CN111463983A - 一种新型单线圈无刷马达及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型单线圈无刷马达，包括机壳，机壳的一侧连接有托架，托架上连接有定子组件，机壳的内部转动连接有转子组件,定子组件包括FPC电路板和线圈，其中，FPC电路板连接在托架的一侧，FPC电路板上连接有线圈，FPC电路板上还连接有控制芯片，转子组件包括支架、偏心锤和磁钢，其中，支架的一侧呈环形阵列有四个磁钢；本发明还公开了一种新型单线圈无刷马达的实现方法。本发明只需要一个线圈即可使转子组件进行转动，使生产更加的方便，并且大大的降低了生产成本；本发明托架由不导磁材料与导磁材料组合为一体，当马达停止工作时，会自动吸附在导磁材料嵌入块的中心，保证了马达的线圈在启动时力矩最大。
Description
技术领域
本发明属于马达技术领域，具体涉及一种新型单线圈无刷马达及其实现方法。
背景技术
无刷马达是一种在现代来说很典型的电一体化产品，相对于传统的刷式马达，无刷马达具有低噪音、高能量效率和耐用性等优点。
无刷马达一般是以自控式运行的，所以一般情况下它不需要像变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上面重新把绕组启动，这也就意味着它也不可能会在该负载突变时产生震荡以及失步，这也就是它的出色之处，同时也是被广大人民群众使用的重要原因。
但是现有技术的小型无刷马达的线圈需要两个以上，存在制造不方便以及制造成本高的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型单线圈无刷马达，以解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供的一种新型单线圈无刷马达，具有生产方便以及生产成本低的特点。
本发明另一目的在于提供一种新型单线圈无刷马达的实现方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型单线圈无刷马达，包括机壳，机壳的一侧连接有托架，托架上连接有定子组件，机壳的内部转动连接有转子组件,定子组件包括FPC电路板和线圈，其中，FPC电路板连接在托架的一侧，FPC电路板上连接有线圈，FPC电路板上还连接有控制芯片，控制芯片和线圈分别与FPC电路板电性连接，转子组件包括支架、偏心锤和磁钢，其中，支架的一侧呈环形阵列有四个磁钢，一个磁钢与支架之间设有偏心锤。
在本发明中进一步地，托架上连接有转轴，且转轴与托架通过过盈配合连接。
在本发明中进一步地，托架为不导磁构件，托架上位于转轴的圆周侧呈环形阵列有四个嵌入块，嵌入块嵌入在托架内，嵌入块为导磁构件。
在本发明中进一步地，支架的内部连接有轴承，支架通过轴承与转轴转动连接。
在本发明中进一步地，相邻两个磁钢之间设有间隙。
在本发明中进一步地，转轴上套设有垫片，且垫片位于转子组件与定子组件之间。
在本发明中进一步地，线圈为矩形逆时针方向绕制。
在本发明中进一步地，控制芯片为内置霍尔传感器的单相全波驱动器。
在本发明中进一步地，所述的新型单线圈无刷马达的实现方法，包括以下步骤：
(一)、不导磁构件的托架上嵌入导磁构件的嵌入块，通过冲压成型，托架与机壳组成封闭的容腔，用于容纳内部的转子组件和定子组件；
(二)、转子组件包括磁钢，磁钢为马达提供驱动磁场；
(三)、定子组件包括FPC电路板和线圈，FPC电路板和线圈构成电路，通电时形成电场，电场和磁场相互作用，驱动转子组件转动；
(四)、当转子组件旋转时，偏心锤会产生离心力，从而产生振动。
在本发明中进一步地，所述的新型单线圈无刷马达的实现方法，托架上连接有转轴，且转轴与托架通过过盈配合连接，托架为不导磁构件，托架上位于转轴的圆周侧呈环形阵列有四个嵌入块，嵌入块嵌入在托架内，嵌入块为导磁构件，支架的内部连接有轴承，支架通过轴承与转轴转动连接，相邻两个磁钢之间设有间隙，转轴上套设有垫片，且垫片位于转子组件与定子组件之间，线圈为矩形逆时针方向绕制，控制芯片为内置霍尔传感器的单相全波驱动器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明只需要一个线圈即可使转子组件进行转动，使生产更加的方便，并且大大的降低了生产成本；
2、本发明托架由不导磁材料与导磁材料组合为一体，当马达停止工作时，由于转子组件上的磁钢有磁性，从而会自动吸附在导磁材料嵌入块的中心，保证了马达的线圈在启动时力矩最大；
3、本发明在一个磁钢与支架之间设有偏心锤，当马达旋转时，会产生离心力，从而产动振感；
4、本发明当磁钢旋转90度后，磁极发生变化，由于控制芯片是内置霍尔传感器单相全波驱动器，当磁极发生变化时，电流的流向会自动变化，从而使马达连续旋转；
5、本发明在转子组件与定子组件之间设有垫片，通过垫片调节转子组件与定子组件之间的间隙，以保证转子组件与定子组件之间无摩擦。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2和3均为本发明托架的结构示意图；
图4为本发明定子组件与托架的连接结构示意图；
图5和6均为本发明转子组件的结构示意图；
图7为本发明的电磁驱动示意图。
图中：1、机壳；2、转子组件；21、支架；22、轴承；23、偏心锤；24、磁钢；25、间隙；3、定子组件；31、FPC电路板；32、线圈；4、托架；41、嵌入块；42、转轴；5、控制芯片；6、垫片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-7，本发明提供以下技术方案：一种新型单线圈无刷马达，包括机壳1，机壳1的一侧连接有托架4，托架4上连接有定子组件3，机壳1的内部转动连接有转子组件2,定子组件3包括FPC电路板31和线圈32，其中，FPC电路板31连接在托架4的一侧，FPC电路板31上连接有线圈32，线圈32为矩形逆时针方向绕制，FPC电路板31上还连接有控制芯片5，控制芯片5和线圈32分别与FPC电路板31电性连接，转子组件2包括支架21、偏心锤23和磁钢24，其中，支架21的一侧呈环形阵列有四个磁钢24(四个磁钢24的磁极如图6所示)，一个磁钢24与支架21之间设有偏心锤23。
进一步地，托架4上连接有转轴42，且转轴42与托架4通过过盈配合连接，支架21的内部连接有轴承22，支架21通过轴承22与转轴42转动连接。
通过采用上述技术方案，使定子组件3在磁场与电场的相互作用下可以转动。
进一步地，托架4为不导磁构件，托架4上位于转轴42的圆周侧呈环形阵列有四个嵌入块41，嵌入块41嵌入在托架4内，嵌入块41为导磁构件。
通过采用上述技术方案，由于是不导磁材料与导磁材料组合为一体，当马达停止工作时，由于转子组件2上的磁钢24有磁性，从而会自动吸附在导磁材料嵌入块41的中心(此位置是当有电流输入线圈32时，产生力最大的点)，保证了马达的线圈32在启动时力矩最大。不导磁材料为奥氏体不包锈钢或是铜合金C2800，本实施例优选奥氏体不包锈钢，导磁材料优选坡莫合金。
进一步地，相邻两个磁钢24之间设有间隙25。
通过采用上述技术方案，便于对磁钢24进行充磁。
进一步地，控制芯片5为内置霍尔传感器的单相全波驱动器。
通过采用上述技术方案，当在N极下时，输出如图7所示电流方向(单边箭头为电流方向，双边箭头为安培力F的方向)，根据左手定则，线圈32会产生如图7所示力；由于线圈32是固定的，而磁钢24是可以旋转的，所以，使转子组件2顺时针旋转；当转子组件2旋转90度后，控制芯片5上的磁极变成S极，电流相反输出，从而马达连续不停旋转。
实施例2
本实施例与实施例1不同之处在于：进一步地，转轴42上套设有垫片6，且垫片6位于转子组件2与定子组件3之间。
通过采用上述技术方案，通过垫片6调节转子组件2与定子组件3之间的间隙，以保证转子组件2与定子组件3之间无摩擦。
进一步地，本发明所述的新型单线圈无刷马达的实现方法，包括以下步骤：
(一)、不导磁构件的托架4上嵌入导磁构件的嵌入块41，通过冲压成型，托架4与机壳1组成封闭的容腔，用于容纳内部的转子组件2和定子组件3；
(二)、转子组件2包括磁钢24，磁钢24为马达提供驱动磁场；
(三)、定子组件3包括FPC电路板31和线圈32，FPC电路板31和线圈32构成电路，通电时形成电场，电场和磁场相互作用，驱动转子组件2转动；
(四)、当转子组件2旋转时，偏心锤23会产生离心力，从而产生振动。
综上所述，本发明只需要一个线圈即可使转子组件进行转动，使生产更加的方便，并且大大的降低了生产成本；本发明托架由不导磁材料与导磁材料组合为一体，当马达停止工作时，由于转子组件上的磁钢有磁性，从而会自动吸附在导磁材料嵌入块的中心，保证了马达的线圈在启动时力矩最大；本发明在一个磁钢与支架之间设有偏心锤，当马达旋转时，会产生离心力，从而产动振感；本发明当磁钢旋转90度后，磁极发生变化，由于控制芯片是内置霍尔传感器单相全波驱动器，当磁极发生变化时，电流的流向会自动变化，从而使马达连续旋转；本发明在转子组件与定子组件之间设有垫片，通过垫片调节转子组件与定子组件之间的间隙，以保证转子组件与定子组件之间无摩擦。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种新型单线圈无刷马达，包括机壳(1)，其特征在于：机壳(1)的一侧连接有托架(4)，托架(4)上连接有定子组件(3)，机壳(1)的内部转动连接有转子组件(2),定子组件(3)包括FPC电路板(31)和线圈(32)，其中，FPC电路板(31)连接在托架(4)的一侧，FPC电路板(31)上连接有线圈(32)，FPC电路板(31)上还连接有控制芯片(5)，控制芯片(5)和线圈(32)分别与FPC电路板(31)电性连接，转子组件(2)包括支架(21)、偏心锤(23)和磁钢(24)，其中，支架(21)的一侧呈环形阵列有四个磁钢(24)，一个磁钢(24)与支架(21)之间设有偏心锤(23)。
2.根据权利要求1所述的一种新型单线圈无刷马达，其特征在于：托架(4)上连接有转轴(42)，且转轴(42)与托架(4)通过过盈配合连接。
3.根据权利要求2所述的一种新型单线圈无刷马达，其特征在于：托架(4)为不导磁构件，托架(4)上位于转轴(42)的圆周侧呈环形阵列有四个嵌入块(41)，嵌入块(41)嵌入在托架(4)内，嵌入块(41)为导磁构件。
4.根据权利要求3所述的一种新型单线圈无刷马达，其特征在于：支架(21)的内部连接有轴承(22)，支架(21)通过轴承(22)与转轴(42)转动连接。
5.根据权利要求1所述的一种新型单线圈无刷马达，其特征在于：相邻两个磁钢(24)之间设有间隙(25)。
6.根据权利要求1所述的一种新型单线圈无刷马达，其特征在于：转轴(42)上套设有垫片(6)，且垫片(6)位于转子组件(2)与定子组件(3)之间。
7.根据权利要求1所述的一种新型单线圈无刷马达，其特征在于：线圈(32)为矩形逆时针方向绕制。
8.根据权利要求1所述的一种新型单线圈无刷马达，其特征在于：控制芯片(5)为内置霍尔传感器的单相全波驱动器。
9.根据权利要求1-8任一项所述的新型单线圈无刷马达的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
(一)、不导磁构件的托架(4)上嵌入导磁构件的嵌入块(41)，通过冲压成型，托架(4)与机壳(1)组成封闭的容腔，用于容纳内部的转子组件(2)和定子组件(3)；
(二)、转子组件(2)包括磁钢(24)，磁钢(24)为马达提供驱动磁场；
(三)、定子组件(3)包括FPC电路板(31)和线圈(32)，FPC电路板(31)和线圈(32)构成电路，通电时形成电场，电场和磁场相互作用，驱动转子组件(2)转动；
(四)、当转子组件(2)旋转时，偏心锤(23)会产生离心力，从而产生振动。
10.根据权利要求9所述的新型单线圈无刷马达的实现方法，其特征在于：托架(4)上连接有转轴(42)，且转轴(42)与托架(4)通过过盈配合连接，托架(4)为不导磁构件，托架(4)上位于转轴(42)的圆周侧呈环形阵列有四个嵌入块(41)，嵌入块(41)嵌入在托架(4)内，嵌入块(41)为导磁构件，支架(21)的内部连接有轴承(22)，支架(21)通过轴承(22)与转轴(42)转动连接，相邻两个磁钢(24)之间设有间隙(25)，转轴(42)上套设有垫片(6)，且垫片(6)位于转子组件(2)与定子组件(3)之间，线圈(32)为矩形逆时针方向绕制，控制芯片(5)为内置霍尔传感器的单相全波驱动器。
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