CN104868660A - 电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种电机，电机包括：转子；定子，定子包括三相绕组，三相绕组按星形连接；供电电源，连接至转子和定子，用于为转子和定子供电；信号线，信号线的一端连接至三相绕组的中性点上，信号线用于检测三相绕组的反电动势；调整单元，连接至信号线的另一端，用于根据反电动势和供电电源的电压确定转子相对定子的相对位置，以根据相对位置调整流入定子的电流的相位。通过本发明的技术方案，通过信号线更加准确地检测定子的三相绕组的反电动势，从而根据反电动势更加准确地确定转子相对定子的相对位置，避免使用相关技术中的霍尔传感器来检测转子的相对位置，从而简化了电机工艺，同时还可以对流入定子的正弦波电流的相位进行调整。
Description
技术领域
本发明涉及电学技术领域，具体而言，涉及一种电机。
背景技术
目前，在相关技术中通过在电机中设置霍尔传感器来检测电机的转子相对定子所在的位置，并跟据检测到的位置信号来决定电机换相输出，这样不仅增加了生产电机的工艺的复杂性，而且也增加了电机的生产成本和电机故障率，另外，在相关技术中的无霍尔检测技术通过检测定子的三相绕组的反电动势来确定转子相对定子的位置，从而可以根据检测到的位置来调整流入定子的电流的相位，但是，相关技术中的无霍尔检测技术只能调整流入定子的方波电流的相位，无法实现对正弦波电流的相位进行调整。
因此，如何避免使用相关技术中的霍尔传感器来检测转子的相对位置，从而简化电机工艺，同时可以对流入定子的正弦波电流的相位进行调整成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明正是基于上述问题，提出了一种新的技术方案，通过信号线更加准确地检测定子的三相绕组的反电动势，从而根据反电动势更加准确地确定转子相对定子的相对位置，避免使用相关技术中的霍尔传感器来检测转子的相对位置，从而简化了电机工艺，同时还可以对流入定子的正弦波电流的相位进行调整。
有鉴于此，本发明的一方面提出了一种电机，包括：转子；定子，所述定子包括三相绕组，所述三相绕组按星形连接；供电电源，连接至所述转子和所述定子，用于为所述转子和所述定子供电；信号线，所述信号线的一端连接至所述三相绕组的中性点上，所述信号线用于检测所述三相绕组的反电动势；调整单元，连接至所述信号线的另一端，用于根据所述反电动势和所述供电电源的电压确定所述转子相对所述定子的相对位置，以根据所述相对位置调整流入所述定子的电流的相位。
在该技术方案中，在定子的三相绕组的中性点上引出一条信号线，并通过该信号线检测三相绕组的反电动势，从而可以根据反电动势和为电机供电的供电电源的电压来确定转子相对定子的相对位置，避免使用相关技术中的霍尔传感器来检测转子的相对位置，从而简化了电机工艺，降低了电机的生产成本和降低了电机的故障率，而且通过信号线可以更加准确地检测出三相绕组的反电动势，从而更加精确地确定转子相对定子的相对位置，进而更加精确地调整定子的电流的相位。
在上述技术方案中，优选地，流入所述定子的电流为正弦波电流或方波电流。
在该技术方案中，由于在相关技术中，通过无霍尔传感器技术检测三相绕组的反电动势以调整流入定子的方波电流的相位，但在本方案中流入定子的电流不仅可以是方波电流，还可以是正弦波电流，从而提高了电机的性能，而且调整定子的正弦波电流可以提高电机的工作效率。
在上述技术方案中，优选地，所述调整单元具体用于：根据所述反电动势和所述供电电源的电压确定所述中性点的合成正弦波电压以及所述合成正弦波电压的相位；根据所述合成正弦波电压以及所述合成正弦波电压的相位，将所述合成正弦波电压分解成三个分解正弦波电压，其中，所述合成正弦波电压等于所述三个分解正弦波电压的累加；根据所述三个分解正弦波电压确定所述转子相对所述定子的所述相对位置。
在该技术方案中，由于三相绕组的中性点的合成正弦波电压是由三相绕组的反电动势随相位变化合成得到的，因此，将合成正弦波电压分解成三个分解正弦波电压，从而可以根据三个分解正弦波电压确定转子相对定子的相对位置，避免使用相关技术中的霍尔传感器来检测转子的相对位置，从而简化了电机工艺，降低了电机的生产成本和降低了电机的故障率，其中，可以根据三个分解正弦波电压精确地确定转子相对定子的每一度的位置，从而可以更加精确地调整定子的电流的相位。
在上述技术方案中，优选地，所述三个分解正弦波电压中的每两个分解正弦波电压的相位之间相差120°。
在该技术方案中，三个分解正弦波电压中的每两个分解正弦波电压的相位之间相差120°，从而可以准确地根据三个分解正弦波电压确定转子相对定子的相对位置。
在上述技术方案中，优选地，使用以下公式确定所述中性点上的所述合成正弦波电压以及所述合成正弦波电压的相位：其中，sinθ表示所述合成正弦波电压，θ表示所述合成正弦波电压的相位，y表示所述反电动势，VDD表示所述供电电源的电压。
在该技术方案中，根据反电动势和供电电源的电压计算出合成正弦波电压，且合成正弦波电压与合成正弦波电压的相位之间具有正弦波的对应关系，从而可以根据计算出的合成正弦波电压计算出合成正弦波电压的相位。
在上述技术方案中，优选地，所述电机包括直流无刷电机。
在该技术方案中，电机包括直流无刷电机，通过本方案可以准确地检测直流无刷电机的转子相对定子的相对位置，从而更加精确地调整直流无刷电机的定子的电流的相位。
在上述技术方案中，优选地，还包括：转轴，所述转轴设置在所述定子的中心线位置，所述转轴用于将所述转子可旋转地安装在所述定子内。
在该技术方案中，通过转轴将转子可旋转地安装在定子内，从而保证了电机的正常运行。
在上述技术方案中，优选地，还包括：壳体，所述转子和所述定子设置在所述壳体内。
在该技术方案中，通过在转子和定子外设置壳体，从而保证了电机的正常运行。
在上述技术方案中，优选地，还包括：安装座，所述定子设置在所述安装座上，所述安装座用于固定所述定子。
在该技术方案中，通过安装座对定子进行固定，从而保证了电机的正常运行。
在上述技术方案中，优选地，所述定子还包括：定子铁芯，用于将所述三相绕组缠绕在所述定子铁芯上。
在该技术方案中，通过将三相绕组缠绕在定子铁芯上，保证了电机的正常运行，从而保证了电机的使用性能。
通过本发明的技术方案，通过信号线更加准确地检测定子的三相绕组的反电动势，从而根据反电动势更加准确地确定转子相对定子的相对位置，避免使用相关技术中的霍尔传感器来检测转子的相对位置，从而简化了电机工艺，降低了电机的生产成本和降低了电机的故障率。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个实施例的电机的结构示意图；
图2示出了根据本发明的一个实施例的三相绕组与信号线的结构示意图。
具体实施方式
为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1示出了根据本发明的一个实施例的电机的结构示意图。
如图1所示，根据本发明的一个实施例的电机100，包括：转子102；定子104，所述定子104包括三相绕组1042，所述三相绕组1042按星形连接；供电电源106，连接至所述转子102和所述定子104，用于为所述转子102和所述定子104供电；信号线108，所述信号线108的一端连接至所述三相绕组1042的中性点上，所述信号线108用于检测所述三相绕组1042的反电动势；调整单元110，连接至所述信号线108的另一端，用于根据所述反电动势和所述供电电源106的电压确定所述转子102相对所述定子104的相对位置，以根据所述相对位置调整流入所述定子104的电流的相位。
在该技术方案中，在定子104的三相绕组1042的中性点上引出一条信号线108，并通过该信号线108检测三相绕组1042的反电动势，从而可以根据反电动势和为所述电机100供电的供电电源106的电压来确定转子102相对定子104的相对位置，避免使用相关技术中的霍尔传感器来检测转子102的相对位置，从而简化了电机100工艺，降低了电机100的生产成本和降低了电机100的故障率，而且通过信号线108可以更加准确地检测出三相绕组1042的反电动势，从而更加精确地确定转子102相对定子104的相对位置，进而更加精确地调整定子104的电流的相位。
在上述技术方案中，优选地，流入所述定子104的电流为正弦波电流或方波电流。
在该技术方案中，由于在相关技术中，通过无霍尔传感器技术检测三相绕组1042的反电动势以调整流入定子104的方波电流的相位，但在本方案中流入定子104的电流不仅可以是方波电流，还可以是正弦波电流，从而提高了电机100的性能，而且调整定子104的正弦波电流可以提高电机100的工作效率。
在上述技术方案中，优选地，所述调整单元110具体用于：根据所述反电动势和所述供电电源106的电压确定所述中性点的合成正弦波电压以及所述合成正弦波电压的相位；根据所述合成正弦波电压以及所述合成正弦波电压的相位，将所述合成正弦波电压分解成三个分解正弦波电压，其中，所述合成正弦波电压等于所述三个分解正弦波电压的累加；根据所述三个分解正弦波电压确定所述转子102相对所述定子104的所述相对位置。
在该技术方案中，由于三相绕组1042的中性点的合成正弦波电压是由三相绕组1042的反电动势随相位变化合成得到的，因此，将合成正弦波电压分解成三个分解正弦波电压，从而可以根据三个分解正弦波电压确定转子102相对定子104的相对位置，避免使用相关技术中的霍尔传感器来检测转子102的相对位置，从而简化了电机100工艺，降低了电机100的生产成本和降低了电机100的故障率，其中，可以根据三个分解正弦波电压精确地确定转子102相对定子104的每一度的位置，从而可以更加精确地调整定子104的电流的相位。
在上述技术方案中，优选地，所述三个分解正弦波电压中的每两个分解正弦波电压的相位之间相差120°。
在该技术方案中，三个分解正弦波电压中的每两个分解正弦波电压的相位之间相差120°，从而可以准确地根据三个分解正弦波电压确定转子102相对定子104的相对位置。
在上述技术方案中，优选地，使用以下公式确定所述中性点上的所述合成正弦波电压以及所述合成正弦波电压的相位：其中，sinθ表示所述合成正弦波电压，θ表示所述合成正弦波电压的相位，y表示所述反电动势，VDD表示所述供电电源106的电压。
在该技术方案中，根据反电动势和供电电源106的电压计算出合成正弦波电压，且合成正弦波电压与合成正弦波电压的相位之间具有正弦波的对应关系，从而可以根据计算出的合成正弦波电压计算出合成正弦波电压的相位。
在上述技术方案中，优选地，所述电机100包括直流无刷电机。
在该技术方案中，电机100包括直流无刷电机，通过本方案可以准确地检测直流无刷电机的转子102相对定子104的相对位置，从而更加精确地调整直流无刷电机的定子104的电流的相位。
在上述技术方案中，优选地，还包括：转轴112，所述转轴112设置在所述定子104的中心线位置，所述转轴112用于将所述转子102可旋转地安装在所述定子104内。
在该技术方案中，通过转轴112将转子102可旋转地安装在定子104内，从而保证了电机100的正常运行。
在上述技术方案中，优选地，还包括：壳体114，所述转子102和所述定子104设置在所述壳体114内。
在该技术方案中，通过在转子102和定子104外设置壳体114，从而保证了电机100的正常运行。
在上述技术方案中，优选地，还包括：安装座116，所述定子104设置在所述安装座116上，所述安装座116用于固定所述定子104。
在该技术方案中，通过安装座116对定子104进行固定，从而保证了电机100的正常运行。
在上述技术方案中，优选地，所述定子104还包括：定子铁芯1044，用于将所述三相绕组1042缠绕在所述定子铁芯上1042。
在该技术方案中，通过将三相绕组1042缠绕在定子铁芯1044上，保证了电机100的正常运行，从而保证了电机100的使用性能。
图2示出了根据本发明的一个实施例的三相绕组与信号线的结构示意图。
如图2所示，根据本发明的一个实施例的三相绕组1042与信号线108之间的连接，1、2、3为电机100的三相绕组1042，该三相绕组1042按星形连接，并且在按星形连接的三相绕组1042的中性点上引出一条信号线108，从而可以使用该信号线108检测三相绕组1042的反电动势，再根据三相绕组1042的反电动势和为电机100供电的供电电源的电压确定转子102相对定子104的相对位置，以根据相对位置调整流入定子104的电流的相位。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，通过信号线更加准确地检测定子的三相绕组的反电动势，从而根据反电动势更加准确地确定转子相对定子的相对位置，避免使用相关技术中的霍尔传感器来检测转子的相对位置，从而简化了电机工艺，降低了电机的生产成本和降低了电机的故障率。
在本发明中，术语“连接”等均应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电机，其特征在于，包括：
转子；
定子，所述定子包括三相绕组，所述三相绕组按星形连接；
供电电源，连接至所述转子和所述定子，用于为所述转子和所述定子供电；
信号线，所述信号线的一端连接至所述三相绕组的中性点上，所述信号线用于检测所述三相绕组的反电动势；
调整单元，连接至所述信号线的另一端，用于根据所述反电动势和所述供电电源的电压确定所述转子相对所述定子的相对位置，以根据所述相对位置调整流入所述定子的电流的相位。
2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，流入所述定子的电流为正弦波电流或方波电流。
3.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述调整单元具体用于：
根据所述反电动势和所述供电电源的电压确定所述中性点的合成正弦波电压以及所述合成正弦波电压的相位；
根据所述合成正弦波电压以及所述合成正弦波电压的相位，将所述合成正弦波电压分解成三个分解正弦波电压，其中，所述合成正弦波电压等于所述三个分解正弦波电压的累加；
根据所述三个分解正弦波电压确定所述转子相对所述定子的所述相对位置。
4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，所述三个分解正弦波电压中的每两个分解正弦波电压的相位之间相差120°。
5.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，使用以下公式确定所述中性点上的所述合成正弦波电压以及所述合成正弦波电压的相位：
其中，sinθ表示所述合成正弦波电压，θ表示所述合成正弦波电压的相位，y表示所述反电动势，VDD表示所述供电电源的电压。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电机，其特征在于，所述电机包括直流无刷电机。
7.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，还包括：
转轴，所述转轴设置在所述定子的中心线位置，所述转轴用于将所述转子可旋转地安装在所述定子内。
8.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，还包括：
壳体，所述转子和所述定子设置在所述壳体内。
9.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，还包括：
安装座，所述定子设置在所述安装座上，所述安装座用于固定所述定子。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的电机，其特征在于，所述定子还包括：
定子铁芯，用于将所述三相绕组缠绕在所述定子铁芯上。
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