CN210839084U

CN210839084U - 一种汽车电子风扇用的无刷直流电机

Info

Publication number: CN210839084U
Application number: CN201922178138.1U
Authority: CN
Inventors: 李忠山; 周庆胜; 计传锋
Original assignee: Zhejiang Qianjia Auto Parts Co ltd
Current assignee: Zhejiang Qianjia Auto Parts Co ltd
Priority date: 2019-12-06
Filing date: 2019-12-06
Publication date: 2020-06-23
Anticipated expiration: 2029-12-06

Abstract

本实用新型属于直流电机领域，具体涉及了一种汽车电子风扇用的无刷直流电机。为了解决上述存在的电机寿命就较短的问题，本实用新型提出了一种极大程度提高了电机寿命的汽车电子风扇用的无刷直流电机。本实用新型所采用的技术方案是，一种汽车电子风扇用的无刷直流电机，包括电源模块和铁芯，还包括：电子控制模块，与电源模块电连接；定子组件，与电子控制模块电连接；转子组件，与电子组件滑动连接。所述的定子组件包括：底座，为空腔的盒体；散热片，与底座固定连接，位于底座外面；中心轴，与底座的顶面固定连接；绝缘片，安装在铁芯四轴，与铁芯固定连接；绕组，缠绕在铁芯和绝缘片上，与铁芯和绝缘片固定连接，与电子控制模块电连接。

Description

一种汽车电子风扇用的无刷直流电机

技术领域

本实用新型属于直流电机领域，具体涉及了一种汽车电子风扇用的无刷直流电机。

背景技术

汽车发动机散热系统中，有一个重要部件，即发动机散热电子风扇。它由一个有刷直流电机驱动扇叶，给与发动机相连接的水箱散热。当发动机不停地运转的时候，这个电子风扇也将随之不停的运转。由于有刷直流电机在运转时存在碳刷和换向器之间的相互摩擦，会使碳刷和换向器产生磨损，因此极大地影响了电机的使用寿命。

实用新型内容

为了解决上述存在的电机寿命就较短的问题，本实用新型提出了一种极大程度提高了电机寿命的汽车电子风扇用的无刷直流电机。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是，一种汽车电子风扇用的无刷直流电机，包括电源模块和铁芯，还包括：电子控制模块，与电源模块电连接；定子组件，与电子控制模块电连接；转子组件，与定子组件转动连接。

作为优选，所述的定子组件包括：底座，为空腔的盒体；散热片，与底座固定连接，位于底座外面；中心轴，与底座的顶面固定连接；绝缘片，安装在铁芯四周，与铁芯固定连接；绕组，缠绕在铁芯和绝缘片上，与铁芯和绝缘片固定连接，与电子控制模块电连接。

作为优选，屏蔽罩，为无盖的空心圆柱形的盒体；轴承，安装在屏蔽罩的空心处的外壁上，并与屏蔽罩固定连接，并套在中心轴上；所述的轴承的内圈与中心轴固定，所述的轴承的外圈与屏蔽罩固定连接；磁钢，安装在屏蔽罩的柱形的内壁上，与屏蔽罩固定连接。

作为优选，所述的电子控制模块安装在底座内。

作为优选，所述的电子控制模块包括：反电动势换线检测电路，与绕组电连接；逻辑控制电路，与电源模块电连接，与反电动势换线检测电路电连接；大功率驱动电路，与绕组电连接，与逻辑控制电路电连接；高低压保护电路，与逻辑控制电路电连接；过电流保护电路，与逻辑控制电路电连接。

作为优选，所述的反电动势换线检测电路为：电阻R1的第一端与绕组的U相连接，电阻R1的第二端与电阻R4的第一端连接；电阻R2的第一端与绕组的V相连接，电阻R2的第二端与电阻R4的第一端连接；电阻R3的第一端与绕组的W相连接，电阻R3的第二端与电阻R4的第一端连接，电阻R4的第二端接地；电阻R10的第一端与绕组的U相连接，电阻R10的第二端与电阻R9的第一端连接，电阻R9的第二端接地；电容C1的第一端与电阻R10的第二端连接，电容C1的第二端与放大器U1的反向输入端连接；放大器U1的正向输入端与电容C1的第一端连接，放大器U1的反向输入端与电阻R4第一端连接，放大器U1的正极与电容C4的第一端连接，电容C4的第二端接地；电容C4的第一端接电压源；放大器U1的输出端与逻辑控制电路连接，放大器U1的负极接地；电阻R8的第一端与绕组的V相连接，电阻R8的第二端与电阻R7的第一端连接，电阻R7的第二端接地；电容C2的第一端与电阻R8的第二端连接，电容C2的第二端与放大器U2的反向输入端连接；放大器U2的正向输入端与电容C2的第一端连接，放大器U2的输出端与逻辑控制电路连接；放大器U2的反向输入端与电阻R4的第一端连接；电阻R5的第一端与绕组的W相连接，电阻R5的第二端与电阻R6的第一端连接，电阻R6的第二端接地；电容C3的第一端与电阻R5的第二端连接，电容C3的第二端与放大器U3的反向输入端连接；放大器U3的正向输入端与电容C3的第一端连接，放大器U3的输出端与逻辑控制电路连接，放大器U3的反向输入端与电阻R4的第一端连接。

作为优选，所述的大功率驱动电路为：MOS管Q1的栅极与逻辑控制电路连接，MOS管Q1的源极与MOS管Q3的源极连接，MOS管Q1的漏极与电阻R12的第二端连接，电阻R12的第一端与MOS管Q1的栅极连接，电阻R12的第二端与绕组的U相连接；MOS管Q2的源极与电阻R12的第二端连接，MOS管Q2的栅极与逻辑控制电路连接，MOS管Q2的漏极与电阻R11的第二端连接，电阻R11的第一端与MOS管Q2的栅极连接；MOS管Q3的栅极与逻辑控制电路连接，MOS管Q3的源极与MOS管Q6的源极连接，MOS管Q3的漏极与电阻R13的第二端连接，电阻R13的第一端与MOS管Q3的栅极连接，电阻R13的第二端与绕组的V相连接；MOS管Q4的源极与电阻R13的第二端连接，MOS管Q4的栅极与逻辑控制电路连接，MOS管Q4的漏极与电阻R14的第二端连接，电阻R14的第一端与MOS管Q4的栅极连接，电阻R14的第二端与电阻R11的第二端连接；MOS管Q6的栅极与逻辑控制电路连接，MOS管Q6的源极与极性电容C5的正极连接，极性电容C5的负极接地，极性电容C5的正极接电压源，MOS管Q6的漏极与电阻R15的第二端连接，电阻R15的第一端与MOS管Q6的栅极连接，电阻R15的第二端与绕组的W相连接；MOS管Q5的源极与电阻R15的第二端连接，MOS管Q5的栅极与逻辑控制电路连接，MOS管Q5的漏极与电阻R16的第二端连接，电阻R16的第一端与MOS管Q5的栅极连接，电阻R16的第二端与电阻R14的第二端连接，并且电阻R16的第二端接地。

作为优选，所述的大功率驱动电路中的MOS管的散热片通过绝缘胶布与底座固定连接。

本实用新型有益效果：由于无刷直流电机是由电子电路控制换向的，它没有有刷直流电机的碳刷和换向器的磨损，因此可以大大地延长其使用寿命。

附图说明

图1：一种汽车电子风扇用的无刷直流电机结构示意图

图2：电子控制模块结构示意图

图3：反电动势换线检测电路

图4：大功率驱动电路

图中：1、散热板，2、电子控制模块，3、底座，4、磁钢，5、屏蔽罩，6、中心轴，7、轴承，8、铁芯，9、绕组，10、绝缘片，11、电源模块，12、逻辑控制电路，13、大功率驱动电路，14、过电流保护电路，15、高低电压保护电路，16、反电动势换向检测电路。

具体实施方式

实施例

一种汽车电子风扇用的无刷直流电机，包括电源模块11和铁芯8，还包括：电子控制模块2，与电源模块11电连接；定子组件，与电子控制模块2电连接；转子组件，与定子组件转动连接。

作为优选，所述的定子组件包括：底座3，为空腔的盒体；散热板1，与底座3固定连接，位于底座3外面；中心轴6，与底座3的顶面固定连接；绝缘片10，安装在铁芯8四周，与铁芯8固定连接；绕组9，缠绕在铁芯8和绝缘片10上，与铁芯8和绝缘片10固定连接，与电子控制模块2电连接。

所述的转子组件包括：屏蔽罩5，为无盖的空心圆柱形的盒体；轴承7，安装在屏蔽罩5的空心处的外壁上，与屏蔽罩5固定连接，并套在中心轴6上；所述的轴承7的内圈与中心轴6固定，所述的轴承7的外圈与屏蔽罩5固定连接；磁钢4，安装在屏蔽罩5的柱形的内壁上，与屏蔽罩5固定连接。所述的电子控制模块2安装在底座3内。

所述的电子控制模块2包括：反电动势换线检测电路，与绕组9电连接；逻辑控制电路12，与电源模块11电连接，与反电动势换线检测电路电连接；大功率驱动电路13，与绕组9电连接，与逻辑控制电路12电连接；高低压保护电路15，与逻辑控制电路12电连接；过电流保护电路14，与逻辑控制电路12电连接。

如图3所示，所述的反电动势换线检测电路为：电阻R1的第一端与绕组9的U相连接，电阻R1的第二端与电阻R4的第一端连接；电阻R2的第一端与绕组9的V相连接，电阻R2的第二端与电阻R4的第一端连接；电阻R3的第一端与绕组9的W相连接，电阻R3的第二端与电阻R4的第一端连接，电阻R4的第二端接地；电阻R10的第一端与绕组9的U相连接，电阻R10的第二端与电阻R9的第一端连接，电阻R9的第二端接地；电容C1的第一端与电阻R10的第二端连接，电容C1的第二端与放大器U1的反向输入端连接；放大器U1的正向输入端与电容C1的第一端连接，放大器U1的反向输入端与电阻R4第一端连接，放大器U1的正极与电容C4的第一端连接，电容C4的第二端接地；电容C4的第一端接电压源；放大器U1的输出端与逻辑控制电路12连接，放大器U1的负极接地；电阻R8的第一端与绕组9的V相连接，电阻R8的第二端与电阻R7的第一端连接，电阻R7的第二端接地；电容C2的第一端与电阻R8的第二端连接，电容C2的第二端与放大器U2的反向输入端连接；放大器U2的正向输入端与电容C2的第一端连接，放大器U2的输出端与逻辑控制电路12连接；放大器U2的反向输入端与电阻R4的第一端连接；电阻R5的第一端与绕组9的W相连接，电阻R5的第二端与电阻R6的第一端连接，电阻R6的第二端接地；电容C3的第一端与电阻R5的第二端连接，电容C3的第二端与放大器U3的反向输入端连接；放大器U3的正向输入端与电容C3的第一端连接，放大器U3的输出端与逻辑控制电路12连接，放大器U3的反向输入端与电阻R4的第一端连接。

如图4所示，所述的大功率驱动电路13为：MOS管Q1的栅极与逻辑控制电路12连接，MOS管Q1的源极与MOS管Q3的源极连接，MOS管Q1的漏极与电阻R12的第二端连接，电阻R12的第一端与MOS管Q1的栅极连接，电阻R12的第二端与绕组9的U相连接；MOS管Q2的源极与电阻R12的第二端连接，MOS管Q2的栅极与逻辑控制电路12连接，MOS管Q2的漏极与电阻R11的第二端连接，电阻R11的第一端与MOS管Q2的栅极连接；MOS管Q3的栅极与逻辑控制电路12连接，MOS管Q3的源极与MOS管Q6的源极连接，MOS管Q3的漏极与电阻R13的第二端连接，电阻R13的第一端与MOS管Q3的栅极连接，电阻R13的第二端与绕组9的V相连接；MOS管Q4的源极与电阻R13的第二端连接，MOS管Q4的栅极与逻辑控制电路12连接，MOS管Q4的漏极与电阻R14的第二端连接，电阻R14的第一端与MOS管Q4的栅极连接，电阻R14的第二端与电阻R11的第二端连接；MOS管Q6的栅极与逻辑控制电路12连接，MOS管Q6的源极与极性电容C5的正极连接，极性电容C5的负极接地，极性电容C5的正极接电压源，MOS管Q6的漏极与电阻R15的第二端连接，电阻R15的第一端与MOS管Q6的栅极连接，电阻R15的第二端与绕组9的W相连接；MOS管Q5的源极与电阻R15的第二端连接，MOS管Q5的栅极与逻辑控制电路12连接，MOS管Q5的漏极与电阻R16的第二端连接，电阻R16的第一端与MOS管Q5的栅极连接，电阻R16的第二端与电阻R14的第二端连接，并且电阻R16的第二端接地。

所述的大功率驱动电路13中的MOS管的散热片通过绝缘胶布与底座3固定连接。

如图1所示，本实用新型是由定子组件、转子组件和电子控制部分组成。定子组件由集散热片、控制电路板盒于一体的铸造铝合金底座3、以及铸造在底座3的中心轴6、定子铁芯8、和铁芯8两端的绝缘片10、漆包线绕组9等组成。转子组件则由屏蔽罩5、磁钢4及轴承7等组成，轴承7负责定子组件和转子组件的连接，是的定子组件和转子组件可以发生相对转动。电子控制模块2如图2所示是由一块PCB电路板，及各种电阻、电容、集成块、大功率MOS管等电子元件组成的各种电路而成。其中各种电路包括电源模块11、反电动势换向检测电路16、高低压保护电路15、过电流保护电路14、逻辑控制电路12及大功率驱动电路13等。大功率驱动电路13与电机的绕组9相连接，大功率MOS管的各引脚由不同的铜片对应连接，其中在MOS管的散热片下垫上绝缘胶布后，与控制盒的底部紧密贴合，保证MOS管工作时迅速散热。电子控制部分装入控制盒后，在端盖上涂上密封胶，盖到控制盒上，防止空气中的水分进入控制盒内，造成控制电路损坏。

无刷直流电机的工作原理如下：当额定工作电压通过电源引线加到控制电路上后，各部分电路开始工作，首先反电动势换向检测电路16，检测到电机绕组9上过零点的换向信号，反馈给逻辑控制电路12，逻辑控制电路12根据反馈回的信号，输出相应的驱动信号，驱动后面的大功率MOS管按不同的顺序导通，即让电机的绕组9按不同的顺序通电，此时，通电的绕组9便会产生不同极性(N极或S极)的旋转磁场，该磁场与转子磁钢4产生的磁场相互作用，即可让电机旋转。电机在运行过程中，如果出现电压过高或过低的现象，则高低压保护电路15就会立即工作，使电机停止运行。如若电机出现堵转故障，电流会变得很大，此时，过电流保护电路14也会立即工作，使电机停止运行，从而对电机和控制电路进行保护。由于无刷直流电机是由电子电路控制换向的，它没有有刷直流电机的碳刷和换向器的磨损，因此可以大大地延长其使用寿命。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims

1.一种汽车电子风扇用的无刷直流电机，包括电源模块和铁芯，其特征在于，还包括：

电子控制模块，与电源模块电连接；

定子组件，与电子控制模块电连接；

转子组件，与电子组件滑动连接；

所述的定子组件包括：底座，为空腔的盒体；散热片，与底座固定连接，位于底座外面；中心轴，与底座的顶面固定连接；绝缘片，安装在铁芯四轴，与铁芯固定连接；绕组，缠绕在铁芯和绝缘片上，与铁芯和绝缘片固定连接，与电子控制模块电连接。

2.根据权利要求1所述的一种汽车电子风扇用的无刷直流电机，其特征在于，所述的转子组件包括：

屏蔽罩，为无盖的空心圆柱形的盒体；

滚珠轴承，安装在屏蔽罩的空心处的外壁上，并套在中心轴上，与中心轴和屏蔽罩转动连接；

磁钢，安装在屏蔽罩的柱形的内壁上，与屏蔽罩固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种汽车电子风扇用的无刷直流电机，其特征在于，所述的电子控制模块安装在底座内。

4.根据权利要求1所述的一种汽车电子风扇用的无刷直流电机，其特征在于，所述的电子控制模块包括：

反电动势换线检测电路，与绕组电连接；

逻辑控制电路，与电源模块电连接，与反电动势换线检测电路电连接；

大功率驱动电路，与绕组电连接，与逻辑控制电路电连接；

高低压保护电路，与逻辑控制电路电连接；

过电流保护电路，与逻辑控制电路电连接。

5.根据权利要求4所述的一种汽车电子风扇用的无刷直流电机，其特征在于，所述的反电动势换线检测电路为：

电阻R1的第一端与绕组的U相连接，电阻R1的第二端与电阻R4的第一端连接；电阻R2的第一端与绕组的V相连接，电阻R2的第二端与电阻R4的第一端连接；电阻R3的第一端与绕组的W相连接，电阻R3的第二端与电阻R4的第一端连接，电阻R4的第二端接地；电阻R10的第一端与绕组的U相连接，电阻R10的第二端与电阻R9的第一端连接，电阻R9的第二端接地；电容C1的第一端与电阻R10的第二端连接，电容C1的第二端与放大器U1的反向输入端连接；放大器U1的正向输入端与电容C1的第一端连接，放大器U1的反向输入端与电阻R4第一端连接，放大器U1的正极与电容C4的第一端连接，电容C4的第二端接地；电容C4的第一端接电压源；放大器U1的输出端与逻辑控制电路连接，放大器U1的负极接地；电阻R8的第一端与绕组的V相连接，电阻R8的第二端与电阻R7的第一端连接，电阻R7的第二端接地；电容C2的第一端与电阻R8的第二端连接，电容C2的第二端与放大器U2的反向输入端连接；放大器U2的正向输入端与电容C2的第一端连接，放大器U2的输出端与逻辑控制电路连接；放大器U2的反向输入端与电阻R4的第一端连接；电阻R5的第一端与绕组的W相连接，电阻R5的第二端与电阻R6的第一端连接，电阻R6的第二端接地；电容C3的第一端与电阻R5的第二端连接，电容C3的第二端与放大器U3的反向输入端连接；放大器U3的正向输入端与电容C3的第一端连接，放大器U3的输出端与逻辑控制电路连接，放大器U3的反向输入端与电阻R4的第一端连接。

6.根据权利要求4所述的一种汽车电子风扇用的无刷直流电机，其特征在于，所述的大功率驱动电路为：MOS管Q1的栅极与逻辑控制电路连接，MOS管Q1的源极与MOS管Q3的源极连接，MOS管Q1的漏极与电阻R12的第二端连接，电阻R12的第一端与MOS管Q1的栅极连接，电阻R12的第二端与绕组的U相连接；MOS管Q2的源极与电阻R12的第二端连接，MOS管Q2的栅极与逻辑控制电路连接，MOS管Q2的漏极与电阻R11的第二端连接，电阻R11的第一端与MOS管Q2的栅极连接；MOS管Q3的栅极与逻辑控制电路连接，MOS管Q3的源极与MOS管Q6的源极连接，MOS管Q3的漏极与电阻R13的第二端连接，电阻R13的第一端与MOS管Q3的栅极连接，电阻R13的第二端与绕组的V相连接；MOS管Q4的源极与电阻R13的第二端连接，MOS管Q4的栅极与逻辑控制电路连接，MOS管Q4的漏极与电阻R14的第二端连接，电阻R14的第一端与MOS管Q4的栅极连接，电阻R14的第二端与电阻R11的第二端连接；MOS管Q6的栅极与逻辑控制电路连接，MOS管Q6的源极与极性电容C5的正极连接，极性电容C5的负极接地，极性电容C5的正极接电压源，MOS管Q6的漏极与电阻R15的第二端连接，电阻R15的第一端与MOS管Q6的栅极连接，电阻R15的第二端与绕组的W相连接；MOS管Q5的源极与电阻R15的第二端连接，MOS管Q5的栅极与逻辑控制电路连接，MOS管Q5的漏极与电阻R16的第二端连接，电阻R16的第一端与MOS管Q5的栅极连接，电阻R16的第二端与电阻R14的第二端连接，并且电阻R16的第二端接地。

7.根据权利要求6所述的一种汽车电子风扇用的无刷直流电机，其特征在于，所述的大功率驱动电路中的MOS管的散热片通过绝缘胶布与底座固定连接。