專利名稱：無軸承永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型壓縮機(jī)，特別涉及一種高效的無軸承永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)。
背景技術(shù)：
空氣壓縮機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)的許多部門中應(yīng)用極廣，不僅是許多工業(yè)部門工藝流程中的心臟設(shè)備，而且還常常用于為氣動(dòng)工具提供動(dòng)力源。但空氣壓縮機(jī)是高能耗產(chǎn)品，而且量大面廣，出于生產(chǎn)成本的考慮，目前的空壓機(jī)絕大部分采用普通的異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，這些電機(jī)通常效率低下(65 80%)，能源浪費(fèi)非常嚴(yán)重。為此，針對(duì)現(xiàn)有壓縮機(jī)采 取了多種節(jié)能方法，包括改善壓縮機(jī)的冷卻和潤(rùn)滑、減少摩擦功耗、變頻調(diào)速、進(jìn)氣閥控制、余隙控制等。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)出一種高效的無軸承永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)。本實(shí)用新型要解決的是現(xiàn)有空壓機(jī)絕大部分采用普通的異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，以致這些電機(jī)通常效率低下(65 80%)，能源浪費(fèi)非常嚴(yán)重的問題。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型包括機(jī)箱，連接于機(jī)箱上的缸體單元和電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，缸體單元與儲(chǔ)氣罐單元連接，機(jī)箱內(nèi)設(shè)有主軸、偏心輪和連桿，偏心輪裝于主軸上，連桿連接于偏心輪上；缸體單元包括缸體、設(shè)于缸體內(nèi)的活塞和氣閥，缸體端部蓋有缸蓋，活塞與連桿的頂端連接，缸體單元的功能是產(chǎn)生壓力氣體。電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元包括同步電機(jī)控制模塊、電機(jī)，電機(jī)與控制模塊之間通過導(dǎo)線連接；所述電機(jī)包括定子、轉(zhuǎn)子、電機(jī)后機(jī)座、電機(jī)前機(jī)座；定子裝于電機(jī)前機(jī)座和后機(jī)座內(nèi)，轉(zhuǎn)子套于電機(jī)軸上后裝于定子內(nèi)，所述的電機(jī)軸與所述的主軸為同軸。儲(chǔ)氣罐單元包括儲(chǔ)氣罐和銅管，缸體內(nèi)的壓力氣體通過銅管進(jìn)入儲(chǔ)氣罐。偏心輪通過平鍵與主軸連接。所述的電機(jī)為無軸承永磁同步電機(jī)?？刂颇K的功能是控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度與方向，控制三相電流過零點(diǎn)。所述的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)拖動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)缸體單元工作，電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)由控制模塊控制，控制模塊通過發(fā)出控制信號(hào)控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型具有整機(jī)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，無機(jī)械摩擦，不需潤(rùn)滑、無污染，壽命長(zhǎng)，免維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，可用于氣動(dòng)工具和制冷行業(yè)。

圖I為無軸承永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的空氣壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖I的A-A剖視示意圖。圖3為現(xiàn)有異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)和無軸承永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的空氣壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)比較圖。[0014]圖4為現(xiàn)有異步感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)和無軸承永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的空氣壓縮機(jī)電流比較圖。圖5為控制電路ー的電路原理圖。圖6為控制電路ニ的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步的說明。如圖所示，本實(shí)用新型包括機(jī)箱10，連接于機(jī)箱10上的缸體單元15和電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元。缸體單元15與儲(chǔ)氣罐單元連接。機(jī)箱10內(nèi)設(shè)有主軸5、偏心輪8和連桿9，偏心輪8裝于主軸5上，連桿9連接于偏心輪8上；缸體單元15包括缸體11、設(shè)于缸體11內(nèi)的活塞12和氣閥13，缸體11端部蓋有缸蓋14。活塞12與連桿9的頂端連接，缸體單元15的功能是產(chǎn)生壓カ氣體。壓カ氣體產(chǎn)生過程為缸體單元15通過偏心輪8旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)連桿9擺動(dòng)，連桿9擺動(dòng)帶動(dòng)活塞12在缸體11里上下移動(dòng)，從而產(chǎn)生壓カ氣體(高壓氣體)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元包括同步電機(jī)控制模塊I、電機(jī)，電機(jī)與控制模塊I之間通過導(dǎo)線3連接；所述電機(jī)包括定子2、轉(zhuǎn)子4、電機(jī)后機(jī)座6、電機(jī)前機(jī)座7 ;定子2裝于電機(jī)前機(jī)座7和后機(jī)座6內(nèi)，轉(zhuǎn)子4套于電機(jī)軸上后裝于定子2內(nèi)，所述的電機(jī)軸與所述的主軸5為同軸；儲(chǔ)氣罐單元包括儲(chǔ)氣罐17和銅管16，缸體11內(nèi)的壓カ氣體通過銅管16進(jìn)入儲(chǔ)氣罐17。偏心輪8通過平鍵與主軸5連接。所述的電機(jī)為無軸承永磁同步電機(jī)。控制模塊的功能是控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度與方向，控制三相電流過零點(diǎn)。所述的控制模塊包括控制電路ー和控制電路ニ，電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度與方向由控制電路ー控制，三相電流過零點(diǎn)由控制電路_■控制；所述的控制電路一包括單片機(jī)、保護(hù)電路和IGBT,單片機(jī)輸入有控制程序，用于控制IGBT的開關(guān)頻率和控制電機(jī)的電壓大??；IGBT的功能是開與關(guān)，以實(shí)現(xiàn)三相電流的換相?？刂齐娐伐税ǚ謮弘娮鑂56、R57、R58、電容C51、C52、C53、三只比較器LM393和三個(gè)光電耦合器TLP521，分壓電阻R56、R57、R58上分別并聯(lián)有電容C51、C52、C53，分壓電阻R56、R57、R58分別與三只比較器LM393連接，每只比較器LM393均連接有ー個(gè)光電耦合器 TLP521?？刂齐娐伐说墓ぷ髟硎菣z測(cè)到的端電壓信號(hào)，經(jīng)過分壓電阻分壓和電容濾波，U、V、W三相電壓變?yōu)檎也ㄐ盘?hào)，基準(zhǔn)信號(hào)為中性點(diǎn)電壓，U、V、W與基準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)過比較器LM393變?yōu)榉讲ㄐ盘?hào)，再經(jīng)光耦TLP521隔離后，輸入到單片機(jī)的中斷端ロ ；所述的電容有使相位滯后的作用，為了軟件編程的方便，經(jīng)實(shí)驗(yàn)電容為O. I #時(shí)，反電動(dòng)勢(shì)檢測(cè)到的過零點(diǎn)比實(shí)際的過零點(diǎn)滯后30°，因此可以在檢測(cè)到下降沿時(shí)直接跳變。所述的電機(jī)采用三相六拍的運(yùn)行方式，通過測(cè)量電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)的過零點(diǎn)，確定換相時(shí)機(jī)。本實(shí)用新型的壓縮機(jī)用偏心輪替代曲軸，大大減小了壓縮機(jī)的體積與重量，時(shí)減小了旋轉(zhuǎn)慣性和往復(fù)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量，減輕了壓縮機(jī)的振動(dòng)，還減小電機(jī)的轉(zhuǎn)速波動(dòng)，從而降低噪音，提高了效率。
權(quán)利要求1.一種無軸承永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)，包括機(jī)箱，連接于機(jī)箱上的缸體單元和電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，缸體單元與儲(chǔ)氣罐單元連接，其特征在于機(jī)箱內(nèi)設(shè)有主軸、偏心輪和連桿，偏心輪裝于主軸上，連桿連接于偏心輪上；缸體單兀包括缸體、設(shè)于缸體內(nèi)的活塞和氣閥，缸體端部蓋有缸蓋，活塞與連桿的頂端連接，缸體單元的功能是產(chǎn)生壓カ氣體； 電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元包括同步電機(jī)控制模塊、電機(jī)，電機(jī)與控制模塊之間通過導(dǎo)線連接；所述電機(jī)包括定子、轉(zhuǎn)子、電機(jī)后機(jī)座、電機(jī)前機(jī)座；定子裝于電機(jī)前機(jī)座和后機(jī)座內(nèi)，轉(zhuǎn)子套于電機(jī)軸上后裝于定子內(nèi)，所述的電機(jī)軸與所述的主軸為同軸； 儲(chǔ)氣罐単元包括儲(chǔ)氣罐和銅管，缸體內(nèi)的壓カ氣體通過銅管進(jìn)入儲(chǔ)氣罐。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無軸承永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)，其特 征在于偏心輪通過平鍵與主軸連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無軸承永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)，其特征在于所述的電機(jī)為無軸承永磁同步電機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無軸承永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)，其特征在于控制模塊的功能是控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度與方向，控制三相電流過零點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無軸承永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)，其特征在于所述的控制模塊包括控制電路ー和控制電路ニ，電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度與方向由控制電路ー控制，三相電流過零點(diǎn)由控制電路~■控制；所述的控制電路一包括單片機(jī)、保護(hù)電路和IGBT,單片機(jī)輸入有控制程序，用于控制IGBT的開關(guān)頻率和控制電機(jī)的電壓大??；IGBT的功能是開與關(guān)，以實(shí)現(xiàn)三相電流的換相；控制電路ニ包括分壓電阻R56、R57、R58、電容C51、C52、C53、三只比較器LM393和三個(gè)光電耦合器TLP521，分壓電阻R56、R57、R58上分別并聯(lián)有電容C51、C52、C53，分壓電阻R56、R57、R58分別與三只比較器LM393連接，每只比較器LM393均連接有一個(gè)光電耦合器TLP521。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種無軸承永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)，包括機(jī)箱，連接于機(jī)箱上的缸體單元和電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，缸體單元與儲(chǔ)氣罐單元連接，機(jī)箱內(nèi)設(shè)有主軸、偏心輪和連桿，偏心輪裝于主軸上，連桿連接于偏心輪上；缸體單元包括缸體、設(shè)于缸體內(nèi)的活塞和氣閥，缸體端部蓋有缸蓋，活塞與連桿的頂端連接，缸體單元的功能是產(chǎn)生壓力氣體。本實(shí)用新型具有整機(jī)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，無機(jī)械摩擦，不需潤(rùn)滑、無污染，壽命長(zhǎng)，免維護(hù)的特點(diǎn)，適用于氣動(dòng)工具和制冷行業(yè)。
文檔編號(hào)F04B35/04GK202402247SQ20112040138
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者劉國(guó)文, 鐘美鵬 申請(qǐng)人:嘉興學(xué)院