專利名稱：新型永磁無刷電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型直流永磁無刷電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，隨著釹鐵硼磁鋼技術(shù)的成熟，直流永磁無刷電動(dòng)機(jī)已進(jìn)入實(shí)用階段。常見的多為三相或多相的永磁無刷電動(dòng)機(jī)。在有傳感器的無刷電動(dòng)機(jī)中，以三相電動(dòng)機(jī)為例，其組成包括主軸、定子、轉(zhuǎn)子、外殼、霍爾位置傳感器和控制電路，定子由沿圓周分布的繞有三相線圈的鐵芯電磁極構(gòu)成，轉(zhuǎn)子由圓周上與定子相對(duì)的磁鋼構(gòu)成，每三個(gè)鐵芯電磁極對(duì)應(yīng)一塊磁鋼，對(duì)應(yīng)三相線圈的三個(gè)霍爾位置傳感器(霍爾元件)安裝在鐵芯電磁極之間。其存在的主要缺點(diǎn)是1、三相線圈繞制結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，2、運(yùn)行中三相不能同時(shí)工作，不是一相休息就是二相僅為輔助工作，線圈和鐵芯均不能得到充分利用，3、需要三個(gè)霍爾元件進(jìn)行傳感和控制，故障率高。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、輸出功率高的新型永磁無刷電動(dòng)機(jī)。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下一種新型永磁無刷電動(dòng)機(jī)，其組成包括主軸、定子、轉(zhuǎn)子、外殼、霍爾位置傳感器和控制電路，定子的鐵芯電磁極和轉(zhuǎn)子的磁鋼沿圓周對(duì)應(yīng)分布，其特征是定子由順序繞有單相線圈的鐵芯電磁極構(gòu)成，相鄰鐵芯電磁極繞線方向相反，轉(zhuǎn)子由與鐵芯電磁極一一對(duì)應(yīng)且N極與S極相間排列的磁鋼構(gòu)成，一個(gè)霍爾位置傳感器安裝在任意兩個(gè)鐵芯電磁極之間。
本實(shí)用新型的有益效果如下由霍爾位置傳感器將磁鋼在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的位置信號(hào)隨時(shí)傳遞給控制電路，再由控制電路對(duì)單線圈中電流方向進(jìn)行切換控制，產(chǎn)生電磁作用力，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子不停地轉(zhuǎn)動(dòng)做功。由于是單線圈，電流在其中不斷地正反向切換，因此線圈和鐵芯一直處于工作狀態(tài)，均得到充分利用，材料利用率大大提高，與三相無刷電動(dòng)機(jī)相比較，在銅、鐵材料使用量相同的情況下，本專利電動(dòng)機(jī)輸出功率可提高20-30％，而在輸出功率相同的情況下，本專利電動(dòng)機(jī)可節(jié)約銅、鐵材料20-30％。又由于只用一個(gè)霍爾位置傳感器，由其造成的故障率也大大降低。因此本實(shí)用新型達(dá)到了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、輸出功率高的設(shè)計(jì)目的。
按前述技術(shù)方案的本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)適用于有外力輔助啟動(dòng)的使用場(chǎng)合，例如用于無須零啟動(dòng)的電動(dòng)助力車上。


圖1為本實(shí)用新型(外轉(zhuǎn)子式)整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)控制電路原理示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)為1-主軸，2-鐵芯電磁極，21-偏心槽，3-線圈，4-霍爾位置傳感器，5-磁鋼，6-外殼。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖并結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。
如圖1所示實(shí)施例中，本永磁無刷電動(dòng)機(jī)為外轉(zhuǎn)子式，其組成包括主軸1、定子、轉(zhuǎn)子、外殼6、霍爾位置傳感器4和控制電路(參見圖2)，定子的鐵芯電磁極2和轉(zhuǎn)子的磁鋼5沿圓周對(duì)應(yīng)分布，定子由順序繞有單相線圈3的鐵芯電磁極2構(gòu)成，相鄰鐵芯電磁極繞線方向相反，即順時(shí)針方向和反時(shí)針方向交替繞線，轉(zhuǎn)子由與鐵芯電磁極2一一對(duì)應(yīng)且N極與S極相間排列的磁鋼5構(gòu)成，一個(gè)霍爾位置傳感器4安裝在任意兩個(gè)鐵芯電磁極之間。線圈3中的“*”和“·”表示瞬間電流方向?yàn)椤斑M(jìn)去”和“出來”根據(jù)實(shí)際需要，本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)也可以設(shè)計(jì)成內(nèi)轉(zhuǎn)子式。
為了使本實(shí)用新型克服啟動(dòng)時(shí)可能會(huì)遇到的磁力死點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)無須外力輔助的零啟動(dòng)，擴(kuò)大其使用領(lǐng)域，進(jìn)一步的特征是，鐵芯電磁極2端面具有軸向的偏心槽21，用以形成磁不對(duì)稱的啟動(dòng)力矩，定、轉(zhuǎn)子處于任何相對(duì)位置都能實(shí)現(xiàn)零啟動(dòng)。本電動(dòng)機(jī)適用于電動(dòng)助力車、洗衣機(jī)、機(jī)床等電動(dòng)機(jī)械。
在如圖2所示的實(shí)施例中，本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)的控制電路由邏輯電路IC1、推動(dòng)電路IC2、IC3、以及場(chǎng)效應(yīng)管BG1--BG4構(gòu)成的H橋開關(guān)電路組成，霍爾位置傳感器HOL的輸出端連接IC1的輸入端，IC1的輸出端連接IC2、IC3的輸入端，IC2、IC3的輸出端連接BG1-BG4，電動(dòng)機(jī)M的線圈位于H橋的橋臂間，霍爾位置傳感器HOL將磁鋼與鐵芯電磁極之間的位置信號(hào)發(fā)送給邏輯電路IC1，通過推動(dòng)電路IC2、IC3切換H橋?qū)蔷€上的場(chǎng)效應(yīng)管BG1、BG2、BG3、BG4的通斷，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)M線圈中電流方向的正反向切換，使電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。
實(shí)施例中，電路器件型號(hào)說明IC1為EM78P459AK，IC2、IC3為IR2103，BG1-BG4為IFR3710或IFR250。
本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍100轉(zhuǎn)/分鐘-10000轉(zhuǎn)/分鐘，輸出功率范圍50瓦-1000瓦。
權(quán)利要求1.新型永磁無刷電動(dòng)機(jī)，其組成包括主軸、定子、轉(zhuǎn)子、外殼、霍爾位置傳感器和控制電路，定子的鐵芯電磁極和轉(zhuǎn)子的磁鋼沿圓周對(duì)應(yīng)分布，其特征是定子由順序繞有單相線圈的鐵芯電磁極構(gòu)成，相鄰鐵芯電磁極繞線方向相反，轉(zhuǎn)子由與鐵芯電磁極一一對(duì)應(yīng)且N極與S極相間排列的磁鋼構(gòu)成，一個(gè)霍爾位置傳感器安裝在任意兩個(gè)鐵芯電磁極之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型永磁無刷電動(dòng)機(jī)，其特征是所述的鐵芯電磁極端面具有軸向的偏心槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型永磁無刷電動(dòng)機(jī)，其特征是所述的控制電路由邏輯電路IC1、推動(dòng)電路IC2、IC3、以及場(chǎng)效應(yīng)管BG1--BG4構(gòu)成的H橋開關(guān)電路組成，霍爾位置傳感器HOL的輸出端連接IC1的輸入端，IC1的輸出端連接IC2、IC3的輸入端，IC2、IC3的輸出端連接BG1-BG4，電動(dòng)機(jī)M的線圈位于H橋的橋臂間。
專利摘要新型永磁無刷電動(dòng)機(jī)，其組成包括主軸、定子、轉(zhuǎn)子、外殼、霍爾位置傳感器和控制電路，定子由順序繞有單相線圈的鐵芯電磁極構(gòu)成，相鄰鐵芯電磁極繞線方向相反，轉(zhuǎn)子由與鐵芯電磁極一一對(duì)應(yīng)且N極與S極相間排列的磁鋼構(gòu)成，一個(gè)霍爾位置傳感器安裝在任意兩個(gè)鐵芯電磁極之間。由于是單線圈，電流在其中不斷地正反向切換，因此線圈和鐵芯一直處于工作狀態(tài)，均得到充分利用，材料利用率大大提高，與三相無刷電動(dòng)機(jī)相比較，同等條件下，輸出功率可提高20－30％，或者可節(jié)約銅、鐵材料20－30％。只用一個(gè)霍爾位置傳感器，故障率也大大降低，達(dá)到了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、輸出功率高的設(shè)計(jì)目的。
文檔編號(hào)H02K29/08GK2609272SQ0322118
公開日2004年3月31日 申請(qǐng)日期2003年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月15日
發(fā)明者劉家祥 申請(qǐng)人:劉家祥