無刷電動機轉子位置檢測裝置的製作方法

2023-06-01 16:38:56

專利名稱：無刷電動機轉子位置檢測裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一無刷電動機的轉子位置檢測裝置，特別涉及一使用無刷電動機的壓縮機的轉子位置檢測裝置。
在一電冰箱、空調機之類的機器中，用來改變流體例如製冷劑工況的壓縮機一般使用一交流感應電動機，用於這種電器的壓縮機緊緊地被機體包圍，並焊接在一起以便防止那兒的壓力下降。在機體內，電動機與一活塞(在一往復式壓縮機中)相連。一設置在機體內的連接器有幾個電氣上與電動機的每一個相線圈相連的接頭。一旦每一相電壓加到這些接頭，電動機的軸則開始轉動，由此與該軸相連接的活塞開始在氣缸中往復運動。在上述方式中，製冷劑被吸到氣缸中，並被壓縮。封閉的壓縮機要求在最高溫度130℃和最大壓力為幾十psi的條件下正常工作，並且要能耐受油和製冷劑。
與交流電動機相比，無刷電動機有低噪音和低能量消耗的優點，並且可連續改變轉速的特點。考慮到這些優點，一採用無刷電動機的封閉式壓縮機已經不斷擴大使用。無刷電動機用相應不同相位的流入每一電動機相線圈的交流電流激勵。因此，檢測轉子的極性的裝置對無刷電動機是必需的，通常用一對光發射和接收元件來檢測轉子的極性。
然而，有這樣一個問題，即將上述元件安裝在處於高溫和高壓工況下的封閉壓縮機的機體內是不可能的，這是因為通常這些元件由半導體材料組成，而且，還有另一個問題，由於元件的信號線要從機體中引出，使壓縮機的密封損壞。考慮到這些問題，一種使用線圈感應電壓來代替檢測元件的系統已經開發。然而，該系統有這樣一個問題，即另外還需要檢測線圈感應電壓的裝置、濾波裝置以及啟動壓縮機的裝置，並且不能使用無刷電動機。
本發明的一個目的是提供一驅動無刷電動機所需的轉子位置檢測裝置。
本發明的另一個目的是提供一在無刷電動機中使用一光電轉換系統去增強檢測能力的轉子位置檢測裝置。
本發明還有一個目的是提供一採用簡單結構從而不損壞使用無刷電動機的壓縮機的密封的轉子位置檢測裝置。
根據本發明，它可提供一用於位於機體內的無刷電動機的轉子位置檢測裝置。該裝置包括許多附著於電動機轉子表面的並與轉子軸線對稱分布的光反射元件;許多附著在電動機轉子的軸的表面且與光反射元件間隔交叉分布的光非反射元件;一對發送和接收光纖維，它設置在面對轉子表面的機體內的一端;以及一對光發射和光電轉換器件，它們分別設置在面對發送和接收光纖維的另外一端。
本發明將參照下列附圖作更詳細的描述，其中，

圖1是採用本發明的一壓縮機在移開蓋後的視圖;
圖2是根據本發明的解釋轉子位置檢測方法的電路圖;
圖3的A到D是用於相電壓電源和光纖維的連接器的截面圖。其中A是一連接器的截面圖，B是一連接器的剖視拆開視圖，C是每一連接器處於與光纖維相連狀況下的剖視圖;以及D是一連接器的右視圖。
作為一本發明的轉子位置檢測裝置的一較佳實施例，對一封閉式壓縮機將作詳細說明。
參考圖1，序號1代表一緊緊包圍壓縮機的殼體。場芯2用線圈21纏繞，它作為一定子與殼體1環狀固定。而轉子3可旋轉地安放在場芯的中央。在該較佳實施例中，應當說明壓縮機可使用一雙極兩相無刷電動機，然而電動機的極和相線圈的數可適當增加。一用來驅動該類型的無刷電動機的控制系統已經由本發明的發明人在美國專利4，472，664上公開。因此，進一步的說明將在說明書中省略。兩個光反射單元31對稱於轉子軸線安裝在轉子3的上表面。兩個光非反射元件32也安裝在轉子3的上表面，並與光反射元件31交替分布。例如，兩個光反射單元31可設置在轉子3的N極，那麼兩個光非反射元件32可由此設置在S極。也可以用與上述布置方式相反的方法布置光反射和非反射元件31和32。光反射和非反射元件31和32的數量可根據轉子3的極和相線圈的數量適當增加。光反射和非反射元件31和32也可設置在轉子3的園柱表面。用來發送和接收光的一對光纖維41和42被設置在面朝轉子3的上表面一端。而光反射和非反射元件31和32也設置在該表面上。序號7指示一連接器，它有接線端71，這些接線端電氣上與相線圈21和地線相連。該連接器7的中部也有一導引一對光纖維41和42的孔。該對光纖維41和42可通過該孔從殼體1中拉出，並使另一端在那裡安置以便面向一對發射和光電元件8和5。然而，當該對光纖維41和42直接從機體1中拉出時，壓縮機不能很好地密封。因此，希望機體1的內部光纖維和外部光纖維通過一透明窗(口)的媒介相連。它的進一步的詳細描述將參照圖3A到3D。
參照圖3A到3D，密封部件72設置在接線端71和連接器7之間的空間上，從而防止壓縮機中的壓力降低。導引孔75和78開在連接器7的中部，內向面朝殼體1的孔75的直徑比外向面朝殼體1的孔78要小。內部光纖維41和42的另一端被固定到孔75中。透明窗76被插進孔78、連接元件77隨後緊緊地固定到孔74中，它有一用來導引外部的一對光纖維411和421的一端的孔78，外部的一對光纖維411和421的另一端被放置成面對一對光發射和光電元件8和5。裝置經上述安排，壓縮機中的壓力下降能有效地防止。
一電動機驅動控制部分6設置在機體1的外部、電動機驅動控制部分6通過與相線圈21相連的接線端71提供相電壓。
在上述裝置中，光發射單元8產生的光由光纖維41和411傳遞，並且到達轉子3的上表面，該表面上設置有光反射和非反射元件31和32。這樣的到達光被反射，然後反在光反射元件31位於光纖維41和42末端的下方時反射光通過光纖維42和421輸出。輸出的光由一光電元件5轉變成一相應的電信號。且送到電動機驅動控制部分6。根據來自光電元件5的電信號是否輸入，電動機驅動控制部分6檢測到轉子3的極性，由此將相互有相關的電壓提供給線圈21。
光發射二極體子可用作光發射元件8，一光電晶體可用作光電轉換元件。
權利要求
1.一種用於無刷電動機的轉子位置檢測裝置，其特徵在於上述無刷電動機包括一封閉的殼體，上述裝置進一步包括多個設置在上述電動機轉子的表面並沿轉子的軸線對稱分布的光反射元件；多個設置在上述電動機轉子表面並與上述光反射元件交替分布的不反射光的元件；一對發送和接收的光纖維，它們設置成其一端面對上述殼體內的轉子的表面；以及一對光電發射和光轉換元件，它們分別設置成面對上述一對發送和接收光纖維的另一端。
2.如權利要求1所述的轉子位置檢測裝置，其特徵在於上述許多光反射和非反射元件設置在上述轉子的上表面。
3.如權利要求1所述的轉子位置檢測裝置，其特徵在於上述許多光反射和非反射元件被設置在上述轉子的園柱表面。
4.如權利要求2或3所述的轉子位置檢測裝置，其特徵在於上述裝置進一步包括一設置在上述殼體上的連接器，上述連接器包括許多與上述轉子的相線圈相連的接線端以及一位於用來導引其中央的上述一對發送和接收光纖維的孔。
5.如權利要求4所述的轉子位置檢測裝置，其特徵在於上述裝置進一步包含一插入到上述連接器的孔中的透明窗。
6.如權利要求5所述的轉子位置檢測裝置，其特徵在於上述一對發送和接收光纖維被分成兩塊對準上述透明窗的部分。
全文摘要
本發明涉及一用於位於殼體內的無刷電動機的轉子位置檢測裝置，該裝置包括許多設置在轉子的表面並相對電動機的轉子的軸線對稱分布的光反射元件；許多設置在電動機的轉子的表面並與光反射元件交替(間隔)分布的光非反射元件；一對其一端面對轉子的表面並在殼體內的發送和接收光纖維；以及一對分別設置成面對一對發送和接收光纖維的另一端的光發射和光電轉換元件。
文檔編號H02K29/10GK1080050SQ9310539
公開日1993年12月29日 申請日期1993年5月6日 優先權日1992年5月6日
發明者鄭榮春 申請人:三星電子株式會社, 鄭榮春