CN114123597A - 端盖装置、控制方法、无刷直流电机和空调 - Google Patents

端盖装置、控制方法、无刷直流电机和空调 Download PDF

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Abstract

提供了一种端盖装置，包括：传动部件、动作部件、电机端盖和导通部件，其中：所述动作部件固定在所述电机端盖上，通过外部控制信号来对所述传动机构及所述导通部件进行驱动控制；所述传动部件安装在所述动作部件的旋转部上，用于为导通部件传递动力并且将导通部件与电机端盖上的轴承室导通；所述导通部件在电机端盖的轴承室与电机之间形成电流通路。本发明的方案过在电机端盖上增加一套可控导通部件来搭建一条轴承内外滚道之间的通路，将轴承内外滚道短接，防止电机轴承的内外滚道之间产生压差，从根本上解决因轴电压过高导致电机轴承滚道对轴承钢珠放电而产生电腐蚀损坏的问题。

Description

端盖装置、控制方法、无刷直流电机和空调
技术领域
本发明涉及智能控制领域，更具体地涉及端盖装置、控制方法、无刷直流电机和空调。
背景技术
现有空调器中使用的无刷直流电机，在运转过程中由于轴电压的存在，轴承内外滚道与滚珠之间的油膜会被瞬时击穿产生电腐蚀，在滚道上形成凹坑；长期存在此问题的话就会导致凹坑形成麻点、逐步现成搓衣板状的滚道槽，在电机外部表现上是会出现不连续的噪音(轴承音)，甚至导致轴承内部油脂变性干枯，严重影响电机寿命。现行的技术中仅是通过将电机的前后端盖及定子导通来尝试降低轴电压防止电腐蚀的发生，但是因并未从根本上解决轴承上的内外压差，故实际效果不佳，轴承电腐蚀问题仍然频发。因此，现有技术需要一种方案能够防止轴承电腐蚀。
上述在背景部分公开的信息仅用于对本发明的背景做进一步的理解，因此它可以包含对于本领域普通技术人员已知的不构成现有技术的信息。
发明内容
本发明提供了端盖装置、控制方法、无刷直流电机和空调，能够解决解决无刷直流电机轴承受电腐蚀影响产生噪音及油脂变性、轴承损坏的问题。
本发明的第一方面提供了一种端盖装置，包括：传动机构、动作部件、电机端盖和导通部件，其中：所述动作部件固定在所述电机端盖上，通过外部控制信号来对所述传动部件及所述导通部件进行驱动控制；所述传动部件安装在所述动作部件的旋转部上，用于为导通部件传递动力并且将导通部件与电机端盖上的轴承室导通；所述导通部件在电机端盖的轴承室与电机之间形成电流通路。
根据本发明的一个实施例，其中，其中所述动作部件为微型马达。
根据本发明的一个实施例，其中，其中所述导通部件包括两个对称分布的弧形导通片，所述弧形导通片所述电机端盖导通连接，并受动作部件控制转动。
根据本发明的一个实施例，其中所述动作部件收到控制信号后，通过所述旋转部带动传动部件，使得固定在传动部件上的导通部件沿电机轴方向旋转，从而在电机端盖的轴承室与电机之间形成电流通路。
本发明的第二方面提供了一种端盖装置的控制方法，所述预防电机轴承电腐蚀的端盖装置为根据权利要求1-4任一项所述的装置，其中所述方法包括：当端盖装置上电时，采集电机定子引脚与接地的电压信号值，当电压信号值大于等于预设的阈值或大于等于预设的击穿阈值时，将所述动作部件导通，并按预设的旋转角度驱动所述传动部件及导通部件使得导通部件与电机的转轴接触；当所述电压信号值小于预设的阈值或小于预设的击穿阈值时，控制所述动作部件驱动传动部件及导通部件，使得导通部件回到初始位置，其中，在所述初始位置处，电机转轴与所述导通部件处于断开状态。
根据本发明的一个实施例，其中，通过控制器发送控制信号来控制所述动作部件，使得所述传动部件驱动传动部件及导通部件运行。
本发明的第三方面一种无刷直流电机，包括上述的端盖装置，或采用上述的端盖装置控制方法。
本发明的第四方面提供了一种空调，其包括本发明的无刷直流电机。
本发明通过在电机端盖上增加一套可控导通机构来搭建一条轴承内外滚道之间的通路，将轴承内外滚道短接，防止电机轴承的内外滚道之间产生压差，从根本上解决因轴电压过高导致电机轴承滚道对轴承钢珠放电而产生电腐蚀损坏的问题，从而保护电机轴承不受电腐蚀的影响，提升电机的使用寿命、避免电机产生电腐蚀轴承噪音、降低客户投诉的可能性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图进行简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明现有技术的一个示例性的端盖装置的结构剖面图。
图2是根据本发明的一个示例性的实施例的本发明的端盖控制方法的流程图。
图3是根据本发明的一个示例性的实施例的端盖装置的能量传递图。
具体实施例
如在本文中所使用的，词语“第一”、“第二”等可以用于描述本发明的示例性实施例中的元件。这些词语只用于区分一个元件与另一元件，并且对应元件的固有特征或顺序等不受该词语的限制。除非另有定义，本文中使用的所有术语(包括技术或科学术语)具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的含意相同的含意。如在常用词典中定义的那些术语被解释为具有与相关技术领域中的上下文含意相同的含意，而不被解释为具有理想或过于正式的含意，除非在本发明中被明确定义为具有这样的含意。
本领域的技术人员将理解的是，本文中描述的且在附图中说明的本发明的装置和方法是非限制性的示例性实施例，并且本发明的范围仅由权利要求书限定。结合一个示例性实施例所说明或描述的特征可与其他实施例的特征组合。这种修改和变化包括在本发明的范围内。
下文中，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。在附图中，省略相关已知功能或配置的详细描述，以避免不必要地遮蔽本发明的技术要点。另外，通篇描述中，相同的附图标记始终指代相同的电路、模块或单元，并且为了简洁，省略对相同电路、模块或单元的重复描述。
此外，应当理解一个或多个以下方法或其方面可以通过至少一个控制单元或控制器执行。术语“控制单元”，“控制器”,“控制模块”或者“主控模块”可以指代包括存储器和处理器的硬件设备，术语“空调”可以指代类似于空调的设备。存储器或者计算机可读存储介质配置成存储程序指令，而处理器具体配置成执行程序指令以执行将在以下进一步描述的一个或更多进程。而且，应当理解，正如本领域普通技术人员将意识到的，以下方法可以通过包括处理器并结合一个或多个其他部件来执行。
本发明方案提供无刷直流电机内部的轴承保护电路及其端盖结构，包括两个对称分布的与定子端盖导通连接并可受动作机构控制转动的弧形导通片、连接导通片及动作机构的传动机构、固定在电机端盖上可受控制器控制可驱动传统机构及弧形导通片的动作机构、可采集电机定子相对主板GND间感生电压并且通过判断此参数来控制驱动动作机构的控制控制器模块。
图1是根据本发明现有技术的一个示例性的端盖装置的结构剖面图。
如图1所示，该端盖装置包括：传动机构、动作部件、电机端盖和导通部件，动作部件为一个可受主控芯片控制旋转动作的微型马达；传动部件为安装在动作部件的旋转部分上用于给导通部件传递动力以及将导通部件与电机端盖上的轴承室导通的部件；导通部件为芒果弧形金属片，作用是在电机端盖的轴承室与电机轴之间形成电流通路。
如图1所示，各部件配合关系：动作部件收到主控芯片提供的动作信号后，会转动自身的旋转部分并带动传动部件，而固定在传动部件上的导通部件则会向着电机轴方向旋转，动作后导通部件上的弧形金属片会与电机轴接触，此时电机轴通过金属片与电机端盖的轴承室导通，形成电流通路释放掉轴承室与电机轴之间的压差。
图2是根据本发明的一个示例性的实施例的本发明的端盖控制方法的流程图。
如图2所示，当端盖装置上电时，采集电机定子引脚与接地的电压信号值，当电压信号值大于等于预设的阈值或大于等于预设的击穿阈值时，将所述动作部件导通，并按预设的旋转角度驱动所述传动部件及导通部件使得导通部件与电机的转轴接触；当所述电压信号值小于预设的阈值或小于预设的击穿阈值时，控制所述动作部件驱动传动部件及导通部件，使得导通部件回到初始位置，其中，在所述初始位置处，电机转轴与所述导通部件处于断开状态。轴承作用是使电机转子可以在电机内部平稳转动；其中轴承外滚道为一较大尺寸圆环与电机端盖的轴承室为一体连接，轴承内滚道为一较小尺寸圆环与电机转子轴一体连接，轴承滚珠位于内外滚道中间起到滚动支撑作用。
具体地，当带有此保护电路及其端盖结构的电机上电运行时，控制器模块会通过采集固定在定子部分上的一个引脚来采集此引脚与GND之间电压信号V1。当此电压信号V1超过软件内部设定值V0或超过软件内部设定的击穿阈值Vmax时，控制器芯片控制固定在端盖上的动作机构导通并按预设的旋转角度驱动传动部件及弧形导通片逆时针转动到如图1中的动作后位置，此时电机转轴与弧形导通片接触导通，转子轴又与电机轴承内滚道接触导通，而定子端盖的轴承室是与轴承外滚道直接相连的，则此时就在轴承内外滚道直接形成了一个回路短接掉了原本产生轴承电腐蚀的回路，避免了轴承电腐蚀的发生；当持续采集的电压信号V1下降至小于软件内部设定值V0且低于软件内部设定的击穿阈值Vmax时，控制器芯片主MCU则会控制动作机构驱动传动机构及弧形导通片顺时针动作回到图1中的初始位置，断开电机转轴与弧形导通片的连接。
图3是根据本发明的一个示例性的实施例的端盖装置的能量传递图。
如图3所示，在一个直流电机内部在通电后内部产生的可能激发轴承电腐蚀的微电流路径，图3中的公式表示的是：微电流ib大小，正比于各部分之间寄生电容的容值cb、正比于各部件之间寄生电容上寄生电压的变化率dv/dt。
其中，电能通过PCB板提供给端盖上的导通机构，根据本发明图1和图2的方案，在端盖和转轴之间，导通机构形成新的回路来实现能量传递，在端盖和转轴之间包括轴承外滚道、轴承滚珠和轴承内滚道，这部分的位置为油膜击穿发送的位置，通过导通机构形成的新的回路，可以释放掉轴承室与电机轴之间的压差，防止轴电压过高导致电机轴承滚道对轴承钢珠放电而产生电腐蚀损坏的问题，从而保护电机轴承不受电腐蚀的影响。
本发明还提供了一种无刷直流电机，包括上述的端盖装置，或采用上述的端盖控制方法。
本发明还提供了一种空调，其包括上述的无刷直流电机。
根据本发明的一个或多个实施例，本发明的方法中的控制逻辑可以使用存储在非暂时性计算机和/或机器可读介质(例如硬盘驱动器、闪存、只读存储器、光盘、数字多功能磁盘、高速缓存、随机存取存储器和/或任何其他存储设备或存储磁盘)上的编码的指令(例如，计算机和/或机器可读指令)来实现如本发明以上所述方案的处理，在非暂时性计算机和/或机器可读介质中存储任何时间期间(例如，延长的时间段、永久的、短暂的实例、临时缓存和/或信息高速缓存)的信息。如本文所使用的，术语“非暂时性计算机可读介质”被明确定义为包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储盘，并且排除传播信号并排除传输介质。
根据本发明的一个或多个实施例，本发明的方法或设备的控制电路、(控制逻辑、主控系统或控制模块)可以包含一个或多个处理器，也可以在内部包含有非暂时性计算机可读介质。具体地，在设备或装置中(主控系统或控制模块)可以包括微控制器MCU，其布置在空调中，用于自动实现本发明的操作和实施多种功能。用于实现本发明的方案的处理器可以诸如但不限于一个或多个单核或多核处理器。(一个或多个)处理器可包括通用处理器和专用处理器(例如，图形处理器、应用处理器等)的任何组合。处理器可与其耦接和/或可包括计存储器/存储装置，并且可被配置为执行存储在存储器/存储装置中的指令，以实现在本发明中控制器上运行的各种应用和/或操作系统。
作为本发明示例的上文涉及的附图和本发明的详细描述，用于解释本发明，但不限制权利要求中描述的本发明的含义或范围。因此，本领域技术人员可以很容易地从上面的描述中实现修改。此外，本领域技术人员可以删除一些本文描述的组成元件而不使性能劣化，或者可以添加其它的组成元件以提高性能。此外，本领域技术人员可以根据工艺或设备的环境来改变本文描述的方法的步骤的顺序。因此，本发明的范围不应该由上文描述的实施例来确定，而是由权利要求及其等同形式来确定。
尽管本发明结合目前被认为是可实现的实施例已经进行了描述，但是应当理解本发明并不限于所公开的实施例，而相反的，意在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同配置。

Claims (8)

1.一种端盖装置，包括：传动机构、动作部件、电机端盖和导通部件，其中：
所述动作部件固定在所述电机端盖上，通过外部控制信号来对所述传动部件及所述导通部件进行驱动控制；
所述传动部件安装在所述动作部件的旋转部上，用于为导通部件传递动力并且将导通部件与电机端盖上的轴承室导通；
所述导通部件在电机端盖的轴承室与电机之间形成电流通路。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述动作部件为微型马达。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述导通部件包括两个对称分布的弧形导通片，所述弧形导通片所述电机端盖导通连接，并受动作部件控制转动。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述动作部件收到控制信号后，通过所述旋转部带动传动部件，使得固定在传动部件上的导通部件沿电机轴方向旋转，从而在电机端盖的轴承室与电机之间形成电流通路。
5.一种端盖装置的控制方法，所述预防电机轴承电腐蚀的端盖装置为根据权利要求1-4任一项所述的装置，其中所述方法包括：
当端盖装置上电时，采集电机定子引脚与接地的电压信号值，
当电压信号值大于等于预设的阈值或大于等于预设的击穿阈值时，将所述动作部件导通，并按预设的旋转角度驱动所述传动部件及导通部件使得导通部件与电机的转轴接触；
当所述电压信号值小于预设的阈值或小于预设的击穿阈值时，控制所述动作部件驱动传动部件及导通部件，使得导通部件回到初始位置，其中，在所述初始位置处，电机转轴与所述导通部件处于断开状态。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，通过控制器发送控制信号来控制所述动作部件，使得所述传动部件驱动传动部件及导通部件运行。
7.一种无刷直流电机，包括权利要求1-4任一项所述的装置，或采用权利要求5或6所述的方法。
8.一种空调，包括根据权利要求7所述的无刷直流电机。
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