这两路定子绕组之间继续拉动转子2旋转，同步旋转的导磁段T又让整流限压输出电路Z2的输出电源消失，P沟道结型场效应管BT5与N沟道结型场效应管BT2之间的绕组电源被关闭，电路中又只剩P沟道结型场效应管BT6与N沟道结型场效应管BT3之间有定子绕组电源存在，绕组励磁方向继续向前偏移10度，移到该路绕组的励磁方向来拉动转子2继续旋转……；就这样，按照整流限压输出电路Z1-Z18的次序，依次关闭和打开各自连接的场效应管，使电机能够在最高转换效率条件下，以最大扭矩输出状态输出动力。
在本实施例中，在每个感应绕组T1-T18的两侧均分别设有一个测速线圈，其中与感应绕组T1对应的两个测速线圈分别为T1A和T1B，同理，与感应绕组T2对应的两个测速线圈分别为T2A和T2B，与感应绕组T3对应的两个测速线圈分别为T3A和T3B，与感应绕组T4对应的两个测速线圈分别为T4A和T4B，与感应绕组T5对应的两个测速线圈分别为T5A和T5B，与感应绕组T6对应的两个测速线圈分别为T6A和T6B，与感应绕组T7对应的两个测速线圈分别为T7A和T7B，与感应绕组T8对应的两个测速线圈分别为T8A和T8B，与感应绕组T9对应的两个测速线圈分别为T9A和T9B，与感应绕组T10对应的两个测速线圈分别为T10A和T10B，与感应绕组T11对应的两个测速线圈分别为T11A和T11B，与感应绕组T12对应的两个测速线圈分别为T12A和T12B，与感应绕组T13对应的两个测速线圈分别为T13A和T13B，与感应绕组T14对应的两个测速线圈分别为T14A和T14B，与感应绕组T15对应的两个测速线圈分别为T15A和T15B，与感应绕组T16对应的两个测速线圈分别为T16A和T16B，与感应绕组T17对应的两个测速线圈分别为T17A和T17B，与感应绕组T18对应的两个测速线圈分别为T18A和T18B。
这样，按照图6的转向，当导磁段T从右向左移动到刚进入连接感应绕组T1磁通回路的时期，由其右边感应绕组TL励磁的磁通，经过TL、T1B和T1形成磁通回路的磁通量逐渐增加，直到T1的铁芯弧面被T完全重合，磁通量增加到极限；而这时期T1A没有磁通经过，当T1B的磁通量达到极限以后，T开始连接T1和其左边TL励磁的磁通，直到其左边TL铁芯弧面完全被T重合后，T1A的磁通量达到极限后，T又开始连接T18和其右边TL的磁通；就这样，在T18至T1依次循环输出各自高频交流电的同时，测速绕组也依次循环输出一个又一个由弱到强的高频交流电信号。
在本实施例中，还包括正反转控制电路，正反转控制电路包括单刀双掷开关K、正转控制电路和反转控制电路，正转控制电路包括发射极分别与整流限压输出电路Z1-Z18的电源输出端连接的PNP型三极管BK1-BK18，各PNP型三极管BK1-BK18的基极连接后与单刀双掷开关K其中的一个不动端连接，PNP型三极管BK1的集电极与PNP型三极管BG91的发射极连接，PNP型三极管BK2的集电极与PNP型三极管BG92的发射极连接，PNP型三极管BK3的集电极与PNP型三极管BG93的发射极连接，PNP型三极管BK4的集电极与N沟道结型场效应管BT194的栅极连接，PNP型三极管BK5的集电极与N沟道结型场效应管BT195的栅极连接，PNP型三极管BK6的集电极与N沟道结型场效应管BT196的栅极连接，PNP型三极管BK7的集电极与PNP型三极管BG97的发射极连接，PNP型三极管BK8的集电极与PNP型三极管BG98的发射极连接，PNP型三极管BK9的集电极与PNP型三极管BG99的发射极连接，PNP型三极管BK10的集电极与N沟道结型场效应管BT1910的栅极连接，PNP型三极管BK11的集电极与N沟道结型场效应管BT1911的栅极连接，PNP型三极管BK12的集电极与N沟道结型场效应管BT1912的栅极连接，PNP型三极管BK13的集电极与PNP型三极管BG913的发射极连接，PNP型三极管BK14的集电极与PNP型三极管BG914的发射极连接，PNP型三极管BK15的集电极与PNP型三极管BG915的发射极连接，PNP型三极管BK16的集电极与N沟道结型场效应管BT1916的栅极连接，PNP型三极管BK17的集电极与N沟道结型场效应管BT1917的栅极连接，PNP型三极管BK18的集电极与N沟道结型场效应管BT1918的栅极连接；
反转控制电路包括发射极分别与整流限压输出电路Z1-Z18的电源输出端连接的PNP型三极管BK19-BK36，各PNP型三极管BK19-BK36的基极连接后与单刀双掷开关K的另一个不动端连接，PNP型三极管BK19的集电极与PNP型三极管BG97的发射极连接，PNP型三极管BK20的集电极与PNP型三极管BG98的发射极连接，PNP型三极管BK21的集电极与PNP型三极管BG99的发射极连接，PNP型三极管BK22的集电极与N沟道结型场效应管BT1910的栅极连接，PNP型三极管BK23的集电极与N沟道结型场效应管BT1911的栅极连接，PNP型三极管BK24的集电极与N沟道结型场效应管BT1912的栅极连接，PNP型三极管BK25的集电极与PNP型三极管BG913的发射极连接，PNP型三极管BK26的集电极与PNP型三极管BG914的发射极连接，PNP型三极管BK27的集电极与PNP型三极管BG915的发射极连接，PNP型三极管BK28的集电极与N沟道结型场效应管BT1916的栅极连接，PNP型三极管BK29的集电极与N沟道结型场效应管BT1917的栅极连接，PNP型三极管BK30的集电极与N沟道结型场效应管BT1918的栅极连接，PNP型三极管BK31的集电极与PNP型三极管BG91的发射极连接，PNP型三极管BK32的集电极与PNP型三极管BG92的发射极连接，PNP型三极管BK33的集电极与PNP型三极管BG93的发射极连接，PNP型三极管BK34的集电极与N沟道结型场效应管BT194的栅极连接，PNP型三极管BK35的集电极与N沟道结型场效应管BT195的栅极连接，PNP型三极管BK36的集电极与N沟道结型场效应管BT196的栅极连接。
这样，利用正反转控制电路对电机本体的正反转进行控制，利用单刀双掷开关来选择连接正转控制电路还是反转控制电路，当单刀双掷开关连接在正转控制电路上时，此时整流限压输出电路Z1-Z3的输出端分别通过PNP型三极管BK1-BK3与U相定子绕组的下管场效应管输出电路连接，整流限压输出电路Z4-Z6的输出端分别通过PNP型三极管BK4-BK6与V相定子绕组的上管场效应管输出电路连接，整流限压输出电路Z7-Z9的输出端分别通过PNP型三极管BK7-BK9与V相定子绕组的下管场效应管输出电路连接，整流限压输出电路Z10-Z12的输出端分别通过PNP型三极管BK10-BK12与W相定子绕组的上管场效应管输出电路连接，整流限压输出电路Z13-Z15的输出端分别通过PNP型三极管BK13-BK15与W相定子绕组的下管场效应管输出电路连接，整流限压输出电路Z16-Z18的输出端分别通过PNP型三极管BK16-BK18与U相定子绕组的上管场效应管输出电路连接；
当要实现电机本体反转时，只需要改变各整流限压输出电路Z1-Z18的输出端与各相定子绕组上下管场效应管输出电路的连接关系即可；将单刀双掷开关与反转控制电路连接，此时整流限压输出电路Z1-Z3的输出端分别通过PNP型三极管BK19-BK21与V相定子绕组的下管场效应管输出电路连接，整流限压输出电路Z4-Z6的输出端分别通过PNP型三极管BK22-BK24与W相定子绕组的上管场效应管输出电路连接，整流限压输出电路Z7-Z9的输出端分别通过PNP型三极管BK25-BK27与W相定子绕组的下管场效应管输出电路连接，整流限压输出电路Z10-Z12的输出端分别通过PNP型三极管BK28-BK30与U相定子绕组的上管场效应管输出电路连接，整流限压输出电路Z13-Z15的输出端分别通过PNP型三极管BK31-BK33与U相定子绕组的下管场效应管输出电路连接，整流限压输出电路Z16-Z18的输出端分别通过PNP型三极管BK34-BK36与V相定子绕组的上管场效应管输出电路连接；
由此，本方案通过正反转控制电路和单刀双掷开关的设计，可以任意对电机进行旋转方向的控制，同时本方案正反转的控制方式简单，操作方便。
同步电机旋转是靠定子与转子2之间的磁极保持一定夹角而获得，所以本发明针对电机的改向问题，首先将转子2上的导磁段固定在转子2的一个磁极相位；把提供第一相绕组的整流子相位，固定在第一相与第二相励磁的磁极距中间。这样，只要打开电机，转子2就会从第二相朝第一相的方向旋转；如果依次将整流子提供给第一相绕组输出电路下管的整流限压输出电路，改供给第二相的三个下管，原提供给第二相下管的整流限压输出电路改供给第三相绕组输出电路下管使用，原提供给第三相下管的整流限压输出电路改供给第一相绕组输出电路下管使用，各相定子绕组输出电路上给的整流限压输出电路也这样依次能换；电机转子2就会从第一相朝第二相的方向旋转。
在本实施例中，正反转控制电路还包括正反转保护电路，正反转包括电路包括单向可控硅BT21、N沟道结型场效应管BT20、PNP型三极管BG1和NPN型三极管BG2，N沟道结型场效应管BT20的栅极通过电阻R20与地连接，N沟道结型场效应管BT20的源极与NPN型三极管BG2的发射极连接，N沟道结型场效应管BT20的漏极与NPN型三极管BG2的基极连接，NPN型三极管BG2的基极通过电阻R2与PNP型三极管BG1的发射极连接，NPN型三极管BG2的集电极通过电阻R1与PNP型三极管BG1的基极连接，PNP型三极管BG1的集电极与单向可控硅BT21的控制极连接，单向可控硅BT21的阴极通过电阻R21接地，单向可靠硅BT21的阳极与单刀双掷开关的动端连接。
为了防止电机在旋转中突然倒向和因转子2惯性旋转而导致电机过载的问题，本发明将单刀双掷开关的动端与单向可控硅BT21的阳极连接，单向可控硅BT21的触发电路由N沟道结型场效应管BT20和PNP型三极管BG1、NPN型三极管BG2组成；在单刀双掷开关与任意一个不动端子连通，且电机停转条件下，PNP型三极管BG1触发单向可控硅BT21导通；当电机在旋转中拨动单刀双掷开关时，单向可控硅BT21断开电流，阻断整流限压输出电路加载在与供电电源正极连接的各场效应管的控制信号，定子绕组电源断开，一直到转子2停转时，N沟道结型场效应管BT20控制极电压消失，PNP型三极管BG1导通电流触发单向可控硅BT21再次导通，电机即刻反转运行。
如附图10所示，在本实施例中，转子2上设有励磁绕组，励磁绕组通过瓷罐变压器提供励磁电流，瓷罐变压器包括固定在定子上的初级铁芯3和固定在转子2的转轴8上的次级铁芯5，初级铁芯3与次级铁芯5同轴设置并具有间隙，初级铁芯3呈开口朝向次级铁芯5的筒形状，初级铁芯3上同轴设有导磁的初级支座，初级支座上绕设有变压器初级线圈4，供电开关电源TA1与变压器初级线圈4连接并能够向变压器初级线圈4供电，次级铁芯5呈开口朝向初级铁芯3的筒形状，次级铁芯5上同轴设有导磁的次级支座，次级支座上绕设有变压器次级线圈6，变压器次级线圈6输出的电流经整流器7后向励磁绕组9供电。
这样，供电开关电源TA1用于向变压器初级线圈供电，变压器初级线圈4得电后产生磁场，该磁场经初级铁芯3与次级铁芯5之间的间隙耦合到变压器次级线圈内，从而使得在变压器次级线圈内产生交流电能，产生的交流电能再经过整流器后对励磁绕组供电，这样设计不需要增加额外的励磁设备，结构更加简单。
在本实施例中，电机本体输出的电能对电瓶进行充电的电路是由三组连接在各路相绕组上的桥式整流器和一个充电升压开关电源电路TA2组成；在电机转子2转速超过指令速度的时候，控制电路关闭所有整流子输出信号后，打开充电升压开关电源电路TA2运行，把较低的电机绕组感应电压，升压到能够对电瓶充电的电位，直接对电瓶充入电流，同时其转子2旋转得到制动。
本发明电机的转子2设计，分为永磁式、励磁式和鼠笼式三种转子2；永磁式转子2是由永磁性磁铁直接构成；励磁式转子2与通用发电机转子2相同，其励磁电源是由一个一边跟随转子2旋转，而另一边被固定在定子上不会旋转的特殊变压器提供；在不用发电功能的时候可以使用鼠笼式转子2，鼠笼式转子2和通用异步电机转子2一样。
如此结构，电磁整流子能够输出与有刷同步电机整流子一致的开关程序，对应控制各自的场效应管驱动电机绕组励磁，获得与有刷同步电机一样扭矩输出的驱动效果。对于打断励磁方面，由于本发明电机完全靠测速信号控制，不能使用主观规律性打断输入电流来控制；而三相电机绕组排列太稀疏，必须靠主观规律性打断输入电流，来模拟正弦波电压输入；所有，本发明使用三路三相电机绕组相隔20度分布，靠整流子对其密集换相，就是在不使用主观规律性打断输入电流的条件下，解决这个问题。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种按指令速度调控供电或转换发电的多功能调速电机***，其特征在于，包括电机本体、整流子结构体、电机驱动电路、反回充电电路和控制电路；
所述电机本体包括定子绕组，所述定子绕组采用三路三相的绕组排绕方式并引出9个抽头，9个所述抽头同时与所述电机驱动电路和所述反回充电电路电连接；
所述整流子结构体包括同轴设置的两个整流子定子铁芯和整流子转子铁芯，所述整流子转子铁芯位于两个所述整流子定子铁芯之间，所述整流子定子铁芯的内圆周上开设有36个定子槽，相邻两个所述定子槽之间共形成36个定子齿，在间隔分布的18个所述定子齿上分别绕制励磁线圈并将所述励磁线圈串联连接，所述整流子转子铁芯的外圆周上嵌设有能够与设定长度的整流子定子铁芯之间形成磁通回路的导磁段，所述整流子转子铁芯跟随所述电机本体的转子同步旋转；还包括第一相交流电源和与所述第一相交流电源的相位相差90°的第二相交流电源，所述第一相交流电源和所述第二相交流电源分别与其中一个所述整流子定子铁芯上的励磁线圈连接；
所述电机驱动电路包括整流子信号感应电路和场效应管输出电路；所述整流子信号感应电路包括分布在剩余18个所述定子齿上的感应绕组和与所述感应绕组一一对应连接的18个整流限压输出电路，所述整流限压输出电路的输出端与所述场效应管输出电路的输入端连接，所述场效应管输出电路的输出端与所述电机本体的定子绕组连接并驱动所述电机本体的定子绕组换相励磁；
所述反回充电电路包括充电整流电路和一个充电升压开关电源电路；所述充电整流电路的输入端连接所述电机主体的定子绕组接线端，所述充电整流电路的输出端连接充电升压开关电源电路的电源输入端；
所述控制电路由测速感应电路、模拟电压生成电路和电桥平衡电路构成；测速感应电路包括绕制在每个所述定子槽轭部的测速线圈和72个测速整流电路，每个所述测速线圈连接对应的两个所述测速整流电路，两个所述测速整流电路对应连接一个模拟电压生成电路，与同一所述测速线圈连接的两个所述测速整流电路的输出端与一个所述模拟电压生成电路的输入端连接；
所述电桥平衡电路上设有两个电压对比端和两个输出端，其中一个电压对比端作为测速点与所述模拟电压生成电路的输出端连接，另一个电压对比端作为调速点与转速调控基准电压点连接；其中一个输出端连接所述场效应管输出电路的控制端，并在电机旋转角速度不高于调控速度时，打开所述场效应管输出电路为所述定子绕组供电；另一个输出端连接所述充电升压开关电源电路的控制端，在电机旋转角速度高于调控速度时，打开所述充电升压开关电源电路同时关闭所述场效应管输出电路，并将所述定子绕组的感应电流反回输出。
2.根据权利要求1所述的按指令速度调控供电或转换发电的多功能调速电机***，其特征在于，所述模拟电压生成电路包括计量电容C4、复位二极管D4、单向输出二极管D6、复位电阻R3和回流电阻R5，所述计量电容C4一端分别与复位电阻R3的一端和所述测速整流电路的输出端连接，所述计量电容C4的另一端分别与所述复位二极管D4的阴极和所述单向输出二极管D6的阳极连接，所述复位二极管D4的阳极与所述复位电阻R3的另一端连接后再接地，所述模拟电压生成电路共36个，36个所述模拟电压生成电路中的单向输出二极管D6的阴极并联连接后再与所述回流电阻R5的一端连接，所述回流电阻R5的另一端接地。
3.根据权利要求2所述的按指令速度调控供电或转换发电的多功能调速电机***，其特征在于，所述电桥平衡电路包括PNP型三极管BG3、NPN型三极管BG4、二极管D8、二极管D9、调速电位器W、电阻R6、二极管D21、二极管D22、电容C6、电感L、二极管D31、二极管D32、和PNP型三极管BG5，所述调速电位器的滑动端与调速点连接，所述调速电位器的另外两端分别接地和整流子信号感应电路输出的直流电源，所述PNP型三极管BG3的基极与所述测速点连接，所述PNP型三极管BG3的发射极与所述调速点连接，所述PNP型三极管BG3的集电极与所述场效应管输出电路电连接，所述二极管D8的阳极与所述调速点连接，所述二极管D8的阴极与所述二极管D9的阳极连接，所述二极管D9的阴极与所述NPN型三极管BG4的发射极连接，所述NPN型三极管BG4的发射极还分别与所述电阻R6的一端和所述二极管D21的阴极连接，所述电阻R6的另一端接地，所述二极管D21的阳极分别与所述二极管D22的阴极和所述电容C6的一端连接，所述二极管D22的阳极分别与所述电感L的一端和所述NPN型三极管BG4的基极连接，所述电感L的另一端分别与所述二极管D32的阳极和所述电容C6的另一端连接后再与测速输出点连接，所述二极管D32的阴极通过所述回流电阻R5接地，所述NPN型三极管BG4的集电极通过电阻R10与所述PNP型三极管BG5的基极连接，所述PNP型三极管BG5的集电极与所述二极管D31的阳极连接，所述二极管D31的阴极通过所述回流电阻R5接地，所述PNP型三极管BG5的发射极与所述光电耦合器B2中的二极管的阳极连接，所述光电耦合器B2中的二极管的阴极接地，所述光电耦合器B2的NPN型三极管的集电极与所述充电升压开关电源电路连接。
4.根据权利要求1所述的按指令速度调控供电或转换发电的多功能调速电机***，其特征在于，还包括交流电源供电电路，所述交流电源供电电路电路包括震荡电路和90°移相电路，所述震荡电路用于产生单相交流电，所述90°移相电路与所述震荡电路电连接并用于将所述震荡电路产生的单相交流电转化为两相交流电，所述90°移相电路产生的两相交流电分别输出给所述第一相交流电源和所述第二相交流电源；
所述整流限压输出电路包括二极管D1、降压电阻R1、电阻R2、稳压二极管DW1，所述二极管D1的阳极与所述感应绕组连接，所述二极管D1的阴极与所述降压电阻R1的一端连接，所述降压电阻R1的另一端分别与所述电阻R2的一端连接和所述稳压二极管DW1的阴极连接后输出方波信号给所述场效应管输出电路，所述电阻R2的另一端与所述稳压二极管DW1的阳极连接；
所述测速整流电路包括两个二极管D2，两个所述二极管D2的阳极分别与所述测速线圈的一端连接，两个所述二极管D2的阴极并联连接后与所述模拟电压生成电路的输入端连接。
5.根据权利要求1所述的按指令速度调控供电或转换发电的多功能调速电机***，其特征在于，所述场效应管输出电路包括供电电源、与所述供电电源正极进行连接的上管驱动电路和与所述供电电源负极进行连接的下管驱动电路，所述上管驱动电路包括第一相上管驱动电路、第二相上管驱动电路和第三相上管驱动电路，所述第一相上管驱动电路的输出端与U相定子绕组连接，所述第二相上管驱动电路的输出端与V相定子绕组连接，所述第三相上管驱动电路的输出端与W相定子绕组连接，所述下管驱动电路包括第一相下管驱动电路、第二相下管驱动电路和第三相下管驱动电路，所述第一相下管驱动电路的输出端与U相定子绕组连接，所述第二相下管驱动电路的输出端与V相定子绕组连接，所述第三相下管驱动电路的输出端与W相定子绕组连接，连接同一相定子绕组的上管驱动电路和下管驱动电路不能同时导通。
6.根据权利要求5所述的按指令速度调控供电或转换发电的多功能调速电机***，其特征在于，所述电机本体包括电机定子铁芯，所述电机定子铁芯上开设有36个电机定子槽，所述电机本体为四级，U、V、W三相定子绕组各对应设有A、B、C三路绕组，所述整流子转子铁芯的外圆周上嵌设有跨越10个定子槽长度的导磁段，所述场效应管输出电路共18个并记为Q1-Q18，18个场效应管输出电路Q1-Q18分别与18个整流限压输出电路Z1-Z18连接；
所述场效应管输出电路Q1包括PNP型三极管BG91和N沟道结型场效应管BT1，所述PNP型三极管BG91的基极与所述电桥平衡电路连接，所述PNP型三极管BG91的发射极与所述整流限压输出电路Z1的输出端连接，所述PNP型三极管BG91的集电极与所述N沟道结型场效应管BT1的栅极连接，所述N沟道结型场效应管BT1的源极与所述供电电源的负极连接，所述N沟道结型场效应管BT1的漏极与U相定子绕组的A路绕组连接；
所述场效应管输出电路Q2包括PNP型三极管BG92和N沟道结型场效应管BT2，所述PNP型三极管BG92的基极与所述电桥平衡电路连接，所述PNP型三极管BG92的发射极与所述整流限压输出电路Z2的输出端连接，所述PNP型三极管BG92的集电极与所述N沟道结型场效应管BT2的栅极连接，所述N沟道结型场效应管BT2的源极与所述供电电源的负极连接，所述N沟道结型场效应管BT2的漏极与U相定子绕组的B路绕组连接；
所述场效应管输出电路Q3包括PNP型三极管BG93和N沟道结型场效应管BT3，所述PNP型三极管BG92的基极与所述电桥平衡电路连接，所述PNP型三极管BG93的发射极与所述整流限压输出电路Z3的输出端连接，所述PNP型三极管BG93的集电极与所述N沟道结型场效应管BT3的栅极连接，所述N沟道结型场效应管BT3的源极与所述供电电源的负极连接，所述N沟道结型场效应管BT3的漏极与U相定子绕组的C路绕组连接；
所述场效应管输出电路Q4包括N沟道结型场效应管BT194和P沟道结型场效应管BT4，所述N沟道结型场效应管BT194的栅极与所述整流限压输出电路Z4的输出端连接，所述N沟道结型场效应管BT194的漏极与所述P沟道结型场效应管BT4的栅极连接，所述N沟道结型场效应管BT194的源极接地，所述P沟道结型场效应管BT4的漏极与所述供电电源的正极连接，所述P沟道结型场效应管BT4的源极与V相定子绕组的A路绕组连接；
所述场效应管输出电路Q5包括N沟道结型场效应管BT195和P沟道结型场效应管BT5，所述N沟道结型场效应管BT195的栅极与所述整流限压输出电路Z5的输出端连接，所述N沟道结型场效应管BT195的漏极与所述P沟道结型场效应管BT5的栅极连接，所述N沟道结型场效应管BT195的源极接地，所述P沟道结型场效应管BT5的漏极与所述供电电源的正极连接，所述P沟道结型场效应管BT5的源极与V相定子绕组的B路绕组连接；
所述场效应管输出电路Q6包括N沟道结型场效应管BT196和P沟道结型场效应管BT6，所述N沟道结型场效应管BT196的栅极与所述整流限压输出电路Z6的输出端连接，所述N沟道结型场效应管BT196的漏极与所述P沟道结型场效应管BT6的栅极连接，所述N沟道结型场效应管BT196的源极接地，所述P沟道结型场效应管BT6的漏极与所述供电电源的正极连接，所述P沟道结型场效应管BT6的源极与V相定子绕组的C路绕组连接；
所述场效应管输出电路Q7包括PNP型三极管BG97和N沟道结型场效应管BT7，所述PNP型三极管BG97的基极与所述电桥平衡电路连接，所述PNP型三极管BG97的发射极与所述整流限压输出电路Z7的输出端连接，所述PNP型三极管BG97的集电极与所述N沟道结型场效应管BT7的栅极连接，所述N沟道结型场效应管BT7的源极与所述供电电源的负极连接，所述N沟道结型场效应管BT7的漏极与V相定子绕组的A路绕组连接；
所述场效应管输出电路Q8包括PNP型三极管BG98和N沟道结型场效应管BT8，所述PNP型三极管BG98的基极与所述电桥平衡电路连接，所述PNP型三极管BG98的发射极与所述整流限压输出电路Z8的输出端连接，所述PNP型三极管BG98的集电极与所述N沟道结型场效应管BT8的栅极连接，所述N沟道结型场效应管BT8的源极与所述供电电源的负极连接，所述N沟道结型场效应管BT8的漏极与V相定子绕组的B路绕组连接；
所述场效应管输出电路Q9包括PNP型三极管BG99和N沟道结型场效应管BT9，所述PNP型三极管BG99的基极与所述电桥平衡电路连接，所述PNP型三极管BG99的发射极与所述整流限压输出电路Z9的输出端连接，所述PNP型三极管BG99的集电极与所述N沟道结型场效应管BT9的栅极连接，所述N沟道结型场效应管BT9的源极与所述供电电源的负极连接，所述N沟道结型场效应管BT9的漏极与V相定子绕组的C路绕组连接；
所述场效应管输出电路Q10包括N沟道结型场效应管BT1910和P沟道结型场效应管BT10，所述N沟道结型场效应管BT1910的栅极与所述整流限压输出电路Z10的输出端连接，所述N沟道结型场效应管BT1910的漏极与所述P沟道结型场效应管BT10的栅极连接，所述N沟道结型场效应管BT1910的源极接地，所述P沟道结型场效应管BT10的漏极与所述供电电源的正极连接，所述P沟道结型场效应管BT10的源极与W相定子绕组的A路绕组连接；
所述场效应管输出电路Q11包括N沟道结型场效应管BT1911和P沟道结型场效应管BT11，所述N沟道结型场效应管BT1911的栅极与所述整流限压输出电路Z11的输出端连接，所述N沟道结型场效应管BT1911的漏极与所述P沟道结型场效应管BT11的栅极连接，所述N沟道结型场效应管BT1911的源极接地，所述P沟道结型场效应管BT11的漏极与所述供电电源的正极连接，所述P沟道结型场效应管BT11的源极与W相定子绕组的B路绕组连接；
所述场效应管输出电路Q12包括N沟道结型场效应管BT1912和P沟道结型场效应管BT12，所述N沟道结型场效应管BT1912的栅极与所述整流限压输出电路Z12的输出端连接，所述N沟道结型场效应管BT1912的漏极与所述P沟道结型场效应管BT12的栅极连接，所述N沟道结型场效应管BT1912的源极接地，所述P沟道结型场效应管BT12的漏极与所述供电电源的正极连接，所述P沟道结型场效应管BT12的源极与W相定子绕组的C路绕组连接；
所述场效应管输出电路Q13包括PNP型三极管BG913和N沟道结型场效应管BT13，所述PNP型三极管BG913的基极与所述电桥平衡电路连接，所述PNP型三极管BG913的发射极与所述整流限压输出电路Z13的输出端连接，所述PNP型三极管BG913的集电极与所述N沟道结型场效应管BT13的栅极连接，所述N沟道结型场效应管BT13的源极与所述供电电源的负极连接，所述N沟道结型场效应管BT13的漏极与W相定子绕组的A路绕组连接；
所述场效应管输出电路Q14包括PNP型三极管BG914和N沟道结型场效应管BT14，所述PNP型三极管BG914的基极与所述电桥平衡电路连接，所述PNP型三极管BG914的发射极与所述整流限压输出电路Z14的输出端连接，所述PNP型三极管BG914的集电极与所述N沟道结型场效应管BT14的栅极连接，所述N沟道结型场效应管BT14的源极与所述供电电源的负极连接，所述N沟道结型场效应管BT14的漏极与W相定子绕组的B路绕组连接；
所述场效应管输出电路Q15包括PNP型三极管BG915和N沟道结型场效应管BT15，所述PNP型三极管BG915的基极与所述电桥平衡电路连接，所述PNP型三极管BG915的发射极与所述整流限压输出电路Z15的输出端连接，所述PNP型三极管BG915的集电极与所述N沟道结型场效应管BT15的栅极连接，所述N沟道结型场效应管BT15的源极与所述供电电源的负极连接，所述N沟道结型场效应管BT15的漏极与W相定子绕组的C路绕组连接；
所述场效应管输出电路Q16包括N沟道结型场效应管BT1916和P沟道结型场效应管BT16，所述N沟道结型场效应管BT1916的栅极与所述整流限压输出电路Z16的输出端连接，所述N沟道结型场效应管BT1916的漏极与所述P沟道结型场效应管BT16的栅极连接，所述N沟道结型场效应管BT1916的源极接地，所述P沟道结型场效应管BT16的漏极与所述供电电源的正极连接，所述P沟道结型场效应管BT16的源极与U相定子绕组的A路绕组连接；
所述场效应管输出电路Q17包括N沟道结型场效应管BT1917和P沟道结型场效应管BT17，所述N沟道结型场效应管BT1917的栅极与所述整流限压输出电路Z17的输出端连接，所述N沟道结型场效应管BT1917的漏极与所述P沟道结型场效应管BT17的栅极连接，所述N沟道结型场效应管BT1917的源极接地，所述P沟道结型场效应管BT17的漏极与所述供电电源的正极连接，所述P沟道结型场效应管BT17的源极与U相定子绕组的B路绕组连接；
所述场效应管输出电路Q18包括N沟道结型场效应管BT1918和P沟道结型场效应管BT18，所述N沟道结型场效应管BT1918的栅极与所述整流限压输出电路Z18的输出端连接，所述N沟道结型场效应管BT1918的漏极与所述P沟道结型场效应管BT18的栅极连接，所述N沟道结型场效应管BT1918的源极接地，所述P沟道结型场效应管BT18的漏极与所述供电电源的正极连接，所述P沟道结型场效应管BT18的源极与U相定子绕组的C路绕组连接。
7.根据权利要求6所述的按指令速度调控供电或转换发电的多功能调速电机***，其特征在于，还包括正反转控制电路，所述正反转控制电路包括单刀双掷开关K、正转控制电路和反转控制电路，所述正转控制电路包括发射极分别与18个所述整流限压输出电路的电源输出端连接的PNP型三极管BK1-BK18，各所述PNP型三极管BK1-BK18的基极连接后与所述单刀双掷开关K其中的一个不动端连接，所述PNP型三极管BK1的集电极与所述PNP型三极管BG91的发射极连接，所述PNP型三极管BK2的集电极与所述PNP型三极管BG92的发射极连接，所述PNP型三极管BK3的集电极与所述PNP型三极管BG93的发射极连接，所述PNP型三极管BK4的集电极与所述N沟道结型场效应管BT194的栅极连接，所述PNP型三极管BK5的集电极与所述N沟道结型场效应管BT195的栅极连接，所述PNP型三极管BK6的集电极与所述N沟道结型场效应管BT196的栅极连接，所述PNP型三极管BK7的集电极与所述PNP型三极管BG97的发射极连接，所述PNP型三极管BK8的集电极与所述PNP型三极管BG98的发射极连接，所述PNP型三极管BK9的集电极与所述PNP型三极管BG99的发射极连接，所述PNP型三极管BK10的集电极与所述N沟道结型场效应管BT1910的栅极连接，所述PNP型三极管BK11的集电极与所述N沟道结型场效应管BT1911的栅极连接，所述PNP型三极管BK12的集电极与所述N沟道结型场效应管BT1912的栅极连接，所述PNP型三极管BK13的集电极与所述PNP型三极管BG913的发射极连接，所述PNP型三极管BK14的集电极与所述PNP型三极管BG914的发射极连接，所述PNP型三极管BK15的集电极与所述PNP型三极管BG915的发射极连接，所述PNP型三极管BK16的集电极与所述N沟道结型场效应管BT1916的栅极连接，所述PNP型三极管BK17的集电极与所述N沟道结型场效应管BT1917的栅极连接，所述PNP型三极管BK18的集电极与所述N沟道结型场效应管BT1918的栅极连接；
所述反转控制电路包括发射极分别与18个所述整流限压输出电路的电源输出端连接的PNP型三极管BK19-BK36，各所述PNP型三极管BK19-BK36的基极连接后与所述单刀双掷开关K的另一个不动端连接，所述PNP型三极管BK19的集电极与所述PNP型三极管BG97的发射极连接，所述PNP型三极管BK20的集电极与所述PNP型三极管BG98的发射极连接，所述PNP型三极管BK21的集电极与所述PNP型三极管BG99的发射极连接，所述PNP型三极管BK22的集电极与所述N沟道结型场效应管BT1910的栅极连接，所述PNP型三极管BK23的集电极与所述N沟道结型场效应管BT1911的栅极连接，所述PNP型三极管BK24的集电极与所述N沟道结型场效应管BT1912的栅极连接，所述PNP型三极管BK25的集电极与所述PNP型三极管BG913的发射极连接，所述PNP型三极管BK26的集电极与所述PNP型三极管BG914的发射极连接，所述PNP型三极管BK27的集电极与所述PNP型三极管BG915的发射极连接，所述PNP型三极管BK28的集电极与所述N沟道结型场效应管BT1916的栅极连接，所述PNP型三极管BK29的集电极与所述N沟道结型场效应管BT1917的栅极连接，所述PNP型三极管BK30的集电极与所述N沟道结型场效应管BT1918的栅极连接，所述PNP型三极管BK31的集电极与所述PNP型三极管BG91的发射极连接，所述PNP型三极管BK32的集电极与所述PNP型三极管BG92的发射极连接，所述PNP型三极管BK33的集电极与所述PNP型三极管BG93的发射极连接，所述PNP型三极管BK34的集电极与所述N沟道结型场效应管BT194的栅极连接，所述PNP型三极管BK35的集电极与所述N沟道结型场效应管BT195的栅极连接，所述PNP型三极管BK36的集电极与所述N沟道结型场效应管BT196的栅极连接。
8.根据权利要求7所述的按指令速度调控供电或转换发电的多功能调速电机***，其特征在于，所述正反转控制电路还包括正反转保护电路，所述正反转包括电路包括单向可控硅BT21、N沟道结型场效应管BT20、PNP型三极管BG1和NPN型三极管BG2，所述N沟道结型场效应管BT20的栅极通过电阻R20与地连接，所述N沟道结型场效应管BT20的源极与所述NPN型三极管BG2的发射极连接，所述N沟道结型场效应管BT20的漏极与所述NPN型三极管BG2的基极连接，所述NPN型三极管BG2的基极通过电阻R2与所述PNP型三极管BG1的发射极连接，所述NPN型三极管BG2的集电极通过电阻R1与所述PNP型三极管BG1的基极连接，所述PNP型三极管BG1的集电极与所述单向可控硅BT21的控制极连接，所述单向可控硅BT21的阴极通过电阻R21接地，所述单向可靠硅BT21的阳极与所述单刀双掷开关的动端连接。
9.根据权利要求1所述的按指令速度调控供电或转换发电的多功能调速电机***，其特征在于，所述电机本体的转子上设有励磁绕组，所述励磁绕组通过瓷罐变压器提供励磁电流，所述瓷罐变压器包括固定在所述电机本体定子上的初级铁芯和固定在电机本体的转子的转轴上的次级铁芯，所述初级铁芯与所述次级铁芯同轴设置并具有间隙，所述初级铁芯呈开口朝向所述次级铁芯的筒形状，所述初级铁芯上同轴设有导磁的初级支座，所述初级支座上绕设有变压器初级线圈，所述供电开关电源TA1与所述变压器初级线圈连接并能够向所述变压器初级线圈供电，所述次级铁芯呈开口朝向所述初级铁芯的筒形状，所述次级铁芯上同轴设有导磁的次级支座，所述次级支座上绕设有变压器次级线圈，所述变压器次级线圈输出的电流经整流器后向所述励磁绕组供电。
10.根据权利要求1所述的按指令速度调控供电或转换发电的多功能调速电机***，其特征在于，所述电机本体的转子为永磁式转子、励磁式转子或鼠笼式转子。
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