MX2013004717A - Motor dc sin escobillas. - Google Patents
Motor dc sin escobillas.Info
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- H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
- H02K29/03—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with a magnetic circuit specially adapted for avoiding torque ripples or self-starting problems
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- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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Abstract
Un motor DC sin escobillas que comprende un estator que tiene dientes de estator en par, un rotor que tiene polos magnéticos en par y un eje de rotación fijo en el centro del rotor, en donde cada uno de los dientes de estator está devanado con un bobinado, en cada sección transversal del estator, la línea de conexión entre el punto de intersección de un arco superior de diente del diente de estator y el eje de diente del diente de estator y el centro del arco superior de diente pueden formar un ángulo excéntrico mecánico ? con el eje de diente del diente de estator, el cual es mayor que 0 grados y menor que 90 grados; el círculo superior de diente del diente de estator está diseñado para ser un arco, el cual es excéntrico con relación al centro de rotación del rotor, de manera que el motor DC sin escobillas puede eliminar el "punto muerto" de arranque y arrancar con éxito; una corriente excitadora siguiendo la regla de la onda sinusoidal también puede ser coordinada para hacer que el campo magnético de espacio de aire cambie de manera uniforme de acuerdo con la regla de la onda sinusoidal, reduciendo así la fluctuación de la torsión y el ruido de vibración.
Description
MOTOR PC SIN ESCOBILLAS
CAMPO DE LA INVENCION
La presente invención se refiere a tecnología e
control eléctrico, y particularmente a un motor DC s n
escobillas.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
Un motor DC sin escobillas es un tipo principal de
i motor, y la estructura básica del mismo comprende un estator
que tiene dientes de estator en par, un rotor que tiene polos magnéticos en par y un eje rotatorio fijo en el centro del
i rotor, en donde cada uno de los dientes de estator está
devanado con un bobinado. El principio de funcionamiento del
motor DC sin escobillas es que, una corriente excitadora conmutada de acuerdo con un periodo establecido es aplicada al bobinado para producir un campo magnético cambiante
los dientes de estator y los polos magnéticos del rotor, de manera que se produce una torsión electromagnética en el¡
I
rotor para impulsar el rotor para que rote.
Los motores DC sin escobillas se pueden clasificar: en tipo de imán permanente o tipo de excitación de acuerdo'
I
con el modo de generación de magnetismo en los polos
magnéticos del rotor; y también se pueden clasificar en un
motor DC sin escobillas de una fase, dos fases o cuatro fases de acuerdo con el número de fases del bobinado, modo del bobinado y el periodo de conmutación de la corriente
i excitadora, y los principios de funcionamiento básicos de'l
mismo son similares.
i
Sin embargo, en motores DC sin escobillas
i i existentes, generalmente hay un defecto, es decir, en la i mitad del periodo de conmutación del motor DC sin escobillas}
ambas torsiones electromagnéticas son cero cuando el ángulo
i de fase entre la fuerza magnetomotriz del estator y el flujo
del rotor es 0 grados y 180 grados. Por lo tanto, estas dos
i posiciones se denominan "puntos muertos", cuando el rotor! está cerca del "punto muerto", la torsión de arranque del. motor que actúa sobre el rotor es muy pequeña, por lo tanto! es difícil hacer que el motor arranque.
SUMARIO DE LA INVENCION
La presente invención proporciona un motor DC sin escobillas, enfocándose a mejorar el rendimiento del arranque del motor cerca del "punto muerto" de arranque.
La presente invención proporciona un motor DC sin escobillas que comprende un estator que tiene dientes de estator en par, un rotor que tiene polos magnéticos en par y
un eje rotatorio fijo en el centro del rotor, en donde cada
uno de los dientes de estator está devanado con un bobinado, en donde, en cada sección transversal del estator, la linea de conexión entre el punto de intersección de un arco superior de diente del diente del estator y el eje de diente del diente del estator y el centro del arco superior de diente forma un ángulo excéntrico T con el eje de diente del
i diente del estator, el cual es mayor que 0 grados y menor qüe 90 grados. ¡
En el motor DC sin escobillas anterior,
i preferiblemente, en cada sección transversal del rotor, el arco de aro de cada polo magnético es axialmente simétrido con relación al eje del polo magnético; cuando el estato!r está acomodado en el lado interior del rotor, el arco de aro de cada polo magnético es cóncavo, y el radio del mismo es mayor que el radio de rotación del rotor o bien, cuando el estator está acomodado en el lado exterior del rotor, el arco del aro de cada polo magnético es convexo, y el radio deí mismo es más pequeño que el radio de rotación del rotor. 1
En el motor DC sin escobillas anterior^
i preferiblemente, en casa sección transversal del rotor, el centro del arco de aro de cada polo magnético es acomodado continuamente en secuencia, formado un circulo de rotor rodeando el lado exterior del centro de rotación del rotor. ;
En el motor DC sin escobillas anterior,!
preferiblemente, la superficie del aro de cada polo magnético i es una superficie cilindrica de aro constituida por cada arco
de aro, y el eje central de la superficie cilindrica de aro
I
de cada polo magnético es paralelo entre si.
En el motor DC sin escobillas anterior,
i preferiblemente, en cada sección transversal del estator1,
puntos de extremo en ambos lados de cada diente de rotor sop.
I
axialmente simétricos con relación al eje de diente, y un
I
arco transitorio se forma entre las lineas de aro en ambos
i lados del diente del estator y el arco superior del diente. 1
En el motor DC sin escobillas anterior! i preferiblemente, en cada diente de estator, el arco
transitorio que se aparta del lado del centro del arcó i superior de diente es un primer arco transitorio mientras que
el arco transitorio adyacente al lado del centro del arco1 superior de diente es un segundo arco transitorio, y el radio del primer arco transitorio es mayor que aquél del segundo; arco transitorio. '
En el motor DC sin escobillas anterior, preferiblemente, el radio del primer arco transitorio es 0.1 ~ 1.0 mm, y el radio del segundo arco transitorio es 0.1 ~ 0.6 mm.
En el motor DC sin escobillas anterior, preferiblemente, el ángulo excéntrico de cada diente de
estator es igual; y/o el radio del arco superior de diente de
cada diente de estator es igual. !
En el motor DC sin escobillas anterior,
preferiblemente, en cada sección transversal del estator, el
centro del arco superior de diente de cada diente de estator
i es continuamente acomodado en secuencia, formando un circulo
de estator rodeando el lado exterior del centro de rotación
del rotor.
i
En el motor DC sin escobillas anterior!,
preferiblemente, la superficie de arco superior de diente dé
cada diente de estator es una superficie cilindrica superior de diente constituida por cada arco superior de diente, y eÍL
eje central de la superficie cilindrica superior de diente dé cada diente de estator es paralela entre sí. |
En el motor DC sin escobillas anterior;
preferiblemente, el radio del círculo del rotor es mayor qué
aquél del círculo del estator.
En el motor DC sin escobillas anterior,:
preferiblemente, el motor DC sin escobillas es un motor DC(
i sin escobillas de imán permanente de una sola fase, y los;
números de los dientes de estator y los polos magnéticos del! rotor son pares. \
i
El motor DC sin escobillas anterior además puede ¡
comprender: ;
un sensor de posición de rotor, configurado para
detectar la posición actual del rotor y emitir la señal de
posición de fase correspondiente del rotor; 1
un controlador, conectado con el sensor de posición
del rotor y configurado para generar una señal de corrientie
i excitadora siguiendo la regla de la onda sinusoidal para el
bobinado, con base en la señal de posición de fase recibida
del rotor, y lograr un cambio de fase.
En el motor DC sin escobillas proporcionado por
presente invención, el circulo superior de diente del dienté de estator está diseñado para ser un arco, y es excéntrico con relación al centro de rotación del rotor, de manera que i el motor DC sin escobillas puede eliminar el "punto muerto'' de inicio y arrancar con éxito. i
BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
La figura 1 es un diagrama estructural esquemático i de adoptar una estructura de espacio de aire calibrado en la técnica anterior;
La figura 2 es' un diagrama estructural esquemático! de adoptar una estructura de espacio de aire escalonado en la; técnica anterior; !
I
La figura 3 es un diagrama estructural esquemático;
i de adoptar una estructura de dientes asimétrica en la técnica';
anterior; ¡
La figura 4 es un diagrama estructural esquemático de adoptar una estructura de muesca adicional en la técnica anterior;
La figura 5 es un diagrama en sección transversal
i esquemático de los estatores en un motor DC sin escobillas de acuerdo con una modalidad de la presente invención; !
i
La figura 6 es una vista agrandada de la posición ¡A en la figura 5; i
La figura 7 es un diagrama en sección transversal esquemático de coordinación de los estatores y los rotores e'n un motor DC sin escobillas de acuerdo con una modalidad de la presente invención; '
La figura 8 es un diagrama en sección transversal esquemático de los estatores en un motor DC sin escobillas de rotor exterior de acuerdo con una modalidad de la presente invención;
La figura 9 es un diagrama en sección transversal esquemático de coordinación de los rotores y los estatores en un motor DC sin escobillas de rotor exterior de acuerdo con una modalidad de la presente invención.
I
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION
i
Modalidad 1 I
La figura 7 es un diagrama en sección transversal
i esquemático de coordinación de los estatores y los rotores en
I
un motor DC sin escobillas de acuerdo con una modalidad de la
! presente invención; en esta modalidad, el motor DC sin escobillas comprende un estator que tiene dientes de estator en par, un rotor que tiene polos magnéticos en par y un ejje rotatorio fijo en el centro del rotor, en donde cada uno de los dientes de estator está devanado con un bobinado, y la forma de los dientes del estator es optimizada y mejorada. A fin de hacer más claras las soluciones técnicas de las
modalidades de la presente invención, primero se describe la ? estructura básica del motor DC sin escobillas. ¡
La presente invención no solamente es conveniente para un motor de rotor interior con rotores acomodados en el lado interior de los estatores, sino que también es
conveniente para un motor de rotor exterior con rotores
acomodados en el lado exterior de los estatores, y está modalidad se describe tomando el motor de rotor interior por'; ejemplo. Tal como se muestra en la figura 7, un rotor 7 está: acomodado en el lado interior de un estator 5, un eje! rotatorio está fijo en el centro del rotor 7, por ejemplo, el eje rotatorio puede penetrar a través del agujero central del
rotor 7, y la torsión electromagnética es emitida a través de la rotación del rotor 7. Cuando el rotor 7 rota, el borde del
i rotor en el extremo más exterior inevitablemente forma un circulo, el radio del circulo formado por la rotación del rotor es representado como el radio rotatorio del rotor, y el centro del circulo es representado como el centro de rotación
1 del rotor. 1
i
Tal como se muestra en la figura 7, el estator |5
i comprende un circulo exterior de estator y dientes de estator
51, cada uno de los dientes de estator 51 consiste de una raíz de diente y una parte superior de diente. La raíz de diente, la cual es de un tipo placa axialmente simétrica, sé extiende desde el circulo exterior del estator hacia el centro de rotación del rotor, y dos lados de la parte superior del diente respectivamente se extienden desde dos lados de la raíz de diente para formar una ranura de uri diente 52; visto desde cualquier sección transversal del'; estator 5, el eje de simetría de la raíz de diente es! colineal con el radio rotatorio del rotor, el cual es' representado como el eje de diente del diente del estator (el eje del diente también es la línea de conexión entre el centro de la raíz de diente y el centro de rotación del rotor) .
El motor DC sin escobillas de rotor interior
proporcionado por esta modalidad es como se muestra en la
figura 5-7, comprendiendo un estator 5 que tiene dientes de
estator en par 51, un rotor 7 que tiene polos magnéticos en
par 71, y un eje rotatorio fijo en el centro del rotor 7, n
donde cada uno de los dientes de estator 51 está devanado cón
un bobinado (que no se muestra) , y el estator 5 estiá
acomodado en el lado exterior del rotor 7. En cada sección
transversal del estator 5, la linea de conexión entre el
punto de intersección de un arco superior de diente 511 de,l diente de estator 51 y el eje de diente 20 del diente de
I
estator 51 y el centro 512 del arco superior de diente 51,1 forma un ángulo excéntrico T con el eje de diente 20 del
diente de estator 51, el cual es mayor que 0 grados y menor que 90 grados. ¡
Particularmente un número par de dientes de estator
51 que se extienden hacia el centro, puede ser proporcionado
y fijado en el lado interior del estator 5, y los dientes dé estator 51 están distribuidos de manera uniforme en el lado i interior del estator 5, y los dientes de estator 51 tienen el
mismo número y posición de correspondencia uno-a-uno con los polos magnéticos 71 en el rotor 7; en donde, los polos;
i magnéticos 71 en el rotor 7 pueden ser un imán permanente, y
también pueden tener magnetismo al momento de la| energización . El espacio entre dos dientes de estator'
adyacentes 51 es un diente 52, el estator 5 es inmóvil j e
impulsa el rotor 7 para rotar a través del eje rotatorio
el agujero central del rotor 7.
Los ángulos excéntricos correspondientes T
diferentes pares de dientes dé estator 51 pueden ser
mismos o diferentes, concretamente, hay varias maneras de
arreglo para el centro 512 del arco superior de diente 511,
¡ por ejemplo, los dientes de estator 51 en la posición de
intervalo tienen los mismos ángulos excéntricos T, o lo'
i ángulos excéntricos correspondientes T de todos los diente'js de estator 51 están acomodados en una manera que aumenta de manera sucesiva y progresiva. j
En el motor DC sin escobillas de acuerdo con esta
I
modalidad, debido a la presencia del ángulo excéntrico T, el
i centro 512 del arco superior de diente 511 no coincide con en¬
centro de rotación del rotor, y no cae en la linea del eje dé
i diente; cuando la fase entre el diente de estator y el polo magnético es 0 grados y 180 grados, la corriente excitadora
i de entrada es iniciada, y se puede generar una presión diferencial de la fuerza magnetomotriz debido a la presencia
del ángulo excéntrico T, de manera que la torsión
electromagnética resultante en el "punto muerto" es no cero,j el "punto muerto" de arranque es eliminado y se logra un buen! rendimiento de arranque.
De preferencia, los ángulos excéntricos T de cada uno de los dientes de estator 51 anteriores son los mismos;
y/o los radios del arco superior de diente 511 de cada dientie
i de estator anterior 51 son los mismos. Visto desde cualquier
sección transversal del diente de estator, cuando los ángulos
i excéntricos T de los dientes de estator 51 son los mismos; ¡y
los radios correspondientes del arco superior de diente 511 i I
de cada diente de estator 51 anterior también son los mismos),
I
en cada sección transversal del estator 5, el centro 512 del
I
arco superior de diente 511 de cada diente de estator 51 es acomodado continuamente en secuencia, formando un circulo dé estator que rodea el lado exterior del centro de rotación del
rotor. Cuando el rotor 7 rota, el tamaño del
excéntrico T permanece igual, pero el vector de
magnético entre los dientes de estator 51 y ' los polos magnéticos de rotor 71 cambia; es decir, cuando el motor rota
con una velocidad de rotación constante después del arranque,: la posición del ángulo excéntrico T permanece igual, el
vector de campo magnético cambia de manera uniforme junto con la rotación del rotor, la torsión de reluctancia obtenida es¡ de forma en onda sinusoidal suave gradualmente, y por lo! tanto se puede reducir la fluctuación de la torsión!
electromagnética emitida por el motor. \
i
En esta modalidad, la superficie de arco superior!
de diente de cada diente de estator 51 es una superficie i cilindrica superior de diente constituida por cada arco i superior de diente 511, y el eje central de la superficie
cilindrica superior de diente de cada diente de' estator 51 ¿s
¡ paralelo entre si. No obstante, la aplicación especifica ño
i 1 se limita a esto, por ejemplo, las secciones transversales de
cada diente de estator 51 pueden tener una cierta desviaciójn
I
de ángulo y estar acomodadas en espiral. Los principios d|e
funcionamiento del ángulo excéntrico en esta modalidad no se
ven influenciados siempre y cuando se satisfagan los requerimientos en la forma de la sección transversal del diente de estator.
i i
En esta modalidad, el centro 512 del arco superior de diente 511 del estator 5 está desviado del centro de
I
I
rotación 10 del rotor para formar el ángulo excéntrico T, de manera que se proporciona la torsión asimétrica requerida
durante el arranque, no obstante, en los cuatro tipos¡ comúnmente utilizados de estructuras de estator (estructura; de espacio de aire calibrado, estructura de espacio de aire1 escalonado, estructura de dientes asimétrica, estructura de' muesca adicional) con espacios de aire asimétricos en la
técnica anterior, todas estas estructuras de espacio de aire ¡ asimétrico son proporcionadas cambiando la forma de la : superficie cilindrica superior de diente 511 de los dientes
I
de estator 51; particularmente haciendo referencia a las
figuras 1-4, en la estructura de espacio de aire calibrado,
diferentes centros del arco superior de diente del diente de i estator son los mismos mientras que los radios Rll, R12, R13,
R14 y R15 son diferentes; en la estructura de espacio de aire
escalonado, la superficie de arco superior de diente del mismo diente de estator forma un escalón repentinamente
i modificado t; en la estructura de dientes asimétrica, el ej'e
de simetría k2 de la superficie cilindrica de diente de cada diente de estator se desvía del eje de simetría kl del diente
de estator; en la estructura de muesca adicional, una muesca h es proporcionada en un lado del eje de simetría de superficie cilindrica superior de diente de cada diente
I
estator. !
Debido a que los ejes centrales de la superficie cilindrica superior de diente del diente de estator en todos1
los cuatro tipos de estructuras de estator en la técnica1
anterior yacen en el centro de rotación del rotor, de manera i que existen cambios repentinos en los espacios de aire entre!
diferentes dientes de estator y rotores, ocasionando que la, torsión de reluctancia tenga un pico positivo y un pico: negativo dentro de un margen de polo, concretamente, ,
mostrando una fluctuación de alta torsión. |
Por lo tanto, comparado con los cuatro tipos de
estructuras de estator en la técnica anterior, el motor DC sin escobillas proporcionado por esta modalidad no solo supera el problema del "punto muerto" de arranque, sino que también resuelve los problemas en la técnica anterior, tales como una fluctuación de torsión demasiada alta y ruido excesivo durante el funcionamiento normal del motor, y de manera efectiva, reduce la vibración y el ruido en él trabajo.
Modalidad 2
Esta modalidad además puede optimizar la forma de la estructura del rotor sobre la base de la modalidad 1. En esta modalidad, en cada sección transversal del rotor 7, el arco de aro 712 de cada polo magnético 71 puede ser axialmente simétrico con relación al eje del polo magnético; cuando el estator 5 está acomodado en el lado exterior del rotor 7, el arco de aro 712 de cada polo magnético 71 en el rotor 7 es convexo, y el radio del mismo es más pequeño que el radio de rotación del rotor, concretamente, el centro 713 del arco de aro 712 yace entre el arco de aro 712 y el centro, de rotación del rotor. Alternativamente, el radio del arco de aro 712 también puede ser igual al radio de rotación del: rotor.
La forma del arco de aro 712 del polo magnético 71 :
i en cada rotor no necesariamente es idéntica, pero de
j preferencia, en cada sección transversal del rotor 7, él
I
centro 713 del arco de aro 712 de cada polo magnético 71· estiá
i acomodado continuamente en secuencia, formando un circulo de rotor que rodea el lado exterior del centro de rotación 10 del rotor.
La superficie de aro de cada polo magnético 71
preferencia es una superficie cilindrica de aro constituid'a por cada arco de aro, y el eje central de la superficie
I
cilindrica de aro de cada polo magnético 71 es paralelo entre
i si. Sin embargo, esto no se limita aquí, por ejemplo, el polo magnético 71 se extiende a lo largo de una curva en espiral en una dirección perpendicular a la sección transversal, o alternativamente la superficie del polo magnético 71 es una
i i superficie ahusada, etcétera. !
En la situación en que respectivamente se forme ei circulo de rotor y el circulo de estator, el radio del circulo de rotor de preferencia es mayor que aquél del', circulo de estator, o sustancialmente satisface las reglas! que, visto desde una sección transversal, todos los centrosl 512 de los arcos superiores de diete 511 están acomodados; para hacer un circulo con un centro del centro de rotación del rotor, todos los centros 713 de los arcos de aro 712 de los polos magnéticos 71 también están acomodados para hacer
un círculo con un centro del centro de rotación del rotor,
los centros 713 de los arcos de aro 712 de los polos i magnéticos 71 rodean el lado exterior de los centros 512 de los arcos superiores de diente 511. La superficie de los i i polos magnéticos y la superficie de arco superior de diente
del estator adoptan una superficie cilindrica, la cual conveniente para el procesamiento y fabricación, y se tie el beneficio de que se ahorran costos.
En esta modalidad, la superficie de aro del po
magnético en el rotor está diseñada para ser un arco de a simétrico al eje del pólo magnético pero no centrado en centro de rotación del rotor, de manera que el cam magnético de espacio de aire entre el rotor y el estator esta modalidad puede tener un cambio mucho más suave,
fluctuación de la torsión magnética emitida por el motor
puede reducir de manera efectiva, y la vibración durante el funcionamiento del motor se puede reducir aun más.
i
Modalidad 3 !
La figura 5 es un diagrama en sección transversal! esquemático de los estatores en un motor DC sin escobillas de; acuerdo con una modalidad de la presente invención, esta modalidad se puede basar en cualquiera de las modalidades anteriores, además, en cada sección transversal del estator
5, puntos finales en ambos lados de cada diente de rotor 51
son axialmente simétricos con relación al eje de diente 20, iy
! un arco transitorio es formado entre las lineas de aro en
i ambos lados del diente de estator 51 y el arco superior de i diente 511. I
Aquí, los puntos de extremo en los dos lados dejl
diente de estator 51 son los puntos más alejados de los dos lados de la parte superior de diente al eje de diente 20; lia
superficie de arco superior de diente puede ser suavemente transitada a las superficies laterales de diente en los dos
i lados a través de la superficie de arco, visto desde la sección transversal del estator, las dos superficies de arco
i son los arcos superiores de diente 511 antes descritos.;
Cuando el rotor 7 rota, el diseño de la superficie de arcó
I
puede hacer que el cambio del campo magnético del espacio dé aire sea mucho más uniforme. I
De preferencia, en cada diente de estator 51, el!
arco transitorio que se aparta del lado del centro 512 del: arco superior de diente 511 es un primer arco transitorio 513 | mientras que el arco transitorio adyacente al lado del centro! i del arco superior de diente es un segundo arco transitorio¦ 514, y el radio del primer arco transitorio 513 es mayor que]
aquel del segundo arco transitorio 514. La ventaja de dicho1 arreglo es que, el cambio repentino del campo magnético de ;
i
I
espacio de aire durante la rotación del rotor se puede
reducir adicionalmente con la ayuda del diseño excéntrico del
I
arco de estator. j
Además, el radio del primer arco transitorio 513 de
preferencia es 0.1 ~ 1.0 iran, y el radio del segundo ardo transitorio 514 de preferencia es 0.1 ~ 0.6 mm. I
I
El diseño de la superficie de arco transitorio en
esta modalidad se puede coordinar con la rotación del rotor',
I
I
de manera que el campo magnético de espacio de aire entre el i estator y el rotor puede ser mucho más suave y uniforme, y lá i regla cambiante del campo magnético de espacio de aire se aproxima más a una onda sinusoidal, y los propósitos dé
reducir la fluctuación de torsión y el ruido de vibración se pueden lograr de manera adicional.
I
I
Modalidad 4 ',
La figura 8 es un diagrama en sección transversal! esquemático de los estatores en un motor DC sin escobillas de
rotor exterior de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la figura 9 es un diagrama en sección transversal esquemático de coordinación de los rotores y los estatores en un motor DC sin escobillas de rotor exterior de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Haciendo referencia a la figura 8 y la figura 9, el motor DC sin escobillas de
rotor exterior proporcionado por esta modalidad, diferente de la modalidad 1, el rotor 7 está acomodado en el lado exterior del estator 5, de esta manera, el rotor 7 es anular, el estator 5 yace en el centro del rotor 7, la superficie lateral exterior del estator 5 es proporcionada de manera fija con un número par de dientes de estator 51 los cuales se extienden radialmente hacia fuera, el polo magnético 71 del rotor 7 es proporcionado en la superficie lateral interior del rotor 7, y también pueden tener una posición de correspondencia uno-a-uno con el diente de estator 51, y el eje de rotación fijo en el centro del rotor 7 puede impulsar el rotor 7 a rotar; en este momento, visto desde la sección transversal del rotor 7, el arco de aro 712 de cada polo magnético 71; es cóncavo, y el radio del mismo es mayor que o igual al radio de rotación del rotor; similar a la modalidad 1, en cada sección transversal del estator 5, la linea de; conexión entre el punto de intersección de un arco superior de dientes 511 del diente de estator 51 y el eje de diente 20 : del diente de estator 51 y el centro 512 del arco superior de , diente 511 puede formar un ángulo excéntrico T con el eje de diente 20 del diente de estator 51, el cual es más de 0 grados y menor que 90 grados. Las estructuras del estator 5 y el rotor 7, y la relación de estructura entre el rotor y el estator pueden ser similares a la modalidad 1, y no se
proporcionarán aquí mayores análisis.
De preferencia, los ángulos excéntricos
correspondientes T de cada diente de estator 51 y . los radios
de los arcos de diente pueden ser los mismos, y el centro 512
del arco superior de diente de cada diente de estator 51 está
acomodado continuamente en secuencia, formando un circulo de
estator que rodea el lado exterior del centro de rotación del rotor. .
Incluso todavía, la estructura del rotor puede
optimizada adicionalmente por medio de la modalidad 2 , í concretamente, en cada sección transversal del rotor 7, el
I
i arco de aro 712 de cada polo magnético 71 es axialmenté i simétrico con relación al eje del polo magnético, y en el
caso en que el rotor 7 está acomodado en el lado exterior del i estator 5, el arco de aro 712 de cada polo magnético 71 en el; rotor 7 es cóncavo, y el radio del mismo es más pequeño que! el radio de rotación del rotor; la forma del arco de aro 712'
de cada polo magnético 71 en el rotor 7 puede ser el mismo oi diferente, el centro 713 del arco de aro 712 de cada polo:
magnético 71 está acomodado continuamente en secuencia, formando un círculo de rotor rodeando el lado exterior del centro de rotación 10 del rotor; con mayor preferencia, en el caso de formar respectivamente el círculo de rotor y el círculo de estator, el radio del círculo de rotor es mayor
que aquel del circulo de estator (ver figura 9) . ;
De igual manera, el motor DC sin escobillas de rotor exterior proporcionado por esta modalidad puede mejorar el desempeño del arranque del motor cerca del "punto muerto" del arranque, y mientras tanto, también puede reducir 1'a
i fluctuación de torsión durante el funcionamiento normal para
i lograr el propósito de reducir la vibración y el ruido.
El motor DC sin escobillas proporcionado por
modalidades de la presente invención se puede aplicar a un motor DC sin escobillas de una sola fase, dos fases o cuatro fases, los principios de funcionamiento de los mismos son similares, y todos pueden mejorar el desempeño del arranque.i
No obstante, modalidades de la presente invención dé preferencia aplican a un motor DC sin escobillas de imán¡ permanente de una sola fase, debido a que el bobinado de una sola fase puede reducir de manera efectiva el costo de producción, y mientras tanto obtener una mayor frecuencia. El número de los dientes de estator 51 del motor DC sin escobillas puede ser par, por ejemplo cuatro, seis u ocho, correspondientemente, el número de los polos magnéticos en el rotor del motor DC sin escobillas también puede ser par, por ejemplo cuatro, seis u ocho; se puede adoptar el rotor interior o motor de rotor exterior, en donde la estructura de estator, estructura de rotor y la relación de estructura
entre el rotor y estator puede adoptar las solucionés
específicas en la modalidad 1 y la modalidad 2, y no se
proporcionarán aquí mayores análisis.
El motor DC sin escobillas de imán permanente de
una sola fase proporcionado por esta modalidad puede superar
el "punto muerto" de arranque del motor DC sin escobillas de i imán permanente de una sola fase en la técnica anterior iy
garantizar el arranque exitoso, y mientras tanto también
puede obtener un campo magnético de espacio de aire siguiendo la regla de la onda sinusoidal, obteniendo así una torsióh variable uniforme, y reduciendo de manera efectiva la
.fluctuación de la torsión.
Incluso aún, el motor DC sin escobillas de una sola fase de acuerdo con cualquiera de las modalidades anteriores,;
además comprende: '¦ un sensor de posición de rotor configurado para detectar la posición actual del rotor y emitir la señal de' posición de fase correspondiente del rotor; ¡ un controlador conectado con el sensor de posición|
de rotor y configurado para generar una señal de corriente:
excitadora siguiendo la regla de la onda sinusoidal para el! bobinado con base en la señal de posición de fase recibida i
del rotor y lograr un cambio de fase. i
Particularmente, el controlador y el bobinado se!
pueden conectar con el circuito de excitación i respectivamente, a fin de ingresar la señal de corriente
1 excitadora al bobinado en el estator, y cambiar la dirección
de la corriente excitadora a través del controlador para i lograr un cambio de fase.
Es decir, el motor DC sin escobillas de la presente
invención puede ser impulsado por una señal de corriente sinusoidal, y realizar la contrafuerza electromotriz del
bobinado siguiendo la regla de la onda sinusoidal por medio del efecto de compensación de fase del controlador, de manera
que el campo magnético de espacio de aire es cambiado siguiendo la regla de una onda sinusoidal mucho más pura, la fluctuación de la torsión se puede reducir adicionalmente, el efecto de reducción de ruido es mucho mejor.
Finalmente, se debiera observar que las modalidades, anteriores simplemente son proporcionadas para describir las:
soluciones técnicas de la presente invención, pero no;
pretenden limitar la presente invención. Aquellos expertos en: la técnica debieran entender que aunque la presente invención!
se ha descrito a detalle con referencia a las modalidades'; anteriores, se pueden realizar modificaciones a las soluciones técnicas descritas en las modalidades anteriores, o se pueden realizar reemplazos equivalentes a algunas
características técnicas en las soluciones técnicas; no
obstante, dichas modificaciones o reemplazos no ocasionan que
la esencia de las soluciones técnicas correspondientes se
aparten del espíritu y alcance de las modalidades de la
I
presente invención. i
Claims (13)
1. - Un motor DC sin escobillas, que comprende un estator que tiene dientes de estator en par, un rotor que tiene polos magnéticos en par y un eje de rotación fijo en un t centro del rotor, en donde cada uno de los dientes de estator está devanado con un bobinado, caracterizado porque: ! en cada sección transversal del estator, la linea de conexión entre un punto de intersección de un arcó superior de diente del diente de estator y un eje de diente i del diente de estator y un centro del arco superior de diente forma un ángulo excéntrico T con el eje de diente del diente, de estator, el cual es mayor que 0 grados y menor que 90! grados. '¡
2. - El motor DC sin escobillas de conformidad con¡ la reivindicación 1, caracterizado porque: 1 en cada sección transversal del rotor, un arco de aro de cada polo magnético es axialmente simétrico con relación a un eje del polo magnético; cuando el estator está acomodado en un lado interior del rotor, el arco de aro de cada polo magnético cóncavo, y el radio del mismo es mayor que un radio de rotación del rotor o bien, cuando el estator está en un lado exterior del rotor, el arco de aro de cada polo magnético es convexo, y el radio del mismo es más pequeño que el radio de rotación del rotor.
3.- El motor DC sin escobillas de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque: en cada sección transversal del rotor, el centro del arco de aro de cada polo magnético está acomodado continuamente en secuencia, formando un círculo de rotor rodeando el lado exterior del centro de rotación del rotor. i
4.- El motor DC sin escobillas de conformidad con1 la reivindicación 3, caracterizado porque: una superficie de aro de cada polo magnético es una superficie cilindrica de aro constituida por cada arco de! aro, y el eje central de la superficie cilindrica de aro del cada polo magnético es paralela entre si. \ ¡
5.- El motor DC sin escobillas de conformidad con' la reivindicación 1, caracterizado porque: en cada sección transversal del estator, puntos , finales en ambos lados de cada diente de rotor son axialmente : simétricos con relación al eje de diente, y un arco transitorio es formado entre líneas de aro en ambos lados del I diente de estator y el arco superior de diente. ;
6. - El motor DC sin escobillas de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque: ¡ en cada diente de estator, el arco transitorio que se aparta del lado del centro del arco superior de diente eís un primer arco transitorio mientras que el arco transitorio adyacente al lado del centro del arco superior de diente e,s un segundo arco transitorio, y el radio del primer arcp transitorio es mayor que aquél del segundo arco transitorio.
7. - El motor DC sin escobillas de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque: j el radio del primer arco transitorio es 0.1 - 1.0 mm, y el radio del segundo arco transitorio es 0.1 ~ 0.6 mm. ;
8. - El motor DC sin escobillas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-7, caracterizado porque:; el ángulo excéntrico de cada diente de estator es igual; y/o | el radio del arco superior de diente de cada diente de estator es igual.
9. - El motor DC sin escobillas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-7, caracterizado porque: en cada sección transversal del estator, el centro del arco superior de diente de cada diente de estator está acomodado continuamente en secuencia, formando un circulo de estator que rodea el lado exterior del centro de rotación del rotor. >
10. - El motor DC sin escobillas de conformidad la reivindicación 9, caracterizado porque: la superficie de arco superior de diente de cada diente de estator es una superficie cilindrica superior de diente constituida por cada arco superior de diente, y el eje central de la superficie cilindrica superior de diente dé cada diente de estator es paralelo entre si. !
11. - El motor DC sin escobillas de conformidad con i la reivindicación 10, caracterizado porque: el radio del circulo de rotor es mayor que aquél] del circulo de estator. ' i I
12. - El motor DC sin escobillas de conformidad con¡ i cualquiera de las reivindicaciones 1-7, caracterizado porque:¡ el motor DC sin escobillas es uno motor DC sinj escobillas de imán permanente de una sola fase, y los números de los dientes de estator y los polos magnéticos del rotor son pares.
13. - El motor DC sin escobillas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-7·, que además comprende: un sensor de posición de rotor, configurado para detectar la posición actual del rotor y emitir la señal de posición de fase correspondiente del rotor; un controlador conectado con el sensor de posición de rotor y configurado para generar una señal de corriente excitadora siguiendo la regla de la onda sinusoidal al i bobinado con base en la señal de posición de fase recibidla del rotor, y lograr un cambio de fase. I 1
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