CN109565257A

CN109565257A - 无刷dc电动机

Info

Publication number: CN109565257A
Application number: CN201780044364.1A
Authority: CN
Inventors: 田原章行
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-07-27
Filing date: 2017-07-13
Publication date: 2019-04-02
Anticipated expiration: 2037-07-13
Also published as: CN109565257B; JP6937471B2; US20190131913A1; JPWO2018021043A1; WO2018021043A1; US10720874B2

Abstract

本发明的无刷DC电动机(2)包括：卷绕有三相的绕组的定子(5)；因供向定子的电力供给而旋转的磁铁转子(6)；逆变电路(11)，其具有多个开关元件，与定子连接；位置检测部(7)，其检测磁铁转子与绕组的位置关系；速度指示部(13)，其将与磁铁转子的旋转速度对应的电压作为速度指示信号输出；占空比决定部(12)，其基于来自速度指示部的速度指示信号决定施加于定子的施加电压的占空比；驱动控制部(14)，其基于位置检测部检测到的位置关系和占空比决定部决定的占空比，向逆变电路具有的多个开关元件分配输出占空比信号；和温度敏感电阻元件(15)，其通过与温度上升相应地使电阻增大而使从速度指示部施加于占空比决定部的作为速度指示信号的电压降低。

Description

无刷DC电动机

技术领域

本发明涉及无刷DC电动机。

背景技术

近年来，无刷DC电动机因为高效、省电且耐久性优异，所以例如在换气扇和抽油烟机、空气净化机等的换气送风装置的装载增加。这样的无刷DC电动机在发生锁死和过载等的异常状态时，绕组的温度异常上升，在绕组发生绝缘击穿和绝缘不良，最差的情况下，存在起火的可能性。因此，无刷DC电动机具备在发生异常的情况下，检测异常，抑制绕组等的温度上升的功能。

现有技术中，作为这种无刷DC电动机的一个例子，已知有图9、图10所示的结构。

以下，参照图9、图10对其结构进行说明。

图9是表示现有的无刷DC电动机的功能的框图。如图9所示，无刷DC电动机101的绕组U、V、W与分别供给绕组U、V、W的驱动信号Vu、Vv、Vw的多个开关元件102连接。在多个开关元件102设置有晶体管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6，在各晶体管Q1～Q6并联连接有二极管。从晶体管Q1与晶体管Q4、晶体管Q2与晶体管Q5、晶体管Q3与晶体管Q6的各连接点分别输出绕组U、V、W的驱动信号Vu、Vv、Vw。

晶体管Q1～Q3的集电极与直流电源103的正极连接，晶体管Q4～Q6的发射极与直流电源103的负极连接。

位置检测单元104与开关元件导通/断开信号产生单元105连接。开关元件导通/断开信号产生单元105与输出将多个开关元件102的各晶体管Q1～Q6导通/断开的控制信号的驱动单元106连接。从开关元件导通/断开信号产生单元105输出的信号输入驱动单元106。

此外，在开关元件导通/断开信号产生单元105连接有速度指示单元107和过电流检测单元108。

速度指示单元107利用比较器对决定无刷DC电动机101的转速的转速指令信号109与来自三角波产生电路的三角波进行比较。而且，速度指示单元107将与规定的旋转速度相应的晶体管Q1～Q6的导通期间的占空比输出至开关元件导通/断开信号产生单元105而驱动无刷DC电动机101。经多个开关元件102向电流检测电阻110流动与在无刷DC电动机101的绕组U、V、W流动的电流相同大小的电动机电流。

图10是表示过电流检测单元108的框图。

过电流检测单元108利用比较器112对通过使得在绕组U、V、W流动的电动机电流流过电流检测电阻110而产生的电压与基准电压111进行比较。在电流检测电阻110产生的电压大于作为基准电压111的Vref的情况下，比较器112向开关元件导通/断开信号产生单元105输出将晶体管Q1～Q6断开的信号。开关元件导通/断开信号产生单元105接收从比较器112输入的信号，通过驱动单元106将晶体管Q1～Q6断开。

此外，由于温度的增加而电阻值增大的温度敏感电阻元件113、驱动电路的共通电源114、作为常温时相比温度敏感电阻元件足够大的电阻值R1的分压电阻115连接于电流检测电阻110与比较器112之间。而且，在令共通电源114的电压为E、令达到某个温度时的温度敏感电阻元件113的电阻值为Rt时，输入比较器112的电压V0成为在由电流限制电阻110产生的电压加上电压V0＝E*Rt/(Rt+R1)的值。总之，开关元件导通/断开产生单元105通过使将晶体管Q1～Q6断开的信号增加，使在无刷DC电动机101流动的电流减少，抑制绕组U、V、W的温度上升。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开平10－201280号公报

发明内容

在这样的现有的结构中，通过在使用温度敏感电阻元件之上使用半导体等的部件判定温度，抑制电动机的温度上升。因此，存在电路部件增加所引起的可靠性的下降和不能实现低成本化、小型化的问题。

因此，本发明是为了解决上述现有问题而完成的发明，其目的在于提供即使没有特别的温度判定方式也能够提高可靠性，实现低成本、小型化的无刷DC电动机。

于是，为了达到该目的，本发明的无刷DC电动机包括：卷绕有三相的绕组的定子；因电力供给到定子而旋转的磁铁转子；具有多个开关元件且与定子连接的逆变电路；位置检测部，其检测磁铁转子与绕组的位置关系；速度指示部，其将与磁铁转子的旋转速度对应的电压作为速度指示信号输出；占空比决定部，其基于来自速度指示部的速度指示信号，决定施加于定子的施加电压的占空比；驱动控制部，其基于位置检测部检测到的位置关系和占空比决定部决定的占空比，向逆变电路具有的多个开关元件分配输出占空比信号；和温度敏感电阻元件，其通过与温度上升相应地使电阻增大来使从速度指示部施加于占空比决定部的作为速度指示信号的电压降低。

根据本发明，能够获得实现即使没有特别的温度判定方式也能够提高可靠性，实现低成本、小型化的无刷DC电动机的效果。

附图说明

图1A是装载有本发明的无刷DC电动机的换气送风装置的侧视图。

图1B是装载有本实施方式的无刷DC电动机的换气送风装置的底视图。

图1C是装载有本实施方式的无刷DC电动机的换气送风装置的主视图。

图2是表示本发明的无刷DC电动机的功能的框图。

图3是本发明的无刷DC电动机的截面图。

图4是安装在本发明的印刷电路板的温度敏感电阻元件的配置图。

图5是表示本发明的占空比决定部的速度指示信号与占空比的关系的图。

图6是表示本发明的温度敏感电阻元件的特性的图。

图7是本发明的无刷DC电动机的驱动时序图。

图8是表示本发明的绕组的温度与速度指示信号的关系的图。

图9是表示现有的无刷DC电动机的功能的框图。

图10是现有的过电流检测单元的概略电路图。

具体实施方式

本发明的无刷DC电动机包括：卷绕有三相的绕组的定子；因电力供给到定子而旋转的磁铁转子；具有多个开关元件且与定子连接的逆变电路；位置检测部，其检测磁铁转子与绕组的位置关系；速度指示部，其将与磁铁转子的旋转速度对应的电压作为速度指示信号输出；占空比决定部，其基于来自速度指示部的速度指示信号，决定施加于定子的施加电压的占空比；驱动控制部，其基于位置检测部检测到的位置关系和占空比决定部决定的占空比，向逆变电路具有的多个开关元件分配输出占空比信号；和温度敏感电阻元件，其通过与温度上升相应地使电阻增大来使从速度指示部施加于占空比决定部的作为速度指示信号的电压降低。

由此，在发生异常的情况下，通过使得多个温度敏感电阻元件检测绕组的温度上升而使电阻值增大，降低作为速度指示信号的电压，抑制施向定子绕组的施加电压的占空比。因此，即使没有半导体部件等的特别的温度判定方式也能够抑制定子绕组的温度上升。因而，能够获得实现可靠性高、能够实现低成本、小型化的无刷DC电动机的效果。

此外，无刷DC电动机的特征在于：温度敏感电阻元件与三相的绕组中不同的两相对应地分别设置，温度敏感电阻元件彼此串联连接于连接速度指示部与占空比决定部的连接线上。

由此，多个温度敏感电阻元件与三相中不同的两相对应地分别设置。因此，在发生异常的情况下，至少与一相对应的温度敏感电阻元件检测绕组的温度上升使电阻值增大，抑制施向定子绕组的施加电压的占空比。由此，能够抑制定子绕组的温度上升，所以能够进一步提高可靠性。

此外，无刷DC电动机的特征在于：温度敏感电阻元件发挥作用使得以相对于异常时的绕组的温度上升、使占空比决定部决定的占空比减少，通过至少1个温度敏感电阻元件的电阻与异常时的温度上升相应地增大，降低占空比决定部决定的占空比以使异常时的绕组的温度上升的范围为规定的允许范围温度以下。另外，此处所谓的异常时是指例如无刷DC电动机的锁死时或过载时。

由此，能够将根据相对于锁死等的旋转异常时的绕组的温度上升、温度敏感电阻元件1个电阻的增大引起的作为速度指示信号的电压的下降而决定的占空比设定为恰当的值，将绕组的温度上升设定为规定的允许范围温度以下。因此，能够获得进一步提高了可靠性的无刷DC电动机。

此外，无刷DC电动机的特征在于：温度敏感电阻元件设置在与定子相对地设置的印刷电路板上的与定子相对的面上。

由此，各温度敏感电阻元件与各自不同的定子绕组相对，能够更正确地检测绕组的温度，所以能够进一步提高可靠性。

此外，本发明的无刷DC电动机包括与绕组和温度敏感电阻元件接触的树脂。

由此，定子绕组与各温度敏感电阻元件通过导热系数比空气高的树脂连接，所以能够更正确地检测定子绕组的温度，所以能够进一步提高可靠性。

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，以下的实施方式为将本发明具体化的一个例子，并不限定本发明的技术范围。另外，贯通全部附图，对于相同的部位附加相同的符号，省略以后的说明。进一步，在各图中，省略对与本发明没有直接关系的各部的详细情况的说明。

(实施方式1)

图1A是装载有本实施方式的无刷DC电动机的换气送风装置的侧视图。图1B是装载有本实施方式的无刷DC电动机的换气送风装置的底视图。图1C是装载有本实施方式的无刷DC电动机的换气送风装置的主视图。

如图1A、图1B、图1C所示，换气送风装置包括外壳1、无刷DC电动机2、送风风扇3和外部电路4。换气送风装置为在外壳1安装有无刷DC电动机2、在无刷DC电动机2安装有送风风扇3、在外壳1的顶面安装有外部电路4的结构。将该换气送风装置安装在天花板，通过基于外部电路4进行的控制使离心式的送风风扇3旋转吸入室内空气、向室外排气，由此进行室内的换气。

接着，参照图2对无刷DC电动机的结构进行说明。图2是表示本实施方式的无刷DC电动机的功能的框图。

无刷DC电动机2包括定子5、磁铁转子6、位置检测部7、逆变电路11、速度指示部13、占空比决定部12、驱动控制部14和温度敏感电阻元件15。无刷DC电动机2经整流部9和平滑电容器10与交流电源8连接。

定子5形成为由多个齿部覆盖外周的中空圆筒形。在各齿部，隔着树脂成型的绝缘件卷绕有三相的绕组U、V、W。定子5通过向三相的绕组U、V、W通电而产生磁场。

磁铁转子6使定子5的内周与磁铁转子6的外周相对地设置。磁铁转子6通过接受定子5产生的磁场的影响而旋转驱动。即，通过向卷绕在定子5的绕组U、V、W供给电力而使得磁铁转子6旋转。

位置检测部7例如由霍尔元件、霍尔IC构成。位置检测部7通过检测磁铁转子6的N极/S极的切换来检测磁铁转子6与定子5的位置关系。换言之，位置检测部7检测磁铁转子6与卷绕在定子5的绕组U、V、W的位置关系。此处，位置关系是指相对于定子5的基准位置、例如磁铁转子6的基准位置具有几度的角度等。

交流电源8例如为100V的交流电源。

整流部9由全波整流的二极管桥构成，将交流电源8全波整流而转换为含有电源频率的波纹的直流电压。

平滑电容器10使由整流部9直流化后的电压平滑，将交流电源100V平滑成大约140V的直流电源。整流平滑后的大约140V的直流电源输入到逆变电路11。

逆变电路11具有三相桥的结构，构成三相桥的各开关元件Q1、Q2、Q3分别构成绕组U、V、W的上臂开关元件。此外，同样地，各开关元件Q4、Q5、Q6分别构成绕组U、V、W的下臂开关元件。如图2所示，开关元件Q1与开关元件Q4、开关元件Q2与开关元件Q5、开关元件Q3与开关元件Q6的各连接点与绕组U、V、W相连接。

速度指示部13指示磁铁转子6的旋转速度。速度指示部13例如基于以外部开关等决定的旋转速度，决定磁铁转子6的旋转速度，将与所决定的旋转速度对应的电压作为速度指示信号输出至占空比决定部12。

占空比决定部12包括三角波产生电路(未图示)和比较器(未图示)。占空比决定部12利用比较器将由速度指示部13输入的作为速度指示信号的电压与三角波进行比较而决定占空比。所决定的占空比输出至驱动控制部14。

驱动控制部14根据从位置检测部7输入的位置信号生成逆变电路11的各开关元件Q1～Q6的导通/断开(ON/OFF)的输出图案。此外，从占空比决定部12同时向驱动控制部14输入占空比。驱动控制部14将从位置检测部7输入的输出图案与从占空比决定部12输入的占空比合成而向逆变电路11分配输出占空比信号。

逆变电路11基于从驱动控制部14输入的占空比信号，向定子5的绕组U、V、W施加峰值为大约140V的直流电源的PWM波形电压，使磁铁转子6旋转。

温度敏感电阻元件15设置在连接速度指示部13与占空比决定部12的接线上。在本实施方式中设置有2个温度敏感电阻元件15。温度敏感电阻元件15与三相的绕组U、V、W中不同的两相对应地设置，具体而言，例如与定子5的绕组U和绕组V对应地设置。此外，串联连接2个温度敏感电阻元件15。温度敏感电阻元件15是电阻与温度上升相应地增大的元件。在本实施方式中，温度敏感电阻元件15在绕组U、V的附近与绕组U、V对应地设置，由此对绕组U、V的温度上升进行反应(检测)，使自己的电阻增大。总之，当绕组U、V的温度上升时，温度敏感电阻元件15的温度也上升，温度敏感电阻元件15的电阻值增大。由于温度敏感电阻元件15的电阻值增大，作为速度指示信号施加于占空比决定部12的电压值下降，详细情况后述。另外，此处所谓的使温度敏感电阻元件15与绕组U对应地设置是指，将温度敏感电阻元件15主要设置在温度敏感电阻元件15的温度响应绕组U的温度上升而上升的位置。此外，在本实施方式中使用2个温度敏感电阻元件15，不过也可以使用3个以上温度敏感电阻元件15。例如，能够通过使用3个温度敏感电阻元件15来检测所有绕组U、V、W的温度。此外，例如，通过在绕组U的不同处设置多个温度敏感电阻元件15，还能够检测局部的温度上升。

图3是本实施方式的无刷DC电动机2的截面图。如图3所示，在定子5卷绕有绕组16。磁铁转子6包括永磁铁17和滚珠轴承18。此外，与占空比决定部12和驱动控制部14构成的单片IC19、作为与外部电路4的接口的连接器20、逆变电路11、位置检测部7、温度敏感电阻元件15安装在印刷电路板21而电连接。定子5与印刷电路板21在树脂22一体成型，形成无刷DC电动机2的轮廓的一部分。进一步，磁铁转子6由与轮廓形成为一体的定子5和托架23保持。进一步，温度敏感电阻元件15设置在定子的绕组16的附近，在温度敏感电阻元件15与绕组16之间填充有树脂22。由此，温度敏感电阻元件15与绕组16之间的导热系数比没有任何填充时高。

图4是本实施方式的定子5和安装在印刷电路板21的温度敏感电阻元件15的配置图。如图4所示，印刷电路板21固定于构成定子5的绝缘件24。此外，各绕组16、即绕组U、V、W以端子Tu、Tv、Tw与印刷电路板21电连接。

在本实施方式中，温度敏感电阻元件15a与绕组U对应，温度敏感电阻元件15b与绕组V对应，设置在印刷电路板21的背面侧、即与绕组U、V相对的面。

图5是本实施方式的占空比决定部12的速度指示信号与占空比的关系图。图5(a)表示在三角波产生电路产生的三角波和从速度指示部13输入的速度指示信号。此外，图5(b)表示利用比较器对图5(a)进行比较而决定的占空比。

构成占空比决定部12的三角波产生电路包括由电阻和电容器构成的充放电电路，以按预先确定的载波频率起振的方式设定。载波频率一般多设定为例如是听觉范围以上的16kHz以上。如图5(a)所示，在三角波产生电路产生的三角波和从速度指示部13输入占空比决定部12的速度指示信号输入比较器。比较器通过对三角波与速度指示信号进行比较而反转，生成图5(b)所示的占空比(占空比输出脉冲)。如图5所示，比较器在三角波的值大于速度指示信号的值的情况下生成占空比L，在三角波的值小于速度指示信号的值的情况下生成占空比H。所生成的占空比输出至驱动控制部14。

驱动控制部14将从占空比决定部12输入的占空比与从位置检测部7输入的输出图案合成而向逆变电路分配输出占空比信号。驱动控制部14经逆变电路11向绕组U、V、W施加与占空比相应的峰值为大约140V的PWM波形电压。由此绕组U、V、W得到旋转磁场，使磁铁转子6旋转。

此处，在作为速度指示信号的电压≤三角波min的情况下，导通占空比成为零。相反在作为速度指示信号的电压≥三角波max的情况下，导通占空比成为最大。即，在导通占空比为零的情况下，成为不向定子5的绕组施加电压，磁铁转子6停止。即，无刷DC电动机2停止。另外，占空比输出例如为图5所示那样的2值的‘H’和‘L’的电压，占空比H为PWM波形电压的导通时间，占空比L为断开时间。此外，三角波max、三角波min是速度指示信号的最大值和最小值的阈值。

图6表示本实施方式的温度敏感电阻元件15的特性的图。在本实施方式中，使用温度敏感电阻元件15的PTC(Positive Temperature Coefficient Thermistor，正特性热敏电阻)。在图6中，纵轴表示以25℃为基准时的温度敏感电阻元件15的电阻值变化比，横轴表示温度敏感电阻元件15的温度。PTC具有电阻值从室温(25℃)至一定温度大致固定，当超过一定温度时电阻值急剧上升的性质。例如，如果为特性C，则令25℃时的电阻值为1kΩ时，每当温度成为80℃时电阻值就急剧增大，在约130℃，电阻值成为约400倍、即约400kΩ。

图7是本实施方式的无刷DC电动机2的驱动时序图。在图7中，作为一个例子表示三相全波120度通电的时序图。此处，设作为位置检测部7的各霍尔元件的与绕组U、V、W对应的输出为输出Hu、Hv、Hw。输出Hu表示以与绕组U对应的霍尔元件的-(负)输出为基准时的+(正)输出，设相对于振幅的中点+侧为‘H’，-侧为‘L’。此外，图中的状态1至状态6的霍尔元件的输出Hu、Hv、Hw以成为各相隔120度电角的相位差的方式配置。此处，例如，在状态1，霍尔元件输出(Hu，Hv，Hw)＝(H，L，H)。在这种情况下，驱动控制部14以在定子5的绕组U、V、W从绕组V至绕组U地流动电流的方式向逆变电路11分配输出占空比信号。具体而言，驱动控制部14以使各开关元件成为(Q1，Q2，Q3，Q4，Q5，Q6)＝(OFF，ON，OFF，PWM，OFF，OFF)的方式向逆变电路11分配输出占空比信号。此处，‘PWM’为由占空比决定部12生成的占空比的PMW波形电压，是指使施向绕组U、V、W的平均电压增减而使无刷DC电动机2的转速变化。总之，通过控制图7中记载为‘PWM’的开关元件的占空比，使施向绕组U、V、W的平均电压增减来使无刷DC电动机2的转速变化。

图8是本实施方式的绕组U、V、W的温度与速度指示信号的关系图。此处，对在无刷DC电动机2发生旋转异常、锁死等的异常的情况下的动作进行说明。

绕组U、V、W的温度的上限值按绕组U、V、W的被膜的绝缘击穿温度和规格等确定，在本实施方式中，例如为150℃。

关于从速度指示部13输出的作为速度指示信号的电压，由占空比决定部12决定的占空比成为Max的电压是绕组U、V、W的温度成为高温的可能性最高的条件。在本实施方式中，例如令占空比max＝5.8V，令速度指示部13的输出为Vo＝6V。此外，令占空比成为Min的电压为占空比min＝2.0V。

占空比决定部12如使用图5说明的那样，作为速度指示信号向比较器输入电压。此处，由于比较器的输入阻抗高，所以流向比较器的速度指示信号的输入部的电流Iin非常小，为25μA左右。

此外，如图7的说明那样，在三相全波驱动中，三相的绕组U、V、W的内必有两相通电。例如，在无刷DC电动机2的驱动时的某个瞬间从绕组U向W流动电流。

在本实施方式中，对在从绕组U向W流动电流的状态锁死的情况进行说明。绕组U、W的温度如图8的描点值30所示那样上升。此处，未通电的绕组V也受到绕组U、W的温度上升影响，温度如描点曲线31所示那样逐渐上升。

如图4所示，温度敏感电阻元件15与不同的绕组U、V对应，对应绕组U配置温度敏感电阻元件15a，对应绕组V配置温度敏感电阻元件15b。而且，温度敏感电阻元件15a与温度敏感电阻元件15b如上述那样串联连接。

此处，温度敏感电阻元件15a取图6所示的特性C，例如25℃的时的电阻值为1kΩ。根据图6的特性，温度敏感电阻元件15a在130℃时成为25℃时的约400倍的400kΩ。从速度指示部13输出的作为速度指示信号的电压经温度敏感电阻元件15a和15b输入到占空比决定部12。此处，由于在绕组U与温度敏感电阻元件15a之间填充有树脂22，所以存在热阻。因此，在温度敏感电阻元件15a的温度与绕组U的温度间产生温度差。在本实施方式中，该温度差为2℃～3℃。在这种情况下，例如绕组U、W的温度为130℃的情况下，温度敏感电阻元件15a的温度为127℃～128℃。温度敏感电阻元件15a的温度为127℃～128℃的情况下的电阻值如图6所示那样，成为25℃的时的约250倍，即约250kΩ。在以下的说明中，为了简化说明，将温度敏感电阻元件15a的电阻值作为200kΩ进行说明。

此处，令温度敏感电阻元件15a、15b的某个温度的电阻值分别为Rt(a)、Rt(b)。于是，当令输入占空比决定部12的电压为电压Vin时，电压Vin能够以以下的式子表示。

Vin＝Vo-Iin×(Rt(a)+Rt(b)) (式1)

此处，温度敏感电阻元件15a、15b与不同两相的绕组、例如绕组U、V对应地配置。因此，在旋转异常例如向绕组U至绕组W通电的情况下无刷DC电动机2锁死的状态下，电压Vin能够以以下的式子表示。

Vin≤Vo-Iin×Rt(a) (式2)

此处，通过选择具有特性C的温度敏感电阻元件15a，输入占空比决定部12的电压因绕组U的温度上升而如描点曲线32所示那样急剧地减少。总之，由占空比决定部12决定的占空比如描点曲线33所示那样急剧地减少，PWM波形的断开时间增加。而且，绕组U为130℃时，式2如以下那样表示。

Vin≤6V-25μA×200kΩ (式3)

即，占空比决定部12的输入电压为Vin≤1V。此外，电压Vin低于占空比Min的2V，所以由占空比决定部12决定的占空比成为零。因此，未向绕组U、W施加电压，抑制绕组U、W的温度上升。总之，通过恰当地设定温度敏感电阻元件15的特性和由占空比决定部12决定的占空比，即使在发生异常而绕组温度上升的情况下，也能够在超过绕组温度的上限值之前抑制温度上升。

如上所述，温度敏感电阻元件15以相对于绕组16的温度上升使占空比决定部12的决定值(占空比)减少的方式发挥作用。此外，利用温度敏感电阻元件15之一、温度敏感电阻元件15a的上述功能使旋转异常时的绕组16的温度上升的范围降低至规定的允许范围温度以下。由此，能够抑制绕组16的温度上升。

另外，此处表示由占空比决定部12决定的占空比成为零的例子。实际上，多数情况下通过无刷DC电动机2自身的热阻和周围温度等，在不超过绕组16的温度的上限值的范围内，在已输出占空比的状态下抑制温度上升，成为热平衡。

此外，通过将温度敏感电阻元件15分别配置在不同的绕组16，即使在哪一种状态下在旋转异常、即例如锁死时和过载时也能够抑制绕组16的温度上升不超过其上限值。此外，在本实施方式中，绕组U、V、W中，在绕组U、V设置有温度敏感电阻元件15。根据该结构，即使在图7所示的哪一种状态下发生异常而绕组16的温度上升，也能够检测异常，抑制绕组16的温度上升。

另外，在温度敏感电阻元件15与定子5的绕组16之间填充有树脂22，不过也可以设置没有树脂的空气层、仅在一部分涂敷导热系数好的材料例如散热硅酮。此外，驱动的方式采用三相全波120度通电，不过也可以为广角(150度)通电、正弦波通电，其作用效果没有差别。进一步，令施加于逆变电路11的电压为从交流电源8全波整流后的大约140V的直流电压，不过太极图为直流24V或42V的低压电压。

产业上的利用可能性

本发明的无刷DC电动机在没有特别的温度判定方式的情况下也能够抑制定子绕组的温度上升，所以可靠性高，能够实现低成本、小型化。因此，作为换气送风装置，例如换气扇、抽油烟机或空气净化机等的换气送风装置中使用的无刷DC电动机有用。

附图标记说明

1 外壳

2、101 无刷DC电动机

3 送风风扇

4 外部电路

5 定子

6 磁铁转子

7 位置检测部

8 交流电源

9 整流部

10 平滑电容器

11 逆变电路

12 占空比决定部

13 速度指示部

14 驱动控制部

15、15a、15b、113 温度敏感电阻元件

16、U、V、W 绕组

17 永磁铁

18 滚珠轴承

19 单片IC

20 连接器

21 印刷电路板

22 树脂

23 托架

24 绝缘件。

Claims

1.一种无刷DC电动机，其特征在于，包括：

卷绕有三相的绕组的定子；

因电力供给到所述定子而旋转的磁铁转子；

具有多个开关元件且与所述定子连接的逆变电路；

位置检测部，其检测所述磁铁转子与所述绕组的位置关系；

速度指示部，其将与所述磁铁转子的旋转速度对应的电压作为速度指示信号输出；

占空比决定部，其基于来自所述速度指示部的所述速度指示信号，决定施加于所述定子的施加电压的占空比；

驱动控制部，其基于所述位置检测部检测到的所述位置关系和所述占空比决定部决定的所述占空比，向所述逆变电路具有的多个所述开关元件分配输出占空比信号；和

温度敏感电阻元件，其通过与温度上升相应地使电阻增大来使从所述速度指示部施加于所述占空比决定部的作为所述速度指示信号的所述电压降低。

2.如权利要求1所述的无刷DC电动机，其特征在于：

所述温度敏感电阻元件与所述三相的绕组中不同的两相对应地分别设置，

所述温度敏感电阻元件彼此串联连接于连接所述速度指示部与所述占空比决定部的连接线上。

3.如权利要求1所述的无刷DC电动机，其特征在于：

所述温度敏感电阻元件发挥作用以使得相对于异常时的所述绕组的温度上升、使所述占空比决定部决定的所述占空比减少，

通过至少1个所述温度敏感电阻元件的电阻与所述异常时的温度上升相应地增大，降低所述占空比决定部决定的所述占空比以使所述异常时的所述绕组的所述温度上升的范围为规定的允许范围温度以下。

4.如权利要求1所述的无刷DC电动机，其特征在于：

所述温度敏感电阻元件设置在与所述定子相对地设置的印刷电路板上的与所述定子相对的面上。

5.如权利要求3所述的无刷DC电动机，其特征在于：

所述异常时是所述无刷DC电动机的锁死时或过载时。

6.如权利要求1所述的无刷DC电动机，其特征在于：

包括与所述绕组和所述温度敏感电阻元件接触的树脂。