專利名稱：單機電機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及單相電機，特別是在轉子上安裝環(huán)狀磁鐵，將制動磁鐵和孔傳感器與上述環(huán)狀磁鐵分別對向配置的單相電機。
背景技術：
一般，單相電機有交直流兩用電機、BLDC電機、開關磁阻電機等。


圖1是以往技術的單相開關磁阻電機的電路圖。以往技術的單相開關磁阻電機(Switched Reluctanc MotorSRM)由驅動電路10、從上述驅動電路10上施加電源的定子20、旋轉的轉子30構成，該旋轉的轉子30若位于上述定子20的內(nèi)部可旋轉位置時，若對上述定子20施加電源，通過與上述定子20間發(fā)生的磁阻轉矩而旋轉。
上述定子20是由，形成上下開放圓筒形的軛鐵22、從上述軛鐵22的內(nèi)壁向著上述轉子30在圓周方向上以一定間隔突出形成的6個凸極24、分別繞線在上述6個凸極24上，由上述驅動電路10供給電流的勵磁線圈26構成。
上述轉子30迭層地形成磁芯34，其是在外周面上沿圓周方向以一定間隔突出形成6個凸極32，在上述轉子30的中央設置向外部傳送電機的驅動力的旋轉軸12，而且與上述轉子30同時旋轉。
上述驅動電路10根據(jù)與上述轉子30的位置及速度有關的信息來控制在上述勵磁線圈26中流動的電流強度。
在這樣構成的單相開關磁阻電機中，若從驅動電路10向勵磁線圈26中供給電流后，在上述定子20和轉子30間發(fā)生磁阻時，則上述轉子30向磁阻最小的方向旋轉。
另一方面，在以往的單相開關磁阻電機中，為了使上述旋轉軸12經(jīng)常在有效旋轉方向旋轉，而在上述定子20的凸極24上纏繞輔助線圈(未圖示出)，當從上述驅動電路10切斷電源時，上述轉子30的凸極32則置于上述定子20的凸極24的有效轉矩發(fā)生區(qū)域內(nèi)，使轉子30在有效旋轉方向進行初期驅動。
上述使用以往技術的單相電機，為了電機的初期驅動及運轉，必須安裝結構復雜的附加裝置，所以存在實用性差的問題。
而且，為了掌握電機運轉時所要求的轉子的位置及速度的信息，還設置光傳感器或孔傳感器(未圖示出)。
發(fā)明要解決的課題本發(fā)明是鑒于上述以往技術中存在的問題而進行的，其目的在于簡單地實現(xiàn)可以掌握電機運轉時必要的轉子的初期驅動位置設定和轉子的位置以及速度信息的裝置，提供實用性高的單相電機。
解決課題的方案為了達到上述目的，本發(fā)明的單相電機由下述構成，即定子、在上述定子施加電源時可旋轉的轉子、設置成與上述轉子一起旋轉的環(huán)狀磁鐵、制動磁鐵及傳感器元件。上述制動磁鐵作用是在上述轉子制動時，使用與上述環(huán)狀磁鐵作用的磁力使上述轉子位于有效轉矩發(fā)生區(qū)域；上述傳感器是為了檢測上述轉子的位置及速度，在上述轉子旋轉時感知與上述環(huán)狀磁鐵間發(fā)生的勵磁變化。
發(fā)明實施方案以下，按照附圖詳細地說明本發(fā)明的優(yōu)選的實施方案。
圖2是本發(fā)明的單相開關磁阻電機的斜視圖，圖3是本發(fā)明的單相開關磁阻電機的剖視圖。
上述本發(fā)明的一個實施例的單相開關磁阻電機由下述構成，即包括了定子50、轉子60、與上述轉子60一起旋轉設置的環(huán)狀磁鐵70、制動磁鐵80、傳感器元件90。上述轉子60是可旋轉地設置在上述定子50的內(nèi)部，在向上述定子50施加電源時，通過與上述定子50間發(fā)生的磁阻轉矩可以進行旋轉；上述制動磁鐵80是在上述轉子60制動時，使用與上述環(huán)狀磁鐵70作用的磁力使上述轉子60位于有效轉矩發(fā)生區(qū)域；上述傳感器元件90是在上述轉子60旋轉時檢測與上述環(huán)狀磁鐵70間發(fā)生的勵磁變化，并檢測上述轉子60的位置及速度。
上述定子50，由形成圓筒形的軛鐵51、從上述軛鐵51的內(nèi)壁向著上述轉子60沿圓周方向以一定間隔突出形成的6個凸極52和繞線在上述6個凸極52上的勵磁線圈53構成。
上述轉子60迭層形成磁芯62，其是在外周面上沿圓周方向以一定間隔向著上述定子50突出形成6個凸極61，在上述轉子60的中央設置向外部傳送電機的驅動力的旋轉軸64，而且與上述轉子60同時旋轉。
在上述旋轉軸64的兩端和形成電機的外觀的電機殼(未圖示出)間安裝可旋轉支承上述旋轉軸64的軸承65。
上述環(huán)狀磁鐵70嵌入到上述旋轉軸64的上側并被固定，如圖4a及圖4b所示，形成的N極和S極沿圓周方向地交替排列，N極及S極的個數(shù)分別為上述轉子60的凸極61個數(shù)的n(n是自然數(shù))倍。在本發(fā)明中，上述環(huán)狀磁鐵70的N極、S極數(shù)分別與上述轉子60的凸極61的個數(shù)相同地形成6個。
另一方面，在上述定子50的上面嵌合支承的保護架100，以使上述制動磁鐵80和傳感器元件90與上述環(huán)狀磁鐵70沿半徑方向對置。
上述保護架100，在中央部位環(huán)繞著上述環(huán)狀磁鐵70的外周形成孔101，底面嵌入在上述定子50的上面形成的槽54內(nèi)，形成具有規(guī)定的長度的嵌入腳102，以使上述制動磁鐵80和傳感器元件90與上述環(huán)狀磁鐵70在半徑方向對置。
在上述保護架100上設置裝有電氣元件的印刷電路基板92，該電氣元件是根據(jù)上述傳感器元件90所檢測到的上述轉子60的位置及速度信息來控制電機的。
上述制動磁鐵80是N極及S極數(shù)分別為1個的棒磁鐵，以上述保護架100的孔101為中心，在上述保持架100的一側至少設置1個，為了使上述旋轉軸64經(jīng)常僅僅在有效旋轉方向旋轉，在切斷流過上述定子50的勵磁線圈53的電流時，使用與上述環(huán)狀磁鐵70相互作用的磁力，使上述轉子60位于有效轉矩發(fā)生區(qū)域而被制動。
即，如圖4a及圖4b所示，上述轉子60，由于起動時轉子60的凸極61向著更近位置的定子50的凸極52旋轉，所以當上述轉子60的有效旋轉方向在逆時針方向時，用“a”表示的上述轉子60的凸極61，比起位于用“b”表示的順時針方向的定子50的凸極52，可在位于用“c”表示的逆時針方向的定子50的凸極52更近的位置被制動。上述制動磁鐵80，若切斷電源，可使上述環(huán)狀磁鐵70及轉子60以一定角度旋轉。
上述傳感器元件90是利用孔效應，檢測與傳感器元件90相對的環(huán)狀磁鐵70的極性的孔傳感器，上述保護架100的孔101為中心，在上述保護架100另一側至少設置1個，上述環(huán)狀磁鐵70與上述轉子60同時旋轉時，通過與上述環(huán)狀磁鐵70間發(fā)生的勵磁變化來檢測上述轉子60的位置及速度。
這樣構成的本發(fā)明的動作如下。
首先，轉子60在通過環(huán)狀磁鐵70和制動磁鐵80的相互作用位于有效轉矩發(fā)生區(qū)域的狀態(tài)，在定子50的勵磁線圈53流動電流時，在定子50和轉子60間發(fā)生磁阻，與上述轉子60一起的旋轉軸64、環(huán)狀磁鐵70在有效旋轉方向旋轉。
此時，上述傳感器元件90由于上述環(huán)狀磁鐵70旋轉，通過與上述環(huán)狀磁鐵70間發(fā)生的勵磁變化來檢測上述轉子60的位置及速度，控制上述轉子60的速度。
另一方面，若切斷流過上述定子50的勵磁線圈53的電流，上述轉子60、環(huán)狀磁鐵70及旋轉軸64停止，但如圖4a所示，若環(huán)狀磁鐵70和制動磁鐵80的極相反，夾緊力起作用時，上述環(huán)狀磁鐵70通過與上述制動磁鐵80的磁力以一定角度旋轉并停止在與上述制動磁鐵80間引力作用的位置。
此時，上述轉子60，由于與上述環(huán)狀磁鐵70一體結合地旋轉，所以如圖4b所示，與上述環(huán)狀磁鐵70一起以一定角度旋轉后，轉子60的凸極61在有效轉矩發(fā)生區(qū)域內(nèi)停止。
另一方面，本發(fā)明的另外一個實施例的環(huán)狀磁鐵的設置結構如圖5a及圖5b所示。
如圖5a所示，在轉子110的中央整體旋轉地設置旋轉軸112，環(huán)狀磁鐵114上下方向地嵌合在上述旋轉軸112后，在上述轉子110的上側面迭層地固定。
另外，如圖5b所示，在轉子120的中央整體旋轉地設置旋轉軸122，環(huán)狀磁鐵124，其內(nèi)徑比上述旋轉軸122的外徑大，在距離上述轉子120上方向一定距離的旋轉軸122的上部緩緩地嵌合后，通過在上述旋轉軸122之間充填注塑成型材料(m)，與上述旋轉軸122可以一體旋轉而被固定。
此外，上述圖5a及圖5b，除了環(huán)狀磁鐵的設置構造外，與圖3及圖4所示的單相開關磁阻電機是相同的，所以，省略了對其說明。
本發(fā)明的其他實施例的環(huán)狀磁鐵和制動磁鐵、傳感器的結構如圖6所示。
如圖6所示，在保持架140上，為了使上述保持架140設置在環(huán)狀磁鐵130的上側，將具有固定長度的嵌合腳141對著定子132突出地形成并嵌合在上述定子132的上側面，在上述保持架140的中央部形成貫通孔142，以便使和轉子133一起旋轉的旋轉軸134可以旋轉，在上述保持架140的底面分別與上述環(huán)狀磁鐵130的軸向對置地設置著制動磁鐵136和傳感器元件138。
圖6中，除了保持架的形狀和、制動磁鐵及傳感器部和環(huán)狀磁鐵的構造外，其他與圖3及圖4所示的單相開關磁阻電機是相同的，所以，省略了其說明。
以上所構成的本發(fā)明的單相電機，是在轉子上結合環(huán)狀磁鐵，在上述環(huán)狀磁鐵的一側，制動磁鐵對向地配置，在制動時，上述轉子通過作用在上述環(huán)狀磁鐵和制動磁鐵間的磁力，可以在有效轉矩發(fā)生的領域內(nèi)制動，轉子可以經(jīng)常地在有效的旋轉方向進行旋轉，另外，在上述環(huán)狀磁鐵的另一側，對向地配置著孔傳感器，在上述轉子旋轉時，可以檢測轉子的位置及速度，所以可以簡單且廉價地得到作用于電機的初期驅動和運轉的附加裝置，提高了電機的實用性。
圖的簡單說明圖1以往技術的單相開關磁阻電機的電路圖。
圖2本發(fā)明的單相開關磁阻電機的斜視圖。
圖3本發(fā)明的單相開關磁阻電機的剖視圖。
圖4a表示本發(fā)明的單相開關磁阻電機制動時，決定制動位置前的狀態(tài)圖。
圖4b表示本發(fā)明的單相開關磁阻電機制動時，決定制動位置后的狀態(tài)圖。
圖5a表示本發(fā)明環(huán)狀磁鐵的其他實施例的設置結構的半剖視。
圖5b表示本發(fā)明環(huán)狀磁鐵的另外其他實施例的設置結構的半剖視圖。
圖6表示本發(fā)明其他實施例的環(huán)狀磁鐵和制動磁鐵、傳感器元件的配置構造的剖視圖。
權利要求
1.一種單相電機，其特征是，由定子、在上述定子施加電源時可旋轉的轉子、設置成與上述轉子一起旋轉的環(huán)狀磁鐵、制動磁鐵構成，上述制動磁鐵是在上述轉子制動時，使用與上述環(huán)狀磁鐵作用的磁力使上述轉子位于有效轉矩的發(fā)生區(qū)域。
2.根據(jù)權利要求1所述的單相電機，其特征是，上述環(huán)狀磁鐵的N極和S極在圓周方向相互交替地排列，極數(shù)是上述轉子極數(shù)的n倍(n是自然數(shù))。
3.根據(jù)權利要求1所述的單相電機，其特征是，上述環(huán)狀磁鐵嵌入軸向設置的旋轉軸的端部并被固定，而且與上述轉子一起旋轉。
4.根據(jù)權利要求3所述的單相電機，其特征是，上述環(huán)狀磁鐵通過與上述旋轉軸間形成的壓模的模塑材料被固定在上述旋轉軸上。
5.根據(jù)權利要求1所述的單相電機，其特征是，上述環(huán)狀磁鐵在轉子兩個側面中的任何一面迭層后被固定。
6.根據(jù)權利要求1所述的單相電機，其特征是，在上述定子的上部裝有圍繞上述環(huán)狀磁鐵的保持架，在上述保持架上，上述制動磁鐵與上述環(huán)狀磁鐵對向地固定著。
7.根據(jù)權利要求1所述的單相電機，其特征是，上述制動磁鐵與上述環(huán)狀磁鐵在半徑方向相對地配置。
8.根據(jù)權利要求1所述的單相電機，其特征是，上述制動磁鐵與上述環(huán)狀磁鐵在軸方向相對地配置。
9.根據(jù)權利要求1所述的單相電機，其特征是，為了檢測上述轉子的位置及速度，進而包括在上述轉子旋轉時，檢測與上述環(huán)狀磁鐵間發(fā)生的勵磁變化的傳感器元件。
10.根據(jù)權利要求9所述的單相電機，其特征是，在上述定子的上部安裝著圍繞上述環(huán)狀磁鐵的保持架，上述傳感器元件固定在上述保持架上，而且與上述環(huán)狀磁鐵相對地設置。
11.根據(jù)權利要求9所述的單相電機，其特征是，上述傳感器元件與上述環(huán)狀磁鐵在半徑方向相對地設置。
12.根據(jù)權利要求9所述的單相電機，其特征是，上述傳感器元件與上述環(huán)狀磁鐵在軸方向相對地設置。
13.根據(jù)權利要求9所述的單相電機，其特征是，上述傳感器元件是由利用孔效應檢測在上述轉子旋轉時上述環(huán)狀磁鐵的極性的孔傳感器構成的。
全文摘要
一種單相電機，其由下述構成，即定子、在上述定子上施加電源時可旋轉的轉子、設置成與上述轉子一起旋轉的環(huán)狀磁鐵、制動磁鐵及傳感器元件。上述制動磁鐵的作用是，在上述轉子制動時，使用與上述環(huán)狀磁鐵作用的磁力使上述轉子位于有效轉矩的發(fā)生區(qū)域；上述傳感器元件是為了檢測上述轉子的位置及速度，在上述轉子旋轉時，檢測與上述環(huán)狀磁鐵間發(fā)生的磁場變化。可以簡單地實現(xiàn)在電機運行時轉子的初期驅動位置設定和轉子位置及速度信息的裝置，提高了實用性。
文檔編號H02K11/00GK1487652SQ0314814
公開日2004年4月7日 申請日期2003年7月2日 優(yōu)先權日2002年10月1日
發(fā)明者金相永, 李堯漢, 林俊英, 崔鏞遠 申請人:Lg電子株式會社