一種可變頻的三相無刷永磁電機的製作方法
2023-06-05 08:17:01 1
專利名稱：一種可變頻的三相無刷永磁電機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電機，特別是一種帶有變頻控制迴路的三相無刷永磁電機。
背景技術：
現有的家用吊扇一般都是採用單相交流電容運轉異步電機驅動，該電機的結構複雜，生產成本比較高，電機運動效率低、能耗大、噪音較大、體積也相對較大，一般的家用吊扇的電機在運行時其功率達到60W以上，功率較大，電機發熱也較大,該電機在長時間運行後，電機內部發熱大，影響電機的使用壽命，嚴重的會造成火災。
發明內容
為了克服現有技術的不足，本發明提供一種可變頻的三相無刷永磁電機，其能耗少，環保節能。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是
一種可變頻的三相無刷永磁電機，包括由上蓋和下蓋組成的中空柱形的電機殼，所述電機殼內設置有圍成環形的磁鐵，電機殼上還設置有軸承座，軸承座上活動設置有電機軸， 所述電機軸穿過電機殼，電機軸上固定有定子鐵芯，所述定子鐵芯位於圍成環形的磁鐵的內圈，所述定子鐵芯上設置有三相繞組，所述定子鐵芯連接變頻控制迴路板，所述變頻控制迴路板包括有用於檢測反電勢和電機轉速的檢測模塊、與檢測模塊的輸出端連接進行數據處理的單片機控制模塊、與單片機控制模塊的輸出端連接用於驅動電機的驅動模塊、為上述模塊提供電源的電源模塊，所述驅動模塊的輸出端連接到定子鐵芯的三相繞組。作為上述技術方案的進一步改進，所述變頻控制迴路板上設置有遙控接收模塊， 所述遙控接收模塊的輸出端連接單片機控制模塊，所述遙控接收模塊用於接收匹配的遙控器的信號，通過遙控器可以對電機進行遙控，操作更加方便。作為上述技術方案的進一步改進，所述變頻控制迴路板上設置有過流保護電路， 防止電流過大對電機造成損壞，延長電機的使用壽命。作為上述技術方案的進一步改進，所述變頻控制迴路板上設置有指示燈和蜂鳴器，指示燈可用於指示電機的運作狀態，蜂鳴器可用於故障報警，使用戶能及時了解到電機的運作狀態。作為上述技術方案的進一步改進，所述定子鐵芯的外圍設置有多組規格相同的齒，齒的外側面為拋物線，拋物線的頂點為定子鐵芯的外弧圓周面，定子鐵芯的齒與齒之間相鄰的拋物線形成不均勻的氣隙，所述定子鐵芯的齒與齒之間形成繞線槽，三相繞組設置在繞線槽內。具有不均勻氣隙的定子鐵芯在電機運轉時能消除「死點」，保證電機能持續不斷的工作。作為上述技術方案的進一步改進，所述三相繞組的各相繞線間隔設置在繞線槽內。作為上述技術方案的進一步改進，所述的磁鐵為一體成型的磁環，所述磁鐵通過外加壓力直接固定在電機殼內壁，採用電機殼直接充當磁環的磁軛，簡化電機結構，減少電機配件,降低生產成本。本發明的有益效果是本發明的可變頻的三相無刷永磁電機採用了變頻控制迴路板對電機進行變頻控制，變頻電機的能效高，在較低電壓、電流的情況下運作，大大降低電機的能耗，電機在正常運作時的功率在30W或以下，其能耗只有普通電機的二分之一，可變頻控制的電機運轉平穩、耗材少和噪音低，能無級調速，而且電機運轉時發熱量小，熱量能夠及時散發，使用安全。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖I是本發明的結構示意圖2是變頻控制迴路板的模塊框圖3是變頻控制迴路板的原理圖4是電源模塊的電路原理圖5是檢測模塊的電路原理圖6是單片機控制模塊的電路原理圖7是驅動模塊的電路原理圖8是遙控接收模塊的電路原理圖9是過流保護電路；
圖10是指示燈與蜂鳴器；
圖11是定子鐵芯的結構示意圖12是圖11中A處的放大示意圖。
具體實施例方式參照圖1，本發明的一種可變頻的三相無刷永磁電機，包括由上蓋2和下蓋I組成的中空柱形的電機殼，電機殼內設置有圍成環形的磁鐵3,電機殼上還設置有軸承座4,軸承座4上活動設置有電機軸5,電機軸5穿過電機殼，電機軸5上固定有定子鐵芯6,定子鐵芯6位於圍成環形的磁鐵3的內圈，所述定子鐵芯6上設置有三相繞組66，所述定子鐵芯6 連接變頻控制迴路板7。本發明的可變頻的三相無刷永磁電機採用了變頻控制迴路板7對電機進行變頻控制，有效降低電機的運作電壓、電流，大大降低電機的能耗，例如帶動一般的家用吊扇運轉時，電機的功率處於30W或以下，其能耗只有普通電機的二分之一，而且可變頻電機運轉時發熱量小，熱量能夠及時散發，不存在熱量積聚而引發火災的隱患，使用安全；可變頻控制的電機由於採用電機軸和軸承座配合運轉，其運轉平穩、噪音低，能實現無級調速，電機體積小、耗材少。參照圖2至圖10，變頻控制迴路板7用於控制電機運轉，由於本設計的電機是三相電機，通過變頻控制迴路板7可控制電機實現正轉、反轉、啟動、停止、定時、無級調速等操作。變頻控制迴路板7內包括有電源模塊74、檢測模塊71、單片機控制模塊72、驅動模塊73。電源模塊74用於為變頻控制迴路板7上所有迴路提供電壓穩定的工作電源，電源模塊74可選擇接入交流電或者直流電，電源模塊74包括有濾波迴路和整流穩壓迴路。檢測模塊71的輸出端連接單片機控制模塊72，單片機控制模塊72用於進行數據處理並對電機發出控制指令，單片機控制模塊72的輸出端連接有驅動模塊73，所述驅動模塊73的輸出端連接到定子鐵芯6的三相繞組66用於驅動電機運轉。此外，變頻控制迴路板7上設置有用於接收匹配的遙控器信號的遙控接收模塊75，遙控接收模塊75的輸出端連接單片機控制模塊72，用戶可選用遙控器進行遙控或者線控方式；驅動模塊73上連接有過流保護電路 76，過流保護電路76由單片機控制模塊72控制，防止驅動電流過大對電機造成損壞；變頻控制迴路板7上還設置有指示燈和蜂鳴器，指示燈可用於指示電機的運作狀態，蜂鳴器可用於故障報警，使用戶能及時了解到電機的運作狀態。進一步，變頻控制迴路板7控制電機轉速時必須檢測轉子位置回饋控制中心校正，傳統電機的做法是在電機內安裝霍爾位置傳感器。但是，霍爾位置傳感器不耐高溫、怕靜電，使電機不能再惡劣環境下使用；霍爾位置傳感器的設置增加電機引出線，其安裝工藝複雜，接錯線會損害，因霍爾位置傳感器損害導致電機返修的事件經常發生，嚴重影響電機的使用壽命。本設計的變頻控制迴路板7設置有檢測模塊71，檢測模塊71用於檢測電機轉動時產生的反電勢和電機轉速，檢測電機轉動時產生的反電勢可以確定轉子的位置，本設計採用反電動勢檢測技術取代霍爾位置傳感器，減少了電機的引出線，降低了生產成本，簡化了生產工藝，延長電機使用壽命，電機也可以在高溫、潮溼等惡劣環境下使用。參照圖11、12，定子鐵芯6的外圍設置有多組規格相同的齒61，齒61的外側面為拋物線63，拋物線63的頂點為定子鐵芯6的外弧圓周面64，定子鐵芯6的齒與齒之間相鄰的拋物線63形成不均勻的氣隙65，所述定子鐵芯6的齒與齒之間形成繞線槽62，三相繞組 66設置在繞線槽62內。定子鐵芯6的不均勻氣隙65在電機運轉時能消除「死點」，保證電機能持續不斷的工作。優選的，所述三相繞組66的各相繞線間隔設置在繞線槽62內，使每一相的兩側都是相隔120度的不同的相線繞組。優選的,磁鐵3為一體成型的磁環,磁鐵3通過外加壓力直接固定在電機殼內壁， 利用鐵製的電機殼直接充當磁環的磁軛，磁鐵3和電機殼構成電機的轉子，簡化電機結構， 減少電機配件，降低生產成本。本設計的可變頻的三相無刷永磁電機與單相交流異步電機相比，在相同的功率和轉速條件下，本設計的電機體積為單相交流異步電機體積的38. 6%，重量為其34. 8%，製作用材約為單相交流異步電機的30%，而效率比單相交流異步電機高3(Γ50%，因此，本設計的電機具有很大的發展優勢，逐步取代傳統的單相交流異步電機成為大部分用電設備的動力源。本設計的可變頻的三相無刷永磁電機的優點是能耗低、噪音低；啟動力矩大、運轉平穩；運轉時溫升小，使用安全；用材省，製作成本較低，由於不用設置霍爾位置傳感器， 電機更加耐用。以上所述僅為本發明的優先實施方式，只要以基本相同手段實現本發明目的的技術方案都屬於本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種可變頻的三相無刷永磁電機，包括由上蓋(2 )和下蓋(I)組成的中空柱形的電機殼，所述電機殼內設置有圍成環形的磁鐵(3 )，電機殼上還設置有軸承座(4)，軸承座(4) 上活動設置有電機軸(5),所述電機軸(5)穿過電機殼，電機軸(5)上固定有定子鐵芯(6), 所述定子鐵芯(6)位於圍成環形的磁鐵(3)的內圈，其特徵在於所述定子鐵芯(6)上設置有三相繞組(66 )，所述定子鐵芯(6 )連接變頻控制迴路板(7 )，所述變頻控制迴路板(7 )包括有用於檢測反電勢和電機轉速的檢測模塊(71)、與檢測模塊(71)的輸出端連接進行數據處理的單片機控制模塊(72)、與單片機控制模塊(72)的輸出端連接用於驅動電機的驅動模塊(73)、為上述模塊提供電源的電源模塊(74)，所述驅動模塊(73)的輸出端連接到定子鐵芯(6)的三相繞組(66)。
2.根據權利要求I所述的一種可變頻的三相無刷永磁電機，其特徵在於所述變頻控制迴路板(7)上設置有遙控接收模塊(75)，所述遙控接收模塊(75)的輸出端連接單片機控制模塊(72)。
3.根據權利要求I所述的一種可變頻的三相無刷永磁電機，其特徵在於所述變頻控制迴路板(7)上設置有過流保護電路(76)。
4.根據權利要求I所述的一種可變頻的三相無刷永磁電機，其特徵在於所述變頻控制迴路板(7)上設置有指示燈和蜂鳴器。
5.根據權利要求I所述的一種可變頻的三相無刷永磁電機，其特徵在於所述定子鐵芯(6)的外圍設置有多組規格相同的齒(61)，齒(61)的外側面為拋物線(63)，拋物線(63) 的頂點為定子鐵芯(6)的外弧圓周面(64)，定子鐵芯(6)的齒與齒之間相鄰的拋物線(63) 形成不均勻的氣隙(65)，所述定子鐵芯(6)的齒與齒之間形成繞線槽(62)，三相繞組(66) 設置在繞線槽(62)內。
6.根據權利要求5所述的一種可變頻的三相無刷永磁電機，其特徵在於所述三相繞組(66)的各相繞線間隔設置在繞線槽(62)內。
7.根據權利要求I所述的一種可變頻的三相無刷永磁電機，其特徵在於所述的磁鐵(3)為一體成型的磁環，所述磁鐵(3)通過外加壓力直接固定在電機殼內壁。
全文摘要
本發明公開了一種可變頻的三相無刷永磁電機，包括電機殼，電機殼內設置有圍成環形的磁鐵，電機殼上還設置有軸承座，軸承座上活動設置有電機軸，電機軸穿過電機殼，電機軸上固定有定子鐵芯，所述定子鐵芯位於圍成環形的磁鐵的內圈，所述定子鐵芯上設置有三相繞組，所述定子鐵芯連接變頻控制迴路板，本發明的可變頻的三相無刷永磁電機採用了變頻控制迴路板對電機進行變頻和控制，電機的運作電壓、電流較低，大大降低電機的能耗，電機在正常運作時的功率在30W或以下，其能耗只有普通電機的二分之一，可變頻控制的電機運轉平穩、耗材少和噪音低，能無級調速，而且電機運轉時發熱量小，熱量能夠及時散發，使用安全。
文檔編號H02K29/00GK102594076SQ201210062820
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月9日 優先權日2012年3月9日
發明者張文峰 申請人:江門市凱斯萊工貿有限公司