CN100349364C - 开关磁阻电机的降低噪音结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种开关磁阻电机的降低噪音结构，电机的转子可以旋转地设在定子的内侧，与定子的内侧保持一定空隙，转子的轴孔上压入固定有旋转轴，旋转轴两端分别连接轴流风扇和涡轮送风机，转子一侧的旋转轴上压入固定有传感器圆盘，固定在托架内侧的印刷电路板上设有传感器，传感器感知传感器圆盘的旋转，该转子的一侧设置附加惯性体，附加惯性体改变共振频率，当转子旋转时通过附加惯性体改变共振频率，减少共振频率引起的噪音。

Description

开关磁阻电机的降低噪音结构
技术领域
本发明涉及一种开关磁阻电机(SRM：SWITCHED RELUCTANCE MOTOR)的降低噪音结构(NOISE REDUCTION STRUCTURE OF SWITCHED RELUCTANCE MOTOR)。本发明的目的是提供可以带来如下效果的开关磁阻电机的降低噪音结构：减少扭矩脉动产生的振动噪音和轴系扭转振动，以减少由于共振产生的电机的整体噪音。
背景技术
一般的开关磁阻电机是：利用开关器件控制向卷绕在多相定子上的线圈供应电源，从而产生旋转扭矩(TORQUE)，通过依次改变转子和定子之间的励磁状态，通过磁场吸引力能够产生正方向旋转扭矩；在不改变特定励磁状态时可以使转子静止在一定位置上；以最大感应(inductance)为起点，通过控制向开关器件施加的输入脉冲信号的位相能够产生逆旋转力，可以控制多种驱动，广泛使用在需要控制方向的电子产品上。
下面参照附图，对上述开关磁阻电机的一实施方式进行简单说明。
图1显示出已有技术开关磁阻电机的结构的横剖面图。
开关磁阻电机两侧按照一定间隔设置有一对托架1、1′；上述托架1、1′之间设置有定子2，上述定子2由钢板叠加而成；上述定子2的内侧按照一定角度突出形成有多个定子侧齿(teeth)(附图中没有显示出)，上述定子侧齿上分别缠绕有线圈3。
另外，上述定子2的内侧可旋转地插入有转子4，上述转子4也由钢板叠加而成；在上述转子4的外周面上，按照一定角度突出形成有多个转子侧齿(附图中没有显示出)。
另外，上述转子4的中心形成有轴孔，上述轴孔内压入有旋转轴5；上述旋转轴5的两端部通过滚珠轴承(ball bearing)6支撑着，上述滚珠轴承(ball bearing)6固定在上述托架1、1′的内侧。
另外，上述转子4一侧的旋转轴5上压入固定有传感器圆盘(sensor disk)7；固定在上述托架1′内侧的印刷电路板(PCB)8上设置有传感器(sensor)9，上述传感器(sensor)9用于感知上述传感器圆盘7的旋转。
上述已有技术的开关磁阻电机通过上述传感器9检测出转子侧齿的位置，输出位置检测脉冲，上述位置检测脉冲向三相(A，B，C)的励磁线圈3施加电流，则会产生电磁力Fr。
另外，向某一相施加电流进行励磁之后产生电磁力，然后向相邻的相施加电流进行励磁，则上述转子4的转子侧齿为了减少磁阻，产生按照一定方向旋转的旋转扭矩；然后按照上述过程依次改变各相的励磁状态，产生旋转上述转子4的驱动力。
但是，上述已有技术开关磁阻电机为了励磁各相而反复开启/关闭(ON/OFF)的过程中，会出现关闭(OFF)电流时产生电磁力Fr突然减少的扭矩脉动(TORQUE RIPPLE)现象。扭矩脉动使得定子产生振动，如图2的坐标图所示，每当各相电流被关闭时，周期性地产生上述振动，上述振动将成为噪音的主要部分。
另外，上述开关磁阻电机使用在窗式空调机上时，如图3所示，室内侧设置有轴流风扇11；室外侧设置有涡轮送风机(turbo blower)12；假定上述系统为3个自由度旋转轴系模型时，将产生扭转共振频率，上述系统的扭转共振频率在电机的工作范围内与脉动产生的噪音一起共振，所以振动引起的噪音将比设计的还要大。
另外，在某种程度上通过旋转质量惯性转矩值(J)和扭转刚性值(Kt)的变化可以调整上述共振频率的变化，但是设计上的制约导致不能解决现实噪音较大的问题。
发明内容
鉴于上述已有技术的问题，本发明的目的是提供一种可以带来如下效果的开关磁阻电机的降低噪音结构：减少扭矩脉动产生的振动噪音和轴系扭转振动，以减少由于共振产生的电机的整体噪音。
为了实现上述本发明的目的，本发明提供一种开关磁阻电机的降低噪音结构，电机的转子可以旋转地设置在定子的内侧，与定子的内侧保持一定空隙，上述转子的轴孔上压入固定有旋转轴，旋转轴两端分别连接轴流风扇和涡轮送风机，转子一侧的旋转轴上压入固定有传感器圆盘，固定在托架内侧的印刷电路板上设置有传感器，传感器用于感知传感器圆盘的旋转，该转子的一侧设置附加惯性体，附加惯性体改变共振频率。
因此，在本发明开关磁阻电机的降低噪音结构中，在电机定子的内侧设置了转子；在上述转子的轴孔内压入固定有旋转轴；在上述转子的一侧面设置了附加惯性体，当旋转体旋转时，通过附加惯性体改变共振频率，减少共振，降低噪音。
附图说明
图1显示出已有技术开关磁阻电机的结构的横剖面图；
图2显示出已有技术转子的旋转产生的扭矩坐标图；
图3显示出已有技术电机的运动特性的结构图；
图4显示出本发明具有降低噪音结构的开关磁阻电机的纵剖面图；
图5显示出已有技术和本发明的噪音频谱(spectrum)比较图。
主要部件附图标记说明
101：定子    103：转子
104：旋转轴  110：附加惯性体
具体实施方式
下面参照附图所示实施例，对上述本发明开关磁阻电机的降低噪音结构进行更详细地说明。
图4显示出本发明具有降低噪音结构的开关磁阻电机的纵剖面图。
本发明具有降低噪音结构的开关磁阻电机结构与已有技术基本相同。
也就是说，缠绕有线圈100的定子101的两侧结合有托架102、102′；上述定子101的内侧可旋转地插入有转子103；在上述转子103的中心形成的轴孔内插入有旋转轴104；上述旋转轴104的两端部被结合在上述托架102、102′上的滚珠轴承105支撑着。
另外，在上述转子103的一侧，传感器圆盘106压入固定在上述旋转轴104上；固定在上述托架102′的内侧的印刷电路板(PCB)107上设置有用于感知上述传感器圆盘106的旋转的传感器108。
其中，在本发明中，在上述转子103的一侧设置了中央厚四周薄的中空体的附加惯性体110，其能够增加上述转子103铁芯的旋转惯性转矩，通过改变系统的共振频率减少噪音。
本发明具有降低噪音结构的开关磁阻电机的工作过程与已有技术类似。
通过上述传感器107检测出转子侧齿的位置，输出位置检测脉冲，上述位置检测脉冲向三相(A，B，C)的励磁线圈100施加电流，则产生电磁力Fr；依次向各相施加电流进行励磁，则上述转子103的转子侧齿为了减少磁阻，沿着单方向旋转产生旋转扭矩；如上所述，依次改变各相的励磁状态，产生转子103旋转的驱动力；这时上述转子103进行旋转时，通过上述附加惯性体110改变共振频率，所以减少了由于共振引起的噪音。
图5显示出已有技术和本发明的噪音频谱(spectrum)比较图。
如图所示，在图5(a)的已有技术噪音频谱(spectrum)中，坐标图显示出噪音具有某种基本频率和他们的调和成分(HARMONIC COMPONENT)。这与电机的自感应扭矩脉动(RELUCTANCE TORQUE RIPPLE)所具有的频率一致，主要是人们不喜欢的音质。
图5(b)的坐标图所示的是设置有附加惯性体110的本发明的噪音频谱图，可以了解到去除了共振引起的噪音，具有良好的噪音特性。

Claims (2)

1、一种开关磁阻电机的降低噪音结构，其中电机的转子可以旋转地设置在定子的内侧，与定子的内侧保持一定空隙，转子的轴孔上压入固定有旋转轴，旋转轴两端分别连接轴流风扇和涡轮送风机，转子一侧的旋转轴上压入固定有传感器圆盘，固定在托架内侧的印刷电路板上设置有传感器，传感器用于感知传感器圆盘的旋转，其特征在于：所述转子(103)的一侧设置附加惯性体(110)，附加惯性体(110)改变共振频率。
2、根据权利要求1所述的开关磁阻电机的降低噪音结构，其特征在于：所述附加惯性体(110)是中央厚四周薄的中空体。
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