CN2609272Y

CN2609272Y - 新型永磁无刷电动机

Info

Publication number: CN2609272Y
Application number: CN 03221182
Authority: CN
Inventors: 刘家祥
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-04-15
Filing date: 2003-04-15
Publication date: 2004-03-31
Anticipated expiration: 2013-04-15

Abstract

新型永磁无刷电动机，其组成包括主轴、定子、转子、外壳、霍尔位置传感器和控制电路，定子由顺序绕有单相线圈的铁芯电磁极构成，相邻铁芯电磁极绕线方向相反，转子由与铁芯电磁极一一对应且N极与S极相间排列的磁钢构成，一个霍尔位置传感器安装在任意两个铁芯电磁极之间。由于是单线圈，电流在其中不断地正反向切换，因此线圈和铁芯一直处于工作状态，均得到充分利用，材料利用率大大提高，与三相无刷电动机相比较，同等条件下，输出功率可提高20－30％，或者可节约铜、铁材料20－30％。只用一个霍尔位置传感器，故障率也大大降低，达到了结构简单、体积小、输出功率高的设计目的。

Description

新型永磁无刷电动机

所属技术领域

本实用新型涉及一种新型直流永磁无刷电动机。

背景技术

目前，随着钕铁硼磁钢技术的成熟，直流永磁无刷电动机已进入实用阶段。常见的多为三相或多相的永磁无刷电动机。在有传感器的无刷电动机中，以三相电动机为例，其组成包括主轴、定子、转子、外壳、霍尔位置传感器和控制电路，定子由沿圆周分布的绕有三相线圈的铁芯电磁极构成，转子由圆周上与定子相对的磁钢构成，每三个铁芯电磁极对应一块磁钢，对应三相线圈的三个霍尔位置传感器(霍尔元件)安装在铁芯电磁极之间。其存在的主要缺点是：1、三相线圈绕制结构复杂，体积大，2、运行中三相不能同时工作，不是一相休息就是二相仅为辅助工作，线圈和铁芯均不能得到充分利用，3、需要三个霍尔元件进行传感和控制，故障率高。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种结构简单、体积小、输出功率高的新型永磁无刷电动机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种新型永磁无刷电动机，其组成包括主轴、定子、转子、外壳、霍尔位置传感器和控制电路，定子的铁芯电磁极和转子的磁钢沿圆周对应分布，其特征是定子由顺序绕有单相线圈的铁芯电磁极构成，相邻铁芯电磁极绕线方向相反，转子由与铁芯电磁极一一对应且N极与S极相间排列的磁钢构成，一个霍尔位置传感器安装在任意两个铁芯电磁极之间。

本实用新型的有益效果如下：由霍尔位置传感器将磁钢在转动过程中的位置信号随时传递给控制电路，再由控制电路对单线圈中电流方向进行切换控制，产生电磁作用力，使电动机转子相对于定子不停地转动做功。由于是单线圈，电流在其中不断地正反向切换，因此线圈和铁芯一直处于工作状态，均得到充分利用，材料利用率大大提高，与三相无刷电动机相比较，在铜、铁材料使用量相同的情况下，本专利电动机输出功率可提高20-30％，而在输出功率相同的情况下，本专利电动机可节约铜、铁材料20-30％。又由于只用一个霍尔位置传感器，由其造成的故障率也大大降低。因此本实用新型达到了结构简单、体积小、输出功率高的设计目的。

按前述技术方案的本实用新型电动机适用于有外力辅助启动的使用场合，例如用于无须零启动的电动助力车上。

附图说明

图1为本实用新型(外转子式)整体结构示意图。

图2为本实用新型电动机控制电路原理示意图。

图中标号为：1-主轴，2-铁芯电磁极，21-偏心槽，3-线圈，4-霍尔位置传感器，5-磁钢，6-外壳。

具体实施方式

下面参照附图并结合实施例对本实用新型进行详细描述。

如图1所示实施例中，本永磁无刷电动机为外转子式，其组成包括主轴1、定子、转子、外壳6、霍尔位置传感器4和控制电路(参见图2)，定子的铁芯电磁极2和转子的磁钢5沿圆周对应分布，定子由顺序绕有单相线圈3的铁芯电磁极2构成，相邻铁芯电磁极绕线方向相反，即顺时针方向和反时针方向交替绕线，转子由与铁芯电磁极2一一对应且N极与S极相间排列的磁钢5构成，一个霍尔位置传感器4安装在任意两个铁芯电磁极之间。线圈3中的“*”和“·”表示瞬间电流方向为“进去”和“出来”

根据实际需要，本实用新型电动机也可以设计成内转子式。

为了使本实用新型克服启动时可能会遇到的磁力死点，实现无须外力辅助的零启动，扩大其使用领域，进一步的特征是，铁芯电磁极2端面具有轴向的偏心槽21，用以形成磁不对称的启动力矩，定、转子处于任何相对位置都能实现零启动。本电动机适用于电动助力车、洗衣机、机床等电动机械。

在如图2所示的实施例中，本实用新型电动机的控制电路由逻辑电路IC1、推动电路IC2、IC3、以及场效应管BG1--BG4构成的H桥开关电路组成，霍尔位置传感器HOL的输出端连接IC1的输入端，IC1的输出端连接IC2、IC3的输入端，IC2、IC3的输出端连接BG1-BG4，电动机M的线圈位于H桥的桥臂间，霍尔位置传感器HOL将磁钢与铁芯电磁极之间的位置信号发送给逻辑电路IC1，通过推动电路IC2、IC3切换H桥对角线上的场效应管BG1、BG2、BG3、BG4的通断，实现电动机M线圈中电流方向的正反向切换，使电动机运转。

实施例中，电路器件型号说明：

IC1为EM78P459AK，

IC2、IC3为IR2103，

BG1-BG4为IFR3710或IFR250。

本实用新型电动机转速范围：100转/分钟-10000转/分钟，输出功率范围：50瓦-1000瓦。

Claims

1、新型永磁无刷电动机，其组成包括主轴、定子、转子、外壳、霍尔位置传感器和控制电路，定子的铁芯电磁极和转子的磁钢沿圆周对应分布，其特征是定子由顺序绕有单相线圈的铁芯电磁极构成，相邻铁芯电磁极绕线方向相反，转子由与铁芯电磁极一一对应且N极与S极相间排列的磁钢构成，一个霍尔位置传感器安装在任意两个铁芯电磁极之间。

2、根据权利要求1所述的新型永磁无刷电动机，其特征是所述的铁芯电磁极端面具有轴向的偏心槽。

3、根据权利要求1或2所述的新型永磁无刷电动机，其特征是所述的控制电路由逻辑电路IC1、推动电路IC2、IC3、以及场效应管BG1--BG4构成的H桥开关电路组成，霍尔位置传感器HOL的输出端连接IC1的输入端，IC1的输出端连接IC2、IC3的输入端，IC2、IC3的输出端连接BG1-BG4，电动机M的线圈位于H桥的桥臂间。