本發(fā)明涉及一種單相電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的小型通風(fēng)機(jī)，尤其涉及其機(jī)械、電磁結(jié)構(gòu)和控制方法的配合；在國際專利分類表中，分類屬于F04D25/08。
背景技術(shù)：
：小型通風(fēng)機(jī)使用廣泛，運(yùn)行時(shí)間長，頗需制造低成本和運(yùn)行節(jié)能。針對(duì)傳統(tǒng)小型通風(fēng)機(jī)以異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)效率偏低的情況，現(xiàn)有技術(shù)提出改由永磁同步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。但同步電動(dòng)機(jī)難以如異步電動(dòng)機(jī)那樣可以比較經(jīng)濟(jì)的手段調(diào)速，其以同步轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)的通風(fēng)機(jī)固定的輸出特性只能在設(shè)備中借助風(fēng)門等調(diào)節(jié)以滿足使用要求，該調(diào)節(jié)必導(dǎo)致流體能量損失而降低了設(shè)備能效。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提出一種由單相電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的小型通風(fēng)機(jī)，可以較高的能效用于設(shè)備，但成本較低。本發(fā)明解決所述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，一種單相電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的小型通風(fēng)機(jī)，包括：——按預(yù)定旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的葉輪；——直接驅(qū)動(dòng)所述葉輪的電動(dòng)機(jī)，其定子繞組按規(guī)定繞向經(jīng)控制電路接往單相電源，與定子極數(shù)相同的永磁轉(zhuǎn)子與定子間氣隙的寬度于每一極下沿規(guī)定旋轉(zhuǎn)方向收窄，因而在自由狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子各極的軸線以最靠近的定子一極的軸線為參照，沿所述旋轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)一銳角角度；其特征在于：所述定子的極數(shù)為2極，葉輪直徑不大于100mm；或者定子的極數(shù)為4極，葉輪直徑不大于150mm；所述控制電路包括：a)單相橋式整流電路，所述繞組經(jīng)該整流電路的交流端接往所述單相電源，一全控型電力電子器件直接或串聯(lián)一電流檢測(cè)電路跨接該整流電路的直流端；b)檢測(cè)電路，檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子的極性狀態(tài)和所述單相電源供給所述繞組的電壓極性，以確定轉(zhuǎn)子各極穿越氣隙的永磁磁通軸線方向和所述單相電源在定子各極產(chǎn)生穿越氣隙的主磁通軸線方向；c)含內(nèi)置程序的控制器，其輸出接往所述全控型電力電子器件的控制端，所述內(nèi)置程序含按檢測(cè)電路檢測(cè)到的信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述全控型電力電子器件，逐個(gè)半波控制所述單相電源輸入所述繞組的控制步驟；所述步驟包括：——在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，所述電力電子器件在所述主磁通軸線的相反方向與永磁磁通軸線相交為所述銳角角度時(shí)開通此時(shí)的電源半波，并持續(xù)至該半波到零時(shí)切斷；——在電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，所述電力電子器件在所述主磁通軸線與永磁磁通軸線方向完全相反或接近相反時(shí)，以脈沖控制方式開通此時(shí)的電源半波，并在永磁轉(zhuǎn)子因此轉(zhuǎn)動(dòng)至該二軸線方向完全相同或接近相同時(shí)，完全切斷此時(shí)的電源半波。實(shí)驗(yàn)表明，該巧妙控制經(jīng)濟(jì)實(shí)用，使該結(jié)構(gòu)的通風(fēng)機(jī)能以單相電源定向起動(dòng)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)，因而無需在設(shè)備中借助風(fēng)門等節(jié)制風(fēng)量，減少能量損失。所述控制電路的典型設(shè)計(jì)包括：——由4個(gè)二極管組成的整流橋(4)，其一交流端經(jīng)繞組(102)串聯(lián)接往單相電源一極(L)，另一交流端接往單相電源另一極(N)，晶體三極管(44)的集電極連接整流橋(4)直流正端，發(fā)射極串聯(lián)第1電阻(45)連接整流橋(4)的直流負(fù)端；——單片機(jī)(6)，其共地端(VSS)連接整流橋(4)的直流負(fù)端，輸出電路(63)接往晶體三極管(44)的控制極(41)；——所述單相電源的一極(L)經(jīng)第2電阻(7)串聯(lián)第1穩(wěn)壓二極管(8)連接共地端(VSS)，第2電阻(7)與第1穩(wěn)壓二極管(8)的串聯(lián)點(diǎn)(B)接往單片機(jī)(6)的第1輸入電路(61)，提供交流電源同步信號(hào)。該設(shè)計(jì)借整流橋一臂半波整流向單片機(jī)提供電源同步信號(hào)，節(jié)省了整流電路。進(jìn)一步設(shè)計(jì)單片機(jī)(6)的電源端(VDD)經(jīng)二極管(9)接往所述串聯(lián)點(diǎn)(B)，單片機(jī)(6)的電源端(VDD)與共地端(VSS)間跨接電容器(10)。單片機(jī)取得直流電源與交流電源同步信號(hào)共用穩(wěn)壓電路，更為節(jié)省。該技術(shù)方案的進(jìn)一步設(shè)計(jì)之一是：在電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，所述電力電子器件在所述永磁磁通軸線旋轉(zhuǎn)至與主磁通軸線方向完全相反之前，開通此時(shí)的電源半波，所提前的時(shí)間短于繞組電流滯后電壓的時(shí)間。該設(shè)計(jì)有利于增加每次開通的時(shí)間，因而提高電動(dòng)機(jī)的效率。該技術(shù)方案的進(jìn)一步設(shè)計(jì)之二是：所述脈沖控制與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速構(gòu)成閉環(huán)反饋控制，所需轉(zhuǎn)速信號(hào)取自所述檢測(cè)電路對(duì)所述轉(zhuǎn)子的極性狀態(tài)的檢測(cè)。該設(shè)計(jì)使失步但受控的轉(zhuǎn)速能更好地穩(wěn)定于不同的負(fù)載和調(diào)速比，尤其是較重負(fù)載以及較大的調(diào)速比的情況。該技術(shù)方案的進(jìn)一步設(shè)計(jì)之三是：所述檢測(cè)電路檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子的極性狀態(tài)是使用靠近所述轉(zhuǎn)子磁極表面安裝的磁性位置傳感器，以可靠檢測(cè)所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。該技術(shù)方案的進(jìn)一步設(shè)計(jì)之四是：所述永磁轉(zhuǎn)子朝向氣隙的圓柱面為良導(dǎo)體金屬層，以減輕脈沖控制導(dǎo)致的噪聲。本發(fā)明的技術(shù)方案和效果將在具體實(shí)施方式中結(jié)合附圖作進(jìn)一步的說明。附圖說明圖1是本發(fā)明各實(shí)施例通風(fēng)機(jī)基本機(jī)械結(jié)構(gòu)主視示意圖。圖2是本發(fā)明第1實(shí)施例通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)電磁基本結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明各實(shí)施例通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)控制電路示意圖。圖4是本發(fā)明第1實(shí)施例通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)霍爾元件輸出特性示意圖。圖5是本發(fā)明各實(shí)施例通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)第1方式控制信號(hào)波形示意圖。圖6是本發(fā)明各實(shí)施例通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)第2方式控制信號(hào)波形示意圖。圖7是本發(fā)明第2實(shí)施例通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)電磁基本結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是本發(fā)明第2實(shí)施例通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)霍爾元件輸出特性示意圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明各實(shí)施例通風(fēng)機(jī)基本機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括：——按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的軸流式葉輪1；——固定于機(jī)殼的電動(dòng)機(jī)2；——葉輪1連接于電動(dòng)機(jī)2的輸出軸，其具有4個(gè)葉片；按性能要求，葉片數(shù)也可以為3、5或6，但最好不要多于8片。葉輪為注塑成型，直徑120mm。葉輪不宜更大，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量宜盡量小，以配合電動(dòng)機(jī)2仍不太大的起動(dòng)力矩；——電動(dòng)機(jī)2為內(nèi)轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，包括定子100和永磁轉(zhuǎn)子200。本發(fā)明第1實(shí)施例通風(fēng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)電磁基本結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括：——轉(zhuǎn)子200，是其截面以二條相互垂直的對(duì)稱軸400分隔為4個(gè)對(duì)稱的90°的扇形并各徑向充磁為N、S、N、S的4極永磁轉(zhuǎn)子；——定子100由具有4個(gè)凸極的圓形鐵芯101和繞組102組成；繞組102是在4個(gè)凸極各繞一具有絕緣框架的線圈元件，然后按繞向串聯(lián)連接為4極，并因而在通電時(shí)產(chǎn)生4極的穿越定轉(zhuǎn)子之間氣隙的主磁通；——定子鐵芯101各凸極與轉(zhuǎn)子200間氣隙的寬度沿逆時(shí)針方向漸變收窄；因此在自由狀態(tài)即不通電和無外部流體以及旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)良好的情況下，轉(zhuǎn)子200受定子鐵芯吸引，各極的幾何軸線即穿越定轉(zhuǎn)子之間氣隙的永磁磁通軸線700、800分別以相鄰定子凸極的幾何軸線即穿越定轉(zhuǎn)子之間氣隙的主磁通軸線500、600為參照，沿逆時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)一較小的銳角Ω。本實(shí)施例設(shè)計(jì)該機(jī)械角為5°(電角度10°)。該角度可隨漸變收窄的比例而改變，并影響起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和效率。該設(shè)計(jì)可避免在自由狀態(tài)下轉(zhuǎn)子停留于其軸線與定子凸極的軸線重合而使通電時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為零的所謂“死點(diǎn)”位置，所形成的磁阻轉(zhuǎn)矩還有利于防止運(yùn)轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)子于交流電流過零時(shí)不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩而停轉(zhuǎn)；——線性的霍爾元件300，安裝于定子鐵芯100右側(cè)凸極的軸線500上靠近轉(zhuǎn)子200圓周的位置。本發(fā)明各實(shí)施例通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)控制電路如圖3，制成固定于電動(dòng)機(jī)非軸伸端的印刷電路板，該印刷電路板除連接霍爾元件300外，還安裝有：——由4個(gè)二極管組成的整流橋4，其一交流端經(jīng)繞組102串聯(lián)接往單相電源端子5一極L，另一交流端接往單相電源端子5另一極N；晶體三極管44的集電極連接整流橋4的直流正端，發(fā)射極串聯(lián)電阻45連接整流橋4的直流負(fù)端；——單片機(jī)6，其共地端VSS連接整流橋(4)的直流負(fù)端，輸出電路63接往晶體三極管44的控制極；——來自單相電源端子5的二極L、N的電壓經(jīng)整流橋4如圖右下臂的二極管半波整流和經(jīng)電阻7串聯(lián)穩(wěn)壓二極管8組成的電路整形，該電路的輸出B接往單片機(jī)6的輸入電路61。輸出B在單相電源端子5的電壓極性為正半波時(shí)為1而負(fù)半波時(shí)為0；——所述串聯(lián)點(diǎn)B經(jīng)二極管9連接單片機(jī)6的電源端VDD，該連接點(diǎn)與共地端VSS間跨接濾波電容器10，向單片機(jī)6提供5V穩(wěn)定電壓的直流電源；——晶體三極管44的發(fā)射極與電阻45的連接點(diǎn)接往單片機(jī)6的輸入電路64，其上的對(duì)地電位與電動(dòng)機(jī)的電流成正比。該輸入可用于閉環(huán)控制和進(jìn)行電動(dòng)機(jī)過電流或/和泵的空載保護(hù)；——調(diào)速設(shè)定端子K，接往單片機(jī)6的輸入電路65。霍爾元件300的輸出接往單片機(jī)6的輸入電路62。霍爾元件300的輸出特性為線性，因而霍爾元件300的輸出電平與穿越定轉(zhuǎn)子之間氣隙的永磁磁通軸線電角度的關(guān)系為正弦波特性。該特性如圖4所示，如圖2轉(zhuǎn)子200各極軸線700、800分別與定子各凸極軸線500、600重合時(shí)，正對(duì)霍爾元件300所在定子右側(cè)的凸極的若為N極，永磁磁通軸線電角度即為0°，霍爾元件300的輸出電平為最高——5V；若為S極，永磁磁通軸線電角度即為180°，霍爾元件300的輸出電平為最低——1V。此外，在自由狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子200各極永磁磁通軸線以相鄰定子凸極的軸線為參照沿逆時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)電角度約10°，當(dāng)轉(zhuǎn)子200朝向霍爾元件300所在定子右側(cè)的凸極的是N極時(shí)，霍爾元件300的輸出電平為4.97V；是S極時(shí)，則為1.03V。該特性存儲(chǔ)于單片機(jī)6中。按照右手螺旋法則對(duì)繞組102的繞向及其往單相電源端子5的連接設(shè)計(jì)為:單相電源端子5的電壓半波為正時(shí)，穿越定轉(zhuǎn)子之間氣隙的主磁通軸線的方向按圖2：對(duì)位于水平的軸線500上的左、右二個(gè)凸極為沿軸線500指向轉(zhuǎn)子200，對(duì)位于垂直的軸線600上的上、下二個(gè)凸極為沿軸線600背向轉(zhuǎn)子200；半波為負(fù)時(shí)則相反。因此，在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，單相電源端子5的電壓半波為正和霍爾元件300輸出為4.97V，或者半波為負(fù)和霍爾元件300輸出為1.03V時(shí)，主磁通軸線方向的反向(對(duì)位于水平的軸線500上的左、右二個(gè)凸極為沿軸線500背向轉(zhuǎn)子200，對(duì)位于垂直的軸線600上的上、下二個(gè)凸極為沿軸線600指向轉(zhuǎn)子200)與永磁磁通軸線方向相交為電角度約10°；在電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，單相電源端子5的電壓半波為正和霍爾元件300輸出為5V，或者半波為負(fù)和霍爾元件300輸出為1V時(shí)，主磁通軸線方向的反向與永磁磁通軸線方向相交為0°或接近0°。所謂“接近”是指雖然不為0°，但在容許的偏差內(nèi)。該控制出現(xiàn)于電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，葉輪和轉(zhuǎn)子為主的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的機(jī)械慣性被巧妙用于減輕不可避免的控制偏差的影響。單片機(jī)6內(nèi)置的軟件或硬件控制還包括：a)對(duì)輸入電路62的電平與所儲(chǔ)存的霍爾元件300的輸出特性進(jìn)行比較、判別和輸出的程序，其輸出A當(dāng)該電平為4.97V和電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)或者到達(dá)5V和電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)變?yōu)?，當(dāng)該電平為1.03V和電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)或者到達(dá)1V和電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)時(shí)變?yōu)?；b)以上述輸出A和輸出B二者為輸入的同或門邏輯控制的輸出L與A、B的邏輯關(guān)系，如下表；電源極性霍爾300輸出電平ABL主磁通的反向與永磁磁通夾角正半波電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)為4.97V，或運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為5V111起動(dòng)時(shí)為10°，或運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為0°正半波電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)為1.03V，或運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為1V100————————負(fù)半波電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)為4.97V，或運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為5V010————————負(fù)半波電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)為1.03V，或運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為1V001起動(dòng)時(shí)為10°，或運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為0°c)上述L為1時(shí)，單片機(jī)6的輸出電路63向晶體三極管44的控制極41輸出脈沖電壓。該脈沖電壓于相應(yīng)電源極性半波結(jié)束之前結(jié)束，且在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)為恒定值，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)為頻率固定脈寬可調(diào)的脈沖群且其導(dǎo)通比通過單片機(jī)6內(nèi)置的軟件或硬件可調(diào)。晶體三極管44在控制極41獲得上述脈沖電壓后按其形態(tài)開通，使單相電源端子5向繞組102供電，轉(zhuǎn)子200因而起動(dòng)或繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。由于控制極41獲得的脈沖電壓于相應(yīng)電源極性半波結(jié)束之前結(jié)束，晶體三極管44此次半波開通至該半波過零時(shí)完全截止，然后在緊接著的下一半波再次按檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行控制：符合所述條件，即L為1時(shí)，再次開通，否則完全截止。電動(dòng)機(jī)按上述脈沖群導(dǎo)通比為1運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，各信號(hào)的波形如圖5所示：51為單相電源端子5的波形，52為整形電路輸出B的波形，31為霍爾元件300的輸出電平的波形，32為單片機(jī)6內(nèi)置的軟件或硬件對(duì)霍爾元件300的輸出電平與所述儲(chǔ)存的霍爾元件300輸出特性比較后的輸出A的波形，64為單片機(jī)6的輸出電路63向晶體三極管44的控制極41輸出的電壓脈沖的波形，74為施加于繞組102的電壓波形。泵此時(shí)額定負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)于同步轉(zhuǎn)速，輕載時(shí)平均轉(zhuǎn)速會(huì)高于同步轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)按上述脈沖群導(dǎo)通比為2/3運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，各信號(hào)的波形如圖6所示：51、52與圖5中的意義相同。31’為霍爾元件300的輸出電平的波形，可見此時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速約降低為開通比為1時(shí)的1半；32’為單片機(jī)6內(nèi)置的軟件或硬件對(duì)31’的輸出電平與所述儲(chǔ)存的霍爾元件300輸出特性比較后的輸出A的波形；64’為單片機(jī)6的輸出電路63向晶體三極管44的控制極41輸出的電壓脈沖的波形，可見開通比為2/3的方波脈沖群；74’為施加于繞組102的電壓波形，可見開通比為2/3和包絡(luò)線為非完整正弦波且不太有規(guī)律的脈沖群，其施加于繞組102的電壓有效值低于額定電壓，轉(zhuǎn)子200的轉(zhuǎn)速因而降低，使通風(fēng)機(jī)風(fēng)量和壓力相應(yīng)降低而無需在設(shè)備中借助風(fēng)門等調(diào)節(jié)，達(dá)到高能效。該降速也可用于改善通風(fēng)機(jī)輕載(如于外部順向風(fēng)運(yùn)轉(zhuǎn))時(shí)平均轉(zhuǎn)速會(huì)高于同步轉(zhuǎn)速以至噪聲過大的問題。以上述對(duì)永磁通相對(duì)主磁通軸線方向相同、相反或接近相同、相反位置的檢測(cè)方法，對(duì)輸入電路62的電平與所儲(chǔ)存的霍爾元件300的輸出特性進(jìn)行比較可得到轉(zhuǎn)子200所有旋轉(zhuǎn)位置的電角度，內(nèi)置程序以這些電角度增量除以相應(yīng)時(shí)間增量得到轉(zhuǎn)子200的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速或平均轉(zhuǎn)速，以該轉(zhuǎn)速反饋控制所述脈沖群的導(dǎo)通比：當(dāng)轉(zhuǎn)速高于內(nèi)置或調(diào)速設(shè)定端子K輸入的設(shè)定值時(shí)，減少導(dǎo)通比；反之則增加，因而使轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。因此，改變調(diào)速設(shè)定端子K的輸入即可調(diào)速，該輸入為模擬或數(shù)字量，在內(nèi)置程序相應(yīng)設(shè)計(jì)即可。本發(fā)明第2實(shí)施例通風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)電磁基本結(jié)構(gòu)如圖7所示(以下敘述對(duì)圖7中的標(biāo)記未列舉者，均與圖2同一標(biāo)號(hào)的意義相同)，其與第1實(shí)施例的差異主要在于：a)霍爾元件300改為安裝于定子鐵芯右、上二個(gè)凸極之間的對(duì)稱軸線上靠近轉(zhuǎn)子200的圓周的位置，即相當(dāng)于第1實(shí)施例的位置沿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)遷移了機(jī)械角45°或電角度90°；b)由于a)，霍爾元件300的輸出電平與轉(zhuǎn)子200永磁磁通軸線方向的關(guān)系逆時(shí)針遷移90°，如圖7所示?？梢?，相同坐標(biāo)系圖7特性曲線相比圖4向右平移了90°，霍爾元件300的輸出電平在永磁磁通軸線方向?yàn)?°和180°時(shí)均為3V(高、低電平的中間值)，但0°時(shí)的瞬時(shí)值越過3V時(shí)升高(前一瞬時(shí)值取樣為2.9V)，180°時(shí)則降低(前一瞬時(shí)值取樣為3.1V)。c)由于b)，對(duì)第1實(shí)施例中單片機(jī)6內(nèi)置的軟件或硬件控制中的a)項(xiàng)改為：——對(duì)輸入電路62的電平與所儲(chǔ)存的霍爾元件300的輸出特性進(jìn)行比較、判別和輸出的程序，其輸出A當(dāng)該電平的瞬時(shí)值為3V且越過3V升高時(shí)變?yōu)?，降低時(shí)變?yōu)?。其實(shí)，霍爾元件300可安裝于就機(jī)械結(jié)構(gòu)而言以任何更方便的角度靠近轉(zhuǎn)子200圓周的位置，只需參照上述a)、b)、c)的辦法，按照該位置相對(duì)于之前的安裝位置沿旋轉(zhuǎn)方向前或向后移的角度，并按照該角度把單片機(jī)6原來所儲(chǔ)存的霍爾元件300的輸出特性相應(yīng)向右或向左平移，以及按照該遷移后的特性，確定霍爾元件300的輸出電平在永磁磁通軸線方向分別為0°和180°時(shí)的值及其升降情況，并以該二值及其升降情況作為輸出A的比較、判別和輸出的依據(jù)，對(duì)單片機(jī)6內(nèi)置的軟件或硬件控制相應(yīng)修改。例如，若霍爾元件300的安裝位置改為相比第1實(shí)施例的位置逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)遷移機(jī)械角22.5°或電角度45°，則：a)霍爾元件300的輸出電平與轉(zhuǎn)子200永磁磁通軸線方向的關(guān)系即特性曲線如圖7所示，其相比圖4向右平移了45°，霍爾元件300的輸出電平在永磁磁通軸線方向?yàn)?°時(shí)為4.41V且瞬時(shí)值越過4.41V時(shí)升高(前一瞬時(shí)值取樣為4.38V)，為180°時(shí)為1.59V且瞬時(shí)值越過1.59V時(shí)降低(前一瞬時(shí)值取樣為1.56V)。b)對(duì)第1實(shí)施例中單片機(jī)6內(nèi)置的軟件或硬件控制中的a)項(xiàng)改為：——對(duì)輸入電路62的電平與所儲(chǔ)存的霍爾元件300的輸出特性進(jìn)行比較、判別和輸出的程序，其輸出A當(dāng)該電平的瞬時(shí)值為4.41V且越過4.41V時(shí)升高時(shí)變?yōu)?；當(dāng)該電平的瞬時(shí)值為1.59V且越過1.59V時(shí)降低時(shí)變?yōu)?。上述各實(shí)施例通風(fēng)機(jī)在電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，均設(shè)計(jì)為在永磁磁通軸線旋轉(zhuǎn)至主磁通軸線的相反方向時(shí)開通電源。該設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單可靠。然而，由于繞組的感性電流的滯后于電壓，該開通時(shí)間可適當(dāng)提前。該提前是指永磁磁通軸線沿旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)至接近主磁通軸線的相反方向時(shí)即開通電源。但對(duì)該提前應(yīng)予以限制，只要該提前時(shí)間不長于繞組電流滯后于電壓的時(shí)間即可。可通過測(cè)定繞組電流的功率因數(shù)確定繞組電流滯后時(shí)間。然后，把單片機(jī)6中用于與所儲(chǔ)存的霍爾元件300的輸出特性比較判別的電平瞬時(shí)值，修改為按所述電流滯后時(shí)間提前的永磁磁通軸線旋轉(zhuǎn)的電角度(可按電流功率因數(shù)角除以極對(duì)數(shù)計(jì)算)在所儲(chǔ)存的霍爾元件300的輸出特性中對(duì)應(yīng)的電平瞬時(shí)值，并參照實(shí)施例2所述辦法控制，即可實(shí)現(xiàn)晶體三極管44在主磁通軸線與永磁磁通軸線方向接近相反時(shí)開通此時(shí)的交流電源半波。該設(shè)計(jì)可有更高的效率，進(jìn)一步減輕了起動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)的脈動(dòng)，并提高起動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)的平均轉(zhuǎn)矩。但為可靠起見，提前時(shí)間最好稍微短些，即留適當(dāng)?shù)脑Ａ?。例如，若測(cè)試?yán)@組電流的功率因數(shù)角為45°,所提前的永磁磁通軸線旋轉(zhuǎn)角度可設(shè)定為約30°，因此：對(duì)于實(shí)施例1的電動(dòng)機(jī)，對(duì)前述單片機(jī)6內(nèi)置的軟件或硬件控制的a)項(xiàng)可修改為：——對(duì)輸入電路62的電平與所儲(chǔ)存的霍爾元件300的輸出特性進(jìn)行比較、判別和輸出的程序，其輸出A當(dāng)該電平的瞬時(shí)值為4.73V且在升高(前一瞬時(shí)值取樣為4.70V)時(shí)變?yōu)?，當(dāng)該電平的瞬時(shí)值為1.27V且在降低(前一瞬時(shí)值取樣為1.30V)時(shí)變?yōu)?。對(duì)于實(shí)施例2的電動(dòng)機(jī)，對(duì)前述單片機(jī)6內(nèi)置的軟件或硬件控制的a)項(xiàng)可修改為：——對(duì)輸入電路62的電平與所儲(chǔ)存的霍爾元件300的輸出特性進(jìn)行比較、判別和輸出的程序，其輸出A當(dāng)該電平的瞬時(shí)值為2.00V且在升高(前一瞬時(shí)值取樣為1.97V)時(shí)變?yōu)?，當(dāng)該電平的瞬時(shí)值為4.00V且在降低(前一瞬時(shí)值取樣為4.03V)時(shí)變?yōu)?。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，也可如同在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)一樣，設(shè)計(jì)在永磁磁通軸線沿旋轉(zhuǎn)方向稍微超越主磁通軸線的相反方向后開通相應(yīng)的交流電源半波，但電源電壓的利用降低，效果相對(duì)稍差些。此外，還可以有如下設(shè)計(jì)：——霍爾元件改為鎖鍵型或開關(guān)型，其輸出電平在永磁轉(zhuǎn)子磁極分界線掠過時(shí)發(fā)生階躍變化，因而確定永磁轉(zhuǎn)子位置，以此為基礎(chǔ)加上適當(dāng)?shù)臅r(shí)間運(yùn)算，設(shè)計(jì)單片機(jī)內(nèi)置的軟件或硬件。還可改用電磁式或光電式位置傳感器，可參見《電機(jī)工程手冊(cè)》?！鰴z測(cè)電路還可以改按現(xiàn)有技術(shù)檢測(cè)繞組電流、電壓，按照磁飽和原理或反電動(dòng)勢(shì)原理推斷出所述轉(zhuǎn)子的極性狀態(tài)?！D(zhuǎn)子200的鐵氧體圓柱面套以等長的純鋁或純銅套筒。實(shí)驗(yàn)表明該套筒對(duì)于減輕脈沖控制導(dǎo)致的噪聲特別有效，可以使通風(fēng)機(jī)調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)更平穩(wěn)?！妱?dòng)機(jī)也可為U型電機(jī)那樣的2極電動(dòng)機(jī)，上述相應(yīng)機(jī)械角加倍，即與所述電角度相同。此時(shí)泵的同步轉(zhuǎn)速為4極電機(jī)的2倍，葉輪直徑需相應(yīng)減小，宜不大于70mm?！~輪可因應(yīng)殼體出風(fēng)口方向設(shè)計(jì)為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，只需在設(shè)計(jì)上按照之前的描述將所用到的術(shù)語“逆時(shí)針”均改為“順時(shí)針”即可?！鐭o需檢測(cè)電流進(jìn)行相應(yīng)控制，晶體三極管的發(fā)射極也可以不串聯(lián)電阻?！诰w三極管集電極和發(fā)射極間并聯(lián)適當(dāng)?shù)淖枞蓦娐?，或?qū)@組102并聯(lián)電容器，以吸收晶體三極管斷路時(shí)的過電壓?！w三極管最好使用IGBT，也可以改為采用可關(guān)斷晶閘管(GTO)?！}沖控制可為固定頻率的脈沖寬度控制或固定脈寬的脈沖頻率控制或二者兼有。這些控制可利用單片機(jī)內(nèi)固有的脈沖生成程序，適當(dāng)設(shè)置參數(shù)即可。且均可設(shè)置單片機(jī)內(nèi)置程序，以31或31’波形所反映的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)施調(diào)速或/和閉環(huán)穩(wěn)速控制。當(dāng)前第1頁1 2 3