CN104410235A - 一种无刷交流油烟机电机 - Google Patents

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山崎�
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Abstract

本发明公开一种无刷交流油烟机电机，包括转子、定子、外壳以及控制电路，其中，所述转子包括转子铁芯，设置在转子铁芯中间的转轴，紧贴在转子铁芯外圈的磁钢，以及设置在磁钢外圈的塑笼；所述定子包括定子铁芯和绝缘塑套，定子铁芯每齿均绕有漆包线；所述外壳包括塑封主体和端盖，所述控制电路包括电源转换模块，以及与电源转换模块相连的信号控制模块和PWM交流驱动模块，所述PWM交流驱动模块的输出端与漆包线相连。上述结构的无刷交流油烟机电机采用AC交流电源直接驱动运转电机，具有起动平稳运转、噪声低、振动小、结构简单牢固、高效节能，效率达到75-82%，比单相交流电容运转电机节能效率提高64-67%。

Description

一种无刷交流油烟机电机
技术领域
本发明涉及一种无刷交流油烟机电机，属于电机技术领域。
背景技术
根据目前抽油烟机用单相交流电容运转电机，该产品存在效率低（40-45%）用电能耗大。国家强制实施抽烟机能效限定标准GB29539-2013国家标准，抽油烟机能效标准的提高，将能效原五级提高到二级，节能性能指标作为产品强制性标准实施，能效不达标的抽油烟机不允许生产、市场销售。因此，目前很多抽油烟机选用无刷直流电机提高能效，但无刷直流电机最大问题是制造成本高，价格因素导致市场无法大批量推广应用。
有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种无刷交流油烟机电机，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的是提供一种无刷交流油烟机电机，交流（AC）直接起动运转，不需要直流电源（DC），具有起动平稳运转、噪声低、结构简单牢固、能耗低等特点。
为了实现上述目的，本发明的解决方案是：
一种无刷交流油烟机电机，包括转子、定子、外壳以及驱动电机运转的控制电路，其中，所述转子包括转子铁芯，设置在转子铁芯中间的转轴，紧贴在转子铁芯外圈的磁钢，以及设置在磁钢外圈的塑笼，所述转子铁芯为交流无刷永磁转子铁芯；所述定子包括定子铁芯和绝缘塑套，其中，所述绝缘塑套包覆在定子铁芯各个齿上，包覆有绝缘塑套的定子铁芯每齿均绕有漆包线，形成电机线圈（即定子绕组）；所述外壳包括塑封主体，以及安装在塑封主体上的端盖，外壳轴向两端均设有轴承，转轴通过轴承在塑封主体和端盖内转动；所述控制电路包括电源转换模块，以及与电源转换模块相连的信号控制模块和PWM交流驱动模块，所述PWM交流驱动模块的输出端与电机线圈相连。
作为优选，所述电源转换模块包括相互并联的变压单元和镇流单元，所述镇流单元进一步连接有隔离单元，变压单元将输入的220V交流电源降压整流为12V的直流电源，为油烟机的LED照明灯供电；镇流单元将输入的220V交流电源镇流稳压后一方面输入到PWM交流驱动模块的输出端，另一方面通过隔离单元降压为的5V直流电，输入到PWM交流驱动模块的输入端，为PWM交流驱动模块提供稳定的供电电源，保证PWM交流驱动模块的供电可靠性。
作为优选，所述信号控制模块包括输入按钮，以及与输入按钮相连的三极管和光耦，用户通过输入按钮输入控制信号，控制信号依次经过三极管和光耦隔离后输入到PWM交流驱动模块，PWM交流驱动模块根据各个三极管的导通信号输出对应的PWM驱动信号，进行实现电机转速的控制。
作为优选，所述PWM交流驱动模块包括控制器，以及与控制器输出端相连的晶闸管，控制器接收信号控制模块的控制信号，经过分析处理后发出PWM驱动信号，调节各个晶闸管的导通角，进而来控制电机的转速。
作为优选，所述端盖和塑封主体均采用BMC热固成型，用于密封整个无刷交流油烟机电机，防水防油防污防漏电，安全可靠；而且采用BMC材料，成本更低，安装更方便。
作为优选，所述端盖和塑封主体均采用铝或铁等金属材料制成，用于密封整个无刷交流油烟机电机，防水防油防污防漏电，安全可靠。
作为优选，所述轴承一个安嵌在塑封主体的底部，一个安嵌在端盖内侧。
作为优选，所述转轴上进一步设有用于穿设定位销的定位孔。
上述无刷交流油烟机电机工作原理：电源转换模块分别为LED照明、控制器和定子绕组提供12V直流电、5V直流电和220V的交流源，用户通过输入按钮输入电机档位，控制信号依次经过三极管和光耦后到达控制器的输入端，控制器经过分析处理后发出PWM驱动信号，调节各个晶闸管的导通角，进而控制电机的转速。
上述无刷交流油烟机电机的转子铁芯采用交流无刷永磁转子铁芯，结构简单、成本低；而且交流无刷永磁转子磁钢不用胶贴，用塑笼直接固定，牢固、稳定、可靠、不脱落。所述定子铁芯每齿绕漆包线，直接绕紧齿槽，漆包线铜节约20-25%，比原单相电容运转电机正弦嵌法，所述定子铁芯塑封成型整体结构噪声低，振动小，防水防油防腐污，性能好。而且，通过控制电路实现AC交流电源直接驱动运转电机，不用交流镇流变换DC直流电源运转， 具有起动平稳运转、噪声低、振动小、电路结构比无刷直流简单，机械结构简单牢固、高效节能等优点，本发明所述的无刷交流油烟机电机效率达到75-82%，比单相交流电容运转电机节能效率（单相交流电容运转电机节能效率为45-50%）提高64-67%，风量全压效率大于35%，比国家一级能效标准（国家一级能效标准为23%）提高59%，比无刷直流电机成本低25%左右。
以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细描述。
附图说明
图1为本实施例的无刷交流油烟机电机正视图；
图2为图1的A-A向剖视图；
图3为本实施例的无刷交流油烟机电机组装示意图；
图4为本实施例的电源转换模块电路原理图；
图5为本实施例的信号控制模块电路原理图；
图6为本实施例的PWM交流驱动模块电路原理图。
具体实施方式
如图1-3所示，一种无刷交流油烟机电机，包括转子、定子、外壳以及驱动电机运转的控制电路，其中，所述转子包括转子铁芯2，设置在转子铁芯2中间的转轴1，紧贴在转子铁芯2外圈的磁钢3，以及套设在磁钢3外圈的塑笼4，所述转子铁芯2为交流无刷永磁转子铁芯；；所述定子包括定子铁芯5和绝缘塑套6，其中，所述绝缘塑套6包覆在定子铁芯5各个齿上，包覆有绝缘塑套的定子铁芯5每齿均绕有漆包线7，组成电机线圈（即定子绕组）；所述外壳包括塑封主体8，以及安装在塑封主体8上的端盖9，外壳轴向两端均设有轴承，其中，第一轴承10安嵌在塑封主体8的底部，第二轴承11安嵌在端盖9内侧，转轴1通过第一轴承10和第二轴承11在塑封主体8和端盖9内转动。所述控制电路包括电源转换模块，以及与电源转换模块相连的信号控制模块和PWM交流驱动模块，所述PWM交流驱动模块的输出端与电机线圈相连。
在本实施例中，转轴1上设有用于穿设定位销12的定位孔，位于端盖9的上方，所述塑封主体8的侧壁上进一步设有一出线夹，用于控制电路导线接入。端盖9和塑封主体8均采用BMC热固成型，用于密封整个无刷交流油烟机电机，防水防油防污防漏电，安全可靠；端盖9和塑封主体8也可以采用铁质或铝质材料制成，但采用BMC材料，比铁质或铝质外壳，成本更低，安装更方便。
如图4所示，所述电源转换模块包括相互并联的变压单元13、镇流单元14以及与镇流单元相连的隔离单元15，变压单元13将输入的220V交流电源降压整流为12V的直流电源，为油烟机的LED照明灯供电；镇流单元14将输入的220V交流电源镇流稳压后一方面输入到PWM交流驱动模块的输出端，另一方面通过隔离单元15降压为的5V直流电，输入到PWM交流驱动模块输入端，为PWM交流驱动模块提供稳定的供电电源，保证PWM交流驱动模块的供电可靠性。变压单元13输出的12V直流电除了为LED照明灯供电外，还同时降压为5V的直流电，为信号控制模块的输入按钮供电。
如图5所示，所述信号控制模块包括输入按钮，以及分别与输入按钮的高速键、中速键和低速键相连的3个三极管：低速三极管Q53 、中速三极管Q54 和高速三极管Q55，其中，所述高速三极管Q55的集电极通过两个二极管分别与低速三极管Q53、中速三极管Q54的集电极相连，低速三极管Q53、中速三极管Q54的集电极各串接一电阻后分别和第一光耦PHC1、第二光耦PHC2相连，用户通过输入按钮输入档位选择，控制信号依次经过三极管和光耦隔离后输入到PWM交流驱动模块。
如图6所示，所述PWM交流驱动模块包括控制器M1，以及与控制器M1电压控制输出端相连的晶闸管，所述晶闸管包括与控制器U1端相连的第一晶闸管Q2，与控制器U3端相连的第二晶闸管Q3，与控制器V1端相连的第三晶闸管Q4，与控制器V3端相连的第四晶闸管Q5，与控制器W1端相连的第五晶闸管Q6，与控制器W3端相连的第六晶闸管Q7，其中，第一晶闸管Q2、第三晶闸管Q4和第五晶闸管Q6的第二阳极T2分别与AC220V交流电相连，第一阳极T1分别同时与控制器M1的U2、V2、W2端、第二晶闸管Q3、第四晶闸管Q5、第六晶闸管Q7、以及定子绕组U相、V相和W相线相连。控制器M1接收到信号控制模块的控制信号，经过分析处理后发出PWM驱动信号，调节各个晶闸管的导通角，进而控制电机的转速。
上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (8)

1.一种无刷交流油烟机电机，其特征在于：包括转子、定子、外壳以及驱动电机运转的控制电路，其中，所述转子包括转子铁芯，设置在转子铁芯中间的转轴，紧贴在转子铁芯外圈的磁钢，以及设置在磁钢外圈的塑笼，所述转子铁芯为交流无刷永磁转子铁芯；所述定子包括定子铁芯和绝缘塑套，其中，所述绝缘塑套包覆在定子铁芯各个齿上，包覆有绝缘塑套的定子铁芯每齿均绕有漆包线，形成电机线圈；所述外壳包括塑封主体，以及安装在塑封主体上的端盖，外壳轴向两端均设有轴承，转轴通过轴承在塑封主体和端盖内转动；所述控制电路包括电源转换模块，以及与电源转换模块相连的信号控制模块和PWM交流驱动模块，所述PWM交流驱动模块的输出端与电机线圈相连。
2.如权利要求1所述的一种无刷交流油烟机电机，其特征在于：所述电源转换模块包括相互并联的变压单元和镇流单元，所述镇流单元进一步连接有隔离单元，变压单元将输入的220V交流电源降压整流为12V的直流电源，为油烟机的LED照明灯供电；镇流单元将输入的220V交流电源镇流稳压后一方面输入到PWM交流驱动模块的输出端，另一方面通过隔离单元降压为的5V直流电，输入到PWM交流驱动模块的输入端，为PWM交流驱动模块提供稳定的供电电源。
3.如权利要求1所述的一种无刷交流油烟机电机，其特征在于：所述信号控制模块包括输入按钮，以及与输入按钮相连的三极管和光耦，用户通过输入按钮输入控制信号，控制信号依次经过三极管和光耦隔离后输入到PWM交流驱动模块，PWM交流驱动模块根据各个三极管的导通信号输出对应的PWM驱动信号，进行实现电机转速的控制。
4.如权利要求1所述的一种无刷交流油烟机电机，其特征在于：所述PWM交流驱动模块包括控制器，以及与控制器输出端相连的晶闸管，控制器接收信号控制模块的控制信号，经过分析处理后发出PWM驱动信号，调节各个晶闸管的导通角，实现电机转速的控制。
5.如权利要求1所述的一种无刷交流油烟机电机，其特征在于：所述端盖采用BMC热固成型的端盖，所述塑封主体均采用BMC热固成型的塑封主体。
6.如权利要求1所述的一种无刷交流油烟机电机，其特征在于：所述端盖采用铝质或铁质的端盖，所述塑封主体采用铝质或铁质的塑封主体。
7.如权利要求1所述的一种无刷交流油烟机电机，其特征在于：所述轴承一个安嵌在塑封主体的底部，一个安嵌在端盖内侧。
8.如权利要求1所述的一种无刷交流油烟机电机，其特征在于：所述转轴上进一步设有用于穿设定位销的定位孔。
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