CN203086313U - 一种无刷直流电动机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无刷直流电动机，包括设有磁极的转子和设有定子绕组的定子，所述定子周向设置有3个在空间按1200电角度或600电角度分布的位置检测传感器，所述位置检测传感器包括微型压力传感器或微型力敏电阻，以及固定连接在微型压力传感器或微型力敏电阻上且可与电动机转子磁极相互作用产生吸引力或排斥力的微型磁体，所述位置检测传感器通过控制装置与定子绕组连接。本实用新型结构简单、反应灵敏、运行稳定，且成本低廉。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种直流电动机，特别是一种无刷直流电动机。
背景技术
现有的直流电动机分为有刷直流电动机和无刷直流电动机。有刷直流电动机使用电刷与换向片来达到换向功能，由于电刷与换向片之间存在机械摩擦，由此带来了噪声、电火化、无线电干扰以及寿命短等弱点。而无刷直流电动机采用位置检测传感器代替传统的机械接触式换向器和电刷，实现无刷控制。目前在无刷直流电动机中常用的位置检测传感器有光电式、反电动势检测、电磁式和磁敏式等几种类型。其中光电式位置传感器由发光二极管和光敏三极管构成的光电元件以及遮光板组合而成，但其存在结构复杂、安装难度大、成本高、体积大、线路复杂，存在维护及运行可靠性等诸多难题；电磁式位置传感器的定子由磁芯、高频激磁绕组和输出绕组组成，这种传感器一般笨重复杂，限制了其在普通条件下的应用。磁敏传感器利用其磁效应进行工作。目前应用最广泛的磁敏式位置检测传感器为霍尔元件，但霍尔元件产生的电动势很低，直接应用很不方便，而且容易受电机绕组电流产生的磁场的影响，转换效率低和受温度影响大。
发明内容
为解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种结构简单、反应灵敏、运行稳定的直流无刷电动机。
本实用新型解决问题采用的技术方案是：
一种无刷直流电动机，包括设有磁极的转子和设有定子绕组的定子，所述定子周向设置有3个在空间按1200电角度或600电角度分布的位置检测传感器，所述位置检测传感器包括微型压力传感器或微型力敏电阻，以及固定连接在微型压力传感器或微型力敏电阻上且可与电动机转子磁极相互作用产生吸引力或排斥力的微型磁体，所述位置检测传感器通过控制装置与定子绕组连接。
进一步，所述位置检测传感器和微型磁体沿定子的径向安装，其中微型磁体位于定子的内侧。
进一步，所述控制装置包括分别与位置检测传感器单独连接的施密特触发器，与定子绕组连接的电子开关装置，所述施密特触发器和电子开关装置分别与逻辑组件连接，所述逻辑组件连接有正反转控制装置。
进一步，所述电子开关装置包括与定子绕组数量相同且分别与定子绕组单独连接的MOS管组，所述MOS管组分别与逻辑组件连接。
进一步，所述逻辑组件连接有调速装置。
本实用新型的有益效果：本实用新型采用由包括微型压力传感器或微型力敏电阻，以及固定连接在微型压力传感器或微型力敏电阻上且可与电动机转子磁极相互作用产生吸引力或排斥力的微型磁体组合而成的位置检测传感器来检测电动机转子磁极的位置，当转子磁极转动到一定角度时会与对应的微型磁体相互之间产生吸引力或是排斥力的作用，通过控制装置将位置检测传感器中微型压力传感器或微型力敏电阻的受力变化转变为控制信号控制定子绕组中电流方向的改变，结构简单而且体积较小；该位置检测传感器由包括微型压力传感器或微型力敏电阻，以及固定连接在微型压力传感器或微型力敏电阻上且可与电动机转子磁极相互作用产生吸引力或排斥力的微型磁体组合而成，成本低廉而且反应灵敏；位置检测传感器径向安装，且微型磁体位于定子的内侧，可让微型磁体更靠近磁极而让两者之间的作用更为灵敏，进而提高整体的灵敏度；控制装置由施密特触发器、电子开关装置、逻辑组件、正反转控制装置以及调速装置构成，通过各级电路将位置检测传感器的信号放大整形至可控制定子绕组的电流通路并根据一定的逻辑要求改变定子绕组电流的方向。其中逻辑组件可对输入信号进行逻辑运算，而正反转控制装置可实现对电动机的正转和反转控制，调速装置可在一定范围内根据实际需要调节电动机的转速，功能齐全而且简单实用。
本实用新型提供了一种新型的无刷直流电动机，其主要的位置检测传感器不同于现有的光电式、反电动势检测、电磁式和磁敏式的位置检测传感器，不仅灵敏度高，且结构更为简单，成本更为低廉。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的结构框图。
具体实施方式
参照图1和图2，一种无刷直流电动机，包括设有磁极的转子1和设有定子绕组3的定子2，所述定子2周向设置有3个在空间按1200电角度或600电角度分布的位置检测传感器4，所述位置检测传感器4包括微型压力传感器或微型力敏电阻，以及固定连接在微型压力传感器或微型力敏电阻上且可与电动机转子磁极相互作用产生吸引力或排斥力的微型磁体5，微型压力传感器或微型力敏电阻用于检测力的变化，将力的变化转变为高电平或低电平的电信号。所述位置检测传感器4通过控制装置与定子绕组3连接。所述位置检测传感器4和微型磁体5沿定子2的径向安装，其中微型磁体5位于定子2的内侧，让微型磁体5更为靠近转子1的磁极，确保微型磁体5与磁极能够充分感应，提高灵敏度。所述控制装置包括分别与位置检测传感器4单独连接的施密特触发器，与定子绕组3连接的电子开关装置6，所述施密特触发器和电子开关装置6分别与逻辑组件连接，所述逻辑组件连接有正反转控制装置和调速装置。所述电子开关装置6包括与定子绕组3数量相同且分别与定子绕组3单独连接的MOS管组61，所述MOS管组61分别与逻辑组件连接。控制电路中采用施密特触发器，以防止电动机可能因振动导致微型磁体5对微型压力传感器或微型力敏电阻产生的压力或拉力而造成的误触发，保证电动机工作的稳定。
作为优选，本实施例采用微型力敏电阻，微型力敏电阻可以选用正压力系数的微型力敏电阻，也可以选用负压力系数的微型力敏电阻。微型磁体5可以是N极朝向转子1，也可以是S极朝向转子1。
作为优选，位置检测传感器4按1200电角度分布在定子2上，微型磁体5 为N极朝向转子1，定子2的三相绕组接成Y形，每组MOS管组61包括两只MOS功率管，这六只MOS功率管具有相同的类型和相同的参数，MOS功率管通过其栅极、漏极、源极分别与逻辑组件、直流电源、定子绕组相连接。无刷直流电动机工作过程是：起动时正反转控制机构向逻辑组件输入正反转控制信号，以控制转子1正转或反转。转子1在旋转过程中，不论正转还是反转，在转子1旋转过程中，与转子1磁极N极或S极相对的位置检测传感器4的微型压力传感器或微型力敏电阻受到微型磁体5的压力或拉力作用时，就会给施密特触发器输送或高电平或低电平的相异信号。在电动机的每一个电周期内，各个位置检测传感器4产生的信号经过施密特触发器的放大整形，有规律地变化产生出与电动机逻辑分配状态相对应的开关状态数码信号，然后输入到逻辑组件中，经过逻辑运算后的控制信号控制三组MOS管组61，于是六只MOS功率管按照一定的逻辑关系导通或截止，使得每次只有两相定子绕组3按照逻辑要求同时导通。通电的定子绕组3的有效边受到转子1磁极的电磁力作用。由于定子绕组3在定子2中固定不动，转子1便在定子绕组3有效边的反作用力产生的转矩的驱动下运转。另外调速装置可通过逻辑组件控制转子1的转速。参照图3，该实施例中的施密特触发器与位置检测传感器4连接。而微型磁体5采用S极朝向转子1时，其工作过程与N极朝向转子1时的工作过程一样。
当所述的微型力敏电阻选用负压力系数的微型力敏电阻时，其受到压力作用时电阻值减小，当其受到拉力作用时电阻值增大，其阻值变化与正压力系数微型力敏电阻相反。在转子1转动情况相同时，负压力系数微型力敏电阻产生的开关状态也与正压力系数微型力敏电阻相反，通过改变逻辑组件的译码，同样可实现电动机正常的正转或反转。
以上所述只是本实用新型较佳的实施方式，其并不构成对本实用新型保护范围的限制，只要是以基本相同的手段实现本实用新型的目的都应属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种无刷直流电动机，包括设有磁极的转子（1）和设有定子绕组（3）的定子（2），其特征在于：所述定子（2）周向设置有3个在空间按1200电角度或600电角度分布的位置检测传感器（4），所述位置检测传感器（4）包括微型压力传感器或微型力敏电阻，以及固定连接在微型压力传感器或微型力敏电阻上且可与电动机转子磁极相互作用产生吸引力或排斥力的微型磁体（5），所述位置检测传感器（4）通过控制装置与定子绕组（3）连接。
2.根据权利要求1所述的一种无刷直流电动机，其特征在于所述位置检测传感器（4）和微型磁体（5）沿定子（2）的径向安装，其中微型磁体（5）位于定子（2）的内侧。
3.根据权利要求1所述的一种无刷直流电动机，其特征在于所述控制装置包括分别与位置检测传感器（4）单独连接的施密特触发器，与定子绕组（3）连接的电子开关装置（6），所述施密特触发器和电子开关装置（6）分别与逻辑组件连接，所述逻辑组件连接有正反转控制装置。
4.根据权利要求3所述的一种无刷直流电动机，其特征在于所述电子开关装置（6）包括与定子绕组（3）数量相同且分别与定子绕组（3）单独连接的MOS管组（61），所述MOS管组（61）分别与逻辑组件连接。
5.根据权利要求3所述的一种无刷直流电动机，其特征在于所述逻辑组件连接有调速装置。
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|---|---|---|---|---|
| CN103440752A (zh) * | 2013-08-15 | 2013-12-11 | 深圳Tcl新技术有限公司 | 电磁遥控器及电磁遥控器的控制方法 |
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| US9761127B2 (en) | 2013-08-15 | 2017-09-12 | Shenzhen Tcl New Technology Co., Ltd. | Electromagnetic remote control and control method thereof |
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