專利名稱：程序控制無刷直流電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直流電動(dòng)機(jī)，尤其是一種用預(yù)置的固定機(jī)電程序運(yùn)行的程序控制無刷直流電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
眾所周知，無刷直流電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行的基本條件是1、接通電源后，電動(dòng)機(jī)定磁極與動(dòng)磁極(永磁體磁極與電磁線圈磁極)在圓周配合氣隙磁場(chǎng)中任意相互位置，其相互作用的電磁矢量合力F大于零，否則電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)有死點(diǎn)；2、動(dòng)磁極旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)后與定磁極相互作用的電磁轉(zhuǎn)矩T接近零位置前，電磁線圈磁極必須換向，否則電機(jī)效率低。
從上述無刷直流電動(dòng)正常運(yùn)行的基本條件推論；1、接通電源后，電動(dòng)機(jī)的定磁極與動(dòng)磁極(永磁體磁極與電磁線圈磁極)在圓周配合氣隙磁場(chǎng)中任意相互位置，其相互作用的電磁矢量合力F越接近最大值Fem，其啟動(dòng)性能越好，并且啟動(dòng)時(shí)扭矩大；2、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中，電磁線圈磁極換向時(shí)，動(dòng)磁極與定磁極相互作用的電磁轉(zhuǎn)矩T越接近最大值Tem，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩波動(dòng)越小，并且扭力平均值提高。
目前，解決無刷直流電動(dòng)機(jī)應(yīng)用技術(shù)，主要流行兩種方法1、電動(dòng)機(jī)的三相電樞線圈組按星Y)型連接加換向控制系統(tǒng)，如圖1所示；2、電動(dòng)機(jī)的電樞線圈線組按三角型(Δ)連接加換向控制系統(tǒng)，如圖2所示。
對(duì)于圖1所示模式，無刷直流電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中，三相電樞線圈繞組，總有一相電樞線圈繞組懸空，影響無刷直流電動(dòng)機(jī)比功率的提高，其余兩相電樞線圈繞組為串接狀態(tài)，增加了內(nèi)阻，影響無刷直流電動(dòng)機(jī)效率的提高。
對(duì)于圖2所示模式，如中國(guó)專利CN1373926A中公開的用于無刷電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)步進(jìn)控制器的換向電器，提出了無刷直流電動(dòng)機(jī)三相六狀態(tài)及控制方法，無刷直流電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)一周，依順序，電樞線圈繞組進(jìn)行六次換相，換向角為60°。其目的是在電動(dòng)機(jī)接近失速時(shí)，即當(dāng)動(dòng)磁極轉(zhuǎn)動(dòng)后與定磁極相互作用的電磁矢量合力F接近零位置時(shí)，通過檢測(cè)與控制系統(tǒng)對(duì)電樞線圈繞組強(qiáng)制換相，并將上一個(gè)電磁作用周期乘余的慣性矩保留在換相后的周期，以提高無刷直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性。此方案不足之處在于無刷直流電動(dòng)機(jī)已接近失速時(shí)，即當(dāng)動(dòng)磁極轉(zhuǎn)動(dòng)后與定磁極相互作用的電磁矢量合力F接零位置時(shí)，才通過檢測(cè)與控制系統(tǒng)對(duì)電樞線圈繞組強(qiáng)制換相，其電磁轉(zhuǎn)矩運(yùn)行狀態(tài)為0-Tem-0，波動(dòng)周期為60°，輸出轉(zhuǎn)矩為波動(dòng)曲線，平均值較低，見圖3。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種讓無刷直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、運(yùn)行時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩狀態(tài)始經(jīng)保持在電磁轉(zhuǎn)矩的最大值Fem附近，其輸出轉(zhuǎn)矩波動(dòng)幅度小，轉(zhuǎn)矩平均值增大，提高轉(zhuǎn)矩特性的程序控制無刷直流電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明采用了這樣的技術(shù)方案一種程序控制無刷直流電動(dòng)機(jī)，包括有外轉(zhuǎn)子、內(nèi)定子和電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路，其特點(diǎn)是所述外轉(zhuǎn)子的外殼內(nèi)圓柱面上均勻分布設(shè)置有NS轉(zhuǎn)子永磁體，外轉(zhuǎn)子的端蓋內(nèi)壁中部圓平面的圓周上均勻分布設(shè)置有觸發(fā)永磁體；所述的內(nèi)定子上設(shè)有定子電磁線圈繞組，定子電磁線圈繞組按每相鄰三組線圈串聯(lián)連接為一支三角形負(fù)載電磁線圈，三角形負(fù)載電磁線圈之間并聯(lián)連接；觸發(fā)永磁體相對(duì)的內(nèi)定子端部固設(shè)有圓形霍爾傳感器安裝板，霍爾傳感器安裝板上固設(shè)有6個(gè)霍爾傳感器，霍爾傳感器按相對(duì)設(shè)置的觸發(fā)永磁體相同的分布半徑分列兩組，各觸發(fā)永磁體的同極性端朝向霍爾傳感器；6個(gè)霍爾傳感器的輸出端與所述的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路的輸入端連接，并聯(lián)連接的三角形負(fù)載電磁線圈的各繞組連接端分別與所述的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路中的開關(guān)器件的輸出端連接。
按本發(fā)明提供的程序控制無刷直流電動(dòng)機(jī)，在外轉(zhuǎn)子端蓋內(nèi)壁設(shè)置了同極性的觸發(fā)永磁體，內(nèi)定子端部設(shè)置了6個(gè)霍爾傳感器，其定子上的電磁線圈繞組被接成幾支并聯(lián)的三角形負(fù)載電磁線圈，實(shí)際上可視為幾個(gè)旋轉(zhuǎn)方向一致的電氣參數(shù)相同的角度電動(dòng)機(jī)的無縫組合，其觸發(fā)永磁體分布平面與霍爾傳感器分布平面有等距間隔。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，旋轉(zhuǎn)一周(360°)將進(jìn)行多次換向，換向角間隔小，并且換向位始終保持在轉(zhuǎn)矩最大值Tem的峰值附近，程序控制無刷直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩的初始點(diǎn)也在轉(zhuǎn)矩最大值Tem峰值附近小角度區(qū)間內(nèi)。本發(fā)明在啟動(dòng)、運(yùn)行時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩狀態(tài)始終保持在電磁轉(zhuǎn)矩的最大值Tem峰值附近，其輸出轉(zhuǎn)矩波動(dòng)幅度小，轉(zhuǎn)矩平均值增大，使比功率提高、扭矩大，具有良好的轉(zhuǎn)矩特性。
四
本發(fā)明有如下附圖圖1是一種無刷直流電動(dòng)機(jī)的三相電樞線圈線組按星型(Y)連接加換向控制系統(tǒng)的方案圖；圖2是一種無刷直流電動(dòng)機(jī)的三相電樞線圈繞組按三角型(Δ)連接加換向控制系統(tǒng)的方案圖；圖3是圖2所示方案以三相6狀態(tài)運(yùn)行時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩變化圖；圖4是本發(fā)明的三相24狀態(tài)運(yùn)行時(shí)的電磁轉(zhuǎn)矩變化圖；圖5a、圖5b是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5c是圖5a、圖5b中的電磁線圈連接圖；圖5d-1-圖5d-19是圖5a、圖5b、圖5c所示方案運(yùn)行時(shí)90°區(qū)間范圍內(nèi)電動(dòng)機(jī)相互作用的磁場(chǎng)狀態(tài)示意圖；圖6是本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路圖；圖7a是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7b是圖7a中的電磁線圈連接圖；圖8a是本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8b是圖8a中的電磁線圈連接圖。
五具體實(shí)施例方式
下面參照
本發(fā)明的實(shí)施方案。如圖5a、圖5b、圖5c所示，一種程序控制無刷直流電動(dòng)機(jī)，包括有外轉(zhuǎn)子、內(nèi)定子和電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路，其特征是所述外轉(zhuǎn)子的外殼1內(nèi)圓柱面上均勻分布設(shè)置有NS轉(zhuǎn)子永磁體2，外轉(zhuǎn)子的端蓋6內(nèi)壁中部圓平面的圓周上均勻分布設(shè)置有觸發(fā)永磁體4；所述的內(nèi)定子上設(shè)有定子電磁線圈繞組7，定子電磁線圈繞組按每相鄰三組線圈串聯(lián)連接為一支三角形負(fù)載電磁線圈，三角形負(fù)載電磁線圈之間并聯(lián)連接；觸發(fā)永磁體4相對(duì)的內(nèi)定子端部固設(shè)有圓形霍爾傳感器安裝板5，霍爾傳感器安裝板上固設(shè)有6個(gè)霍爾傳感器3，霍爾傳感器以相對(duì)設(shè)置的觸發(fā)永磁體4相同的分布半徑分列兩組，各觸發(fā)永磁體4的同極性端朝向霍爾傳感器；6個(gè)霍爾傳感器的輸出端與所述的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路的輸入端連接，并聯(lián)連接的三角形負(fù)載電磁線圈的各繞組連接端分別與所述的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路中的開關(guān)器件的輸出端連接。
如圖5b、圖5c所示，外轉(zhuǎn)子的外殼1內(nèi)圓柱面上均勻分布設(shè)有4對(duì)NS轉(zhuǎn)子永磁體2，外轉(zhuǎn)子的端蓋6內(nèi)壁中部圓平面的同一圓周上均勻分布有4個(gè)觸發(fā)永磁體4，4個(gè)觸發(fā)永磁體的位置中心之間相互間隔90°角度，4個(gè)觸發(fā)永磁體的N極朝向相對(duì)的霍爾傳感器安裝板5上的6個(gè)霍爾傳感器3，4個(gè)觸發(fā)永磁體4分布設(shè)置在4對(duì)NS轉(zhuǎn)子永磁體2的任一分界中心線偏離7.5°角度處?；魻杺鞲衅靼惭b板5上的6個(gè)霍爾傳感器3以相對(duì)的觸發(fā)永磁體4相同的圓周半徑設(shè)置在180°扇形區(qū)間內(nèi)，6個(gè)霍爾傳感器3在安裝板5上按第一霍爾傳感器g1、第三霍爾傳感器g3、第五霍爾傳感器g5及第二霍爾傳感器g2、第六霍爾傳感器g6、第四霍爾傳感器g4的序列分兩組設(shè)置，第一霍爾傳感器g1和第二霍爾傳感器g2居中設(shè)置，兩者之間的間隔為45°角度，第一霍爾傳感器g1、第三霍爾傳感器g3、第五霍爾傳感器g5間的間隔以及第二霍爾傳感器g2、第六霍爾傳感器g6、第四霍爾傳感器g4間的間隔均為30°角度，所述的內(nèi)定子上固設(shè)有6組電磁線圈繞組7，每近鄰三組電磁線圈繞組串聯(lián)連接為一支三角形負(fù)載電磁線圈，兩支三角形負(fù)載電磁線圈并聯(lián)連接，第一霍爾傳感器g1置于兩支并聯(lián)的三角形負(fù)載電磁線圈中任一支的第一組電磁線圈中分線向右偏離15°角度處，兩支三角形負(fù)載電磁線圈的并聯(lián)連接端A、B、C分別與所述電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路中的開關(guān)器件的輸出端連接，6個(gè)霍爾傳感器的輸出端與所述電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路的輸入端連接。
電動(dòng)機(jī)相互作用的磁場(chǎng)變化，如圖5d-1-圖5d-19所示，接通電源時(shí)，第-、第四霍爾傳感器被觸發(fā)永磁體觸發(fā)，兩霍爾傳感器的二支信號(hào)流，經(jīng)圖6所示電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路的固定程序邏輯處理后，驅(qū)動(dòng)與該霍爾傳感器對(duì)應(yīng)的場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管Q1、Q4導(dǎo)通，此時(shí)兩支并聯(lián)三角形負(fù)載電磁線圈電流方向?yàn)锳點(diǎn)流進(jìn)，B點(diǎn)流出，電動(dòng)機(jī)相互作用的磁場(chǎng)狀態(tài)如圖5d-1所示，電磁轉(zhuǎn)矩方向?yàn)轫槙r(shí)針，電磁轉(zhuǎn)矩為最大值，隨著轉(zhuǎn)動(dòng)電磁轉(zhuǎn)矩將下降。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，隨轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)的觸發(fā)永磁體繼續(xù)鎖住第一、第四霍爾傳感器g1、g4在觸發(fā)狀態(tài)，運(yùn)行電路中的場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管Q1、Q4維持導(dǎo)通，兩支并聯(lián)三角形負(fù)載電磁線圈電流方向仍為A點(diǎn)流進(jìn)，B點(diǎn)流出，電磁轉(zhuǎn)矩逐漸減少，直到7°點(diǎn)時(shí)，觸發(fā)永磁體觸發(fā)第六霍爾傳感器g6，并繼續(xù)鎖住第一、第四霍爾傳感器g1、g4在觸發(fā)狀態(tài)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路中的場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管Q6導(dǎo)通，Q1、Q4維持導(dǎo)通，兩支并聯(lián)三角形負(fù)載電磁線圈電流方向?yàn)锳點(diǎn)流進(jìn)，B、C點(diǎn)流出，電動(dòng)機(jī)相互作用的磁場(chǎng)狀態(tài)如圖5d-2所示，此時(shí)電動(dòng)機(jī)處于場(chǎng)效應(yīng)管Q1、Q6導(dǎo)通，Q4將被斷開的重疊角內(nèi)平滑換向，電磁轉(zhuǎn)矩方向?yàn)轫槙r(shí)針，電磁轉(zhuǎn)矩為最小值。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)到8°點(diǎn)時(shí)，隨轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)的觸發(fā)永磁體與第四霍爾傳感器g4斷開，繼續(xù)鎖住第一、第六霍爾傳感器g1、g6在觸發(fā)狀態(tài)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路中的場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管Q4斷開，Q1、Q6維持導(dǎo)通，兩支并聯(lián)三角形負(fù)載電磁線圈電流方向?yàn)锳點(diǎn)流進(jìn)，C點(diǎn)流出，電動(dòng)機(jī)相互作用的磁場(chǎng)狀態(tài)如圖5d-3所示，此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩方向?yàn)轫槙r(shí)針，電磁轉(zhuǎn)矩為最小值，隨著轉(zhuǎn)動(dòng)電磁轉(zhuǎn)矩將上升，此時(shí)電流方向已被改變，即電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了一次換向。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)到15°點(diǎn)時(shí)，觸發(fā)永磁體繼續(xù)鎖住第一、第六霍爾傳感器g1、g6在觸發(fā)狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路中的場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管Q1、Q6維持導(dǎo)通，兩支并聯(lián)三角形負(fù)載電磁線圈電流方向?yàn)锳點(diǎn)流進(jìn)，C點(diǎn)流出，電動(dòng)機(jī)相互作用的磁場(chǎng)狀態(tài)如圖5d-4所示，此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩為順時(shí)針，電磁轉(zhuǎn)矩為最大值，隨著轉(zhuǎn)動(dòng)電磁轉(zhuǎn)矩將下降。隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)到22°點(diǎn)時(shí)，第三霍爾傳感器g3被觸發(fā)，第一、第六霍爾傳感器維持觸發(fā)，運(yùn)行電路中的場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管Q3導(dǎo)通，Q1、Q6維持導(dǎo)通，并聯(lián)三角形負(fù)載電磁線圈電流自A、B點(diǎn)流入，C點(diǎn)流出，此時(shí)電動(dòng)機(jī)處于Q3、Q6導(dǎo)通、Q1將斷開的重疊角內(nèi)又一次平滑換向，是一暫態(tài)過程，電動(dòng)機(jī)相互作用的磁場(chǎng)狀態(tài)如圖5d-5所示，此時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩方向?yàn)轫槙r(shí)針，電磁轉(zhuǎn)矩為最小值。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)到23°點(diǎn)時(shí)，第一霍爾傳感器g1被斷開，第三、第六霍爾傳感器維持觸發(fā)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路中的場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管Q3、Q6維持導(dǎo)通，Q1斷開，并聯(lián)三角表負(fù)載電磁線圈中電流自B點(diǎn)流入，C點(diǎn)流出，此時(shí)電動(dòng)機(jī)結(jié)束換向，電動(dòng)機(jī)相互作用的磁狀態(tài)如圖5d-6所示，電磁轉(zhuǎn)矩為順時(shí)針，電磁轉(zhuǎn)矩為最小值，隨電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)電磁轉(zhuǎn)矩將上升。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)到30°點(diǎn)時(shí)，第三、第六霍爾傳感器g3、g6維持觸發(fā)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路中的場(chǎng)效應(yīng)開關(guān)管Q3、Q6維持導(dǎo)通，并聯(lián)三角形負(fù)載電磁線圈的電流自B點(diǎn)流入，C點(diǎn)流出，此時(shí)電動(dòng)機(jī)相互作用的磁場(chǎng)狀態(tài)如圖5d-7所示，電磁轉(zhuǎn)矩方向?yàn)轫槙r(shí)針，電磁轉(zhuǎn)矩達(dá)到最大值，隨電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)電磁轉(zhuǎn)矩將下降。隨著電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)矩的變化將依次重復(fù)出現(xiàn)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)在30°內(nèi)進(jìn)行了2次(7-8°、22-23°點(diǎn)時(shí))平滑換向，當(dāng)程序控制無刷直流電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)到90°時(shí)，進(jìn)行6次換向，霍爾傳感器與觸發(fā)永磁體的位置關(guān)系已回到初始狀態(tài)；如圖5d-1圖5d-19所示，程序控制無刷直流電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)從90°繼續(xù)轉(zhuǎn)到一周(360°)時(shí)，將繼續(xù)重復(fù)上述過程3次，其電磁轉(zhuǎn)矩變化如圖4所示。從上述表明，該程序控制直流電動(dòng)機(jī)每旋轉(zhuǎn)一周(360°)，進(jìn)行了24次換相，換向角間隔為15°，并且換向位置始終在距轉(zhuǎn)矩最大值Tem峰值附近7°-8°區(qū)間，程序控制無刷直流電動(dòng)機(jī)靜態(tài)啟動(dòng)時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩初始點(diǎn)也在轉(zhuǎn)矩最大值Tem峰值附近15°區(qū)間內(nèi)。
如圖7a、圖7b所示的一個(gè)實(shí)施例中，外轉(zhuǎn)子的外殼1內(nèi)圓柱面上均勻分布設(shè)有6對(duì)NS轉(zhuǎn)子永磁體2，外轉(zhuǎn)子的端蓋6內(nèi)壁中部圓平面的同一圓周上均勻分布有6個(gè)觸發(fā)永磁體4，6個(gè)觸發(fā)永磁體的位置中心之間相互間隔60°角度，6個(gè)觸發(fā)永磁體的N極朝向相對(duì)的霍爾傳感器安裝板5上的6個(gè)霍爾傳感器3，6個(gè)觸發(fā)永磁體4分布設(shè)置在6對(duì)NS轉(zhuǎn)子永磁體2的任一分界中心線偏離5°角度處。霍爾傳感器安裝板5上的6個(gè)霍爾傳感器3以相對(duì)的觸發(fā)永磁體4相同的圓周半徑設(shè)置在120°扇形區(qū)間內(nèi)，6個(gè)霍爾傳感器3在安裝板上按第一霍爾傳感器g1、第三霍爾傳感器g3、第五霍爾傳感器g5及第二霍爾傳感器g2、第六霍爾傳感器g6、第四霍爾傳感器g4的序列分兩組設(shè)置，第一霍爾傳感器g1和第二霍爾傳感器g2居中設(shè)置，兩者之間的間隔為30°角度，第一霍爾傳感器g1、第三霍爾傳感器g3、第五霍爾傳感器g5間的間隔以及第二霍爾傳感器g2、第六霍爾傳感器g6、第四霍爾傳感器g4間的間隔均為20°角度，所述的內(nèi)定子上固設(shè)有9組電磁線圈繞組7，每近鄰三組電磁線圈繞組串聯(lián)連接為一支三角形負(fù)載電磁線圈，三支三角形負(fù)載電磁線圈并聯(lián)連接，第一霍爾傳感器g1置于三支并聯(lián)的三角形負(fù)載電磁線圈中任一支的第一組電磁線圈中分線向右偏離10°角度處，三支三角形負(fù)載電磁線圈的并聯(lián)連接端A、B、C分別與所述電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路中的開關(guān)器件的輸出端連接，6個(gè)霍爾傳感器的輸出端與所述電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路的輸入端連接。隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)，在10°范圍內(nèi)進(jìn)行一次換向，當(dāng)程控?zé)o刷直流電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)到60°時(shí)，進(jìn)行了6次換向，霍爾傳感器與觸發(fā)永磁體的位置關(guān)系已回到初始狀態(tài)；程控?zé)o刷直流電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)從60°繼續(xù)轉(zhuǎn)到一周(360°)，將繼續(xù)重復(fù)此換向過程5次，由此表明程控?zé)o刷直流電動(dòng)機(jī)每旋轉(zhuǎn)一周(360°)，進(jìn)行了36次換相，換向角間隔為10°，并且換向位置始終在距轉(zhuǎn)矩最大值Tem峰值附近4.5°-5.5°區(qū)間，程控?zé)o刷直流電動(dòng)機(jī)靜態(tài)啟動(dòng)時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩初始點(diǎn)也在轉(zhuǎn)矩最大值Tem峰值附近10°區(qū)間內(nèi)。
如圖8a、圖8b所示的另一個(gè)實(shí)施例中，外轉(zhuǎn)子的外殼1內(nèi)圓柱面上均勻分布設(shè)有8對(duì)NS轉(zhuǎn)子永磁體2，外轉(zhuǎn)子的端蓋6內(nèi)壁中部圓平面的同一圓周上均勻分布有8個(gè)觸發(fā)永磁體4，6個(gè)觸發(fā)永磁體的位置中心之間相互間隔45°角度，8個(gè)觸發(fā)永磁體的N極朝向相對(duì)的霍爾傳感器安裝板5上的6個(gè)霍爾傳感器3，8個(gè)觸發(fā)永磁體4分布設(shè)置在6對(duì)NS轉(zhuǎn)子永磁體2的任一分界中心線偏離3.75°角度處?；魻杺鞲衅靼惭b板5上的6個(gè)霍爾傳感器3以相對(duì)的觸發(fā)永磁體4相同的圓周半徑設(shè)置在90°扇形區(qū)間內(nèi)，6個(gè)霍爾傳感器3在安裝板5上按第一霍爾傳感器g1、第三霍爾傳感器g3、第五霍爾傳感器g5及第二霍爾傳感器g2、第六霍爾傳感器g6、第四霍爾傳感器g4的序列分兩組設(shè)置，第一霍爾傳感器g1和第二霍爾傳感器g2居中設(shè)置，兩者之間的間隔為22.5°角度，第一霍爾傳感器g1、第三霍爾傳感器g3、第五霍爾傳感器g5間的間隔以及第二霍爾傳感器g2、第六霍爾傳感器g6、第四霍爾傳感器g4間的間隔均為15°角度，所述的內(nèi)定子上固設(shè)有12組電磁線圈繞組7，每近鄰三組電磁線圈繞組串聯(lián)連接為一支三角形負(fù)載電磁線圈，四支三角形負(fù)載電磁線圈并聯(lián)連接，第一霍爾傳感器g1置于四支并聯(lián)的三角形負(fù)載電磁線圈中任一支的第一組電磁線圈中分線向右偏離7.5°角度處，四支三角形負(fù)載電磁線圈的并聯(lián)連接端A、B、C分別與所述電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路中的開關(guān)器件的輸出端連接，6個(gè)霍爾傳感器的輸出端與所述電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路的輸入端連接。隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)在7.5°范圍內(nèi)進(jìn)行一次換向，當(dāng)程控?zé)o刷直流電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)到45°時(shí)，進(jìn)行了6次換向，霍爾傳感器與觸發(fā)永磁體的位置關(guān)系已回到初始狀態(tài)；程序控制無刷直流電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)從45°繼續(xù)轉(zhuǎn)到一周(360°)，將繼續(xù)重復(fù)7次上述過程，由此表明程序控制無刷直流電動(dòng)機(jī)每旋轉(zhuǎn)一周(360°)，進(jìn)行了48次換向，換向角間隔為7.5°，并且換向位置始終在距轉(zhuǎn)矩最大Tem峰值附近3.5°-4°區(qū)間，程序控制無刷直流電動(dòng)機(jī)靜態(tài)啟動(dòng)時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩初始點(diǎn)也在Tem峰值附近7.5°區(qū)間內(nèi)。
綜上所述，當(dāng)程序控制無刷直流電動(dòng)機(jī)的電磁線圈繞組并聯(lián)成n支三角形負(fù)載電磁線圈，為n個(gè)旋轉(zhuǎn)方向一致、電氣參數(shù)相同的角度電動(dòng)機(jī)無縫組合時(shí)(n為1、2、3、4…n自然正整數(shù))，其結(jié)構(gòu)符合以下規(guī)律定子電磁繞組＝3n(個(gè))
轉(zhuǎn)子永磁體 ＝2n(對(duì)NS)電磁轉(zhuǎn)矩狀態(tài)＝12n(換向次數(shù))6個(gè)霍爾傳感器分布扇形角＝2π/n6個(gè)霍爾傳感器中編號(hào)為g1、g2之間間隔角＝π/2n其余霍爾傳感器之間間隔角＝π/3n觸發(fā)永磁體＝2n(個(gè))觸發(fā)永磁體均分圓周角＝π/n觸發(fā)永磁體與2n對(duì)轉(zhuǎn)子永磁體分界線夾角＝π/12n。
權(quán)利要求
1.一種程序控制無刷直流電動(dòng)機(jī)，包括有外轉(zhuǎn)子、內(nèi)定子和電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路，其特征是所述外轉(zhuǎn)子的外殼(1)內(nèi)圓柱面上均勻分布設(shè)置有NS轉(zhuǎn)子永磁體(2)，外轉(zhuǎn)子的端蓋(6)內(nèi)壁中部圓平面的圓周上均勻分布設(shè)置有觸發(fā)永磁體(4)；所述的內(nèi)定子上設(shè)有定子電磁線圈繞組(7)，定子電磁線圈繞組按每相鄰三組線圈串聯(lián)連接為一支三角形負(fù)載電磁線圈，三角形負(fù)載電磁線圈之間并聯(lián)連接；觸發(fā)永磁體(4)相對(duì)的內(nèi)定子端部固設(shè)有圓形霍爾傳感器安裝板(5)，霍爾傳感器安裝板上固設(shè)有6個(gè)霍爾傳感器(3)，霍爾傳感器以相對(duì)設(shè)置的觸發(fā)永磁體(4)相同的分布半徑分列兩組，各觸發(fā)永磁體(4)的同極性端朝向霍爾傳感器；6個(gè)霍爾傳感器的輸出端與所述的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路的輸入端連接，并聯(lián)連接的三角形負(fù)載電磁線圈的各繞組連接端分別與所述的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路中的開關(guān)器件的輸出端連接。
2.按權(quán)利要求1所述的程序控制無刷直流電動(dòng)機(jī)，其特征是所述的外轉(zhuǎn)子的外殼(1)內(nèi)圓柱面上均勻分布設(shè)有4對(duì)NS轉(zhuǎn)子永磁體(2)，外轉(zhuǎn)子的端蓋(6)內(nèi)壁中部圓平面的同一圓周上均勻分布有4個(gè)觸發(fā)永磁體(4)，4個(gè)觸發(fā)永磁體的位置中心之間相互間隔90°角度，4個(gè)觸發(fā)永磁體的N極朝向相對(duì)的霍爾傳感器安裝板(5)上的6個(gè)霍爾傳感器(3)，4個(gè)觸發(fā)永磁體(4)分布設(shè)置在4對(duì)NS轉(zhuǎn)子永磁體(2)的任一分界中心線偏離7.5°角度處。
3.按權(quán)利要求1或2所述的程序控制無刷直流電動(dòng)機(jī)，其特征是所述的霍爾傳感器安裝板(5)上的6個(gè)霍爾傳感器(3)以相對(duì)的觸發(fā)永磁體(4)相同的圓周半徑設(shè)置在180°扇形區(qū)間內(nèi)，6個(gè)霍爾傳感器(3)在安裝板(5)上按第一霍爾傳感器(g1)、第三霍爾傳感器(g3)、第五霍爾傳感器(g5)及第二霍爾傳感器(g2)、第六霍爾傳感器(g6)、第四霍爾傳感器(g4)的序列分兩組設(shè)置，第一霍爾傳感器(g1)和第二霍爾傳感器(g2)居中設(shè)置，兩者之間的間隔為45°角度，第一霍爾傳感器(g1)、第三霍爾傳感器(g3)、第五霍爾傳感器(g5)間的間隔以及第二霍爾傳感器(g2)、第六霍爾傳感器(g6)、第四霍爾傳感器(g4)間的間隔均為30°角度，所述的內(nèi)定子上固設(shè)有6組電磁線圈繞組(7)，每近鄰三組電磁線圈繞組串聯(lián)連接為一支三角形負(fù)載電磁線圈，兩支三角形負(fù)載電磁線圈繞并聯(lián)連接，第一霍爾傳感器(g1)置于兩支并聯(lián)的三角形負(fù)載電磁線圈中任一支的第一組電磁線圈中分線向右偏離15°角度處，兩支三角形負(fù)載電磁線圈的并聯(lián)連接端(A、B、C)分別與所述電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路中的開關(guān)器件的輸出端連接，6個(gè)霍爾傳感器的輸出端與所述電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路的輸入端連接。
4.按權(quán)利要求1所述的程序控制無刷直流電動(dòng)機(jī)，其特征是所述的外轉(zhuǎn)子的外殼(1)內(nèi)圓柱面上均勻分布設(shè)有6對(duì)NS轉(zhuǎn)子永磁體(2)，外轉(zhuǎn)子的端蓋(6)內(nèi)壁中部圓平面的同一圓周上均勻分布有6個(gè)觸發(fā)永磁體(4)，6個(gè)觸發(fā)永磁體的位置中心之間相互間隔60°角度，6個(gè)觸發(fā)永磁體的N極朝向相對(duì)的霍爾傳感器安裝板(5)上的6個(gè)霍爾傳感器(3)，6個(gè)觸發(fā)永磁體(4)分布設(shè)置在6對(duì)NS轉(zhuǎn)子永磁體(2)的任一分界中心線偏離5°角度處。
5.按權(quán)利要求1或4所述的程序控制無刷直流電動(dòng)機(jī)，其特征是所述的霍爾傳感器安裝板(5)上的6個(gè)霍爾傳感器(3)以相對(duì)的觸發(fā)永磁體(4)相同的圓周半徑設(shè)置在120°扇形區(qū)間內(nèi)，6個(gè)霍爾傳感器(3)在安裝板(5)上按第一霍爾傳感器(g1)、第三霍爾傳感器(g3)、第五霍爾傳感器(g5)及第二霍爾傳感器(g2)、第六霍爾傳感器(g6)、第四霍爾傳感器(g4)的序列分兩組設(shè)置，第一霍爾傳感器(g1)和第二霍爾傳感器(g2)居中設(shè)置，兩者之間的間隔為30°角度，第一霍爾傳感器(g1)、第三霍爾傳感器(g3)、第五霍爾傳感器(g5)間的間隔以及第二霍爾傳感器(g2)、第六霍爾傳感器(g6)、第四霍爾傳感器(g4)間的間隔均為20°角度，所述的內(nèi)定子上固設(shè)有9組電磁線圈繞組(7)，每近鄰三組電磁線圈繞組串聯(lián)連接為一支三角形負(fù)載電磁線圈，三支三角形負(fù)載電磁線圈并聯(lián)連接，第一霍爾傳感器(g1)置于三支并聯(lián)的三角形負(fù)載電磁線圈中任一支的第一組電磁線圈中分線向右偏離10°角度處，三支三角形負(fù)載電磁線圈的并聯(lián)連接端(A、B、C)分別與所述電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路中的開關(guān)器件的輸出端連接，6個(gè)霍爾傳感器的輸出端與所述電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路的輸入端連接。
6.按權(quán)利要求1所述的程序控制無刷直流電動(dòng)機(jī)，其特征是所述的外轉(zhuǎn)子的外殼(1)內(nèi)圓柱面上均勻分布設(shè)有8對(duì)NS轉(zhuǎn)子永磁體(2)，外轉(zhuǎn)子的端蓋(6)內(nèi)壁中部圓平面的同一圓周上均勻分布有8個(gè)觸發(fā)永磁體(4)，6個(gè)觸發(fā)永磁體的位置中心之間相互間隔45°角度，8個(gè)觸發(fā)永磁體的N極朝向相對(duì)的霍爾傳感器安裝板(5)上的6個(gè)霍爾傳感器(3)，8個(gè)觸發(fā)永磁體(4)分布設(shè)置在6對(duì)NS轉(zhuǎn)子永磁體(2)的任一分界中心線偏離3.75°角度處。
7.按權(quán)利要求1或6所述的程序控制無刷直流電動(dòng)機(jī)，其特征是所述的霍爾傳感器安裝板(5)上的6個(gè)霍爾傳感器(3)以相對(duì)的觸發(fā)永磁體(4)相同的圓周半徑設(shè)置在90°扇形區(qū)間內(nèi)，6個(gè)霍爾傳感器(3)在安裝板(5)上按第一霍爾傳感器(g1)、第三霍爾傳感器(g3)、第五霍爾傳感器(g5)及第二霍爾傳感器(g2)、第六霍爾傳感器(g6)、第四霍爾傳感器(g4)的序列分兩組設(shè)置，第一霍爾傳感器(g1)和第二霍爾傳感器(g2)居中設(shè)置，兩者之間的間隔為22.5°角度，第一霍爾傳感器(g1)、第三霍爾傳感器(g3)、第五霍爾傳感器(g5)間的間隔以及第二霍爾傳感器(g2)、第六霍爾傳感器(g6)、第四霍爾傳感器(g4)間的間隔均為15°角度，所述的內(nèi)定子上固設(shè)有12組電磁線圈繞組(7)，每近鄰三組電磁線圈繞組串聯(lián)連接為一支三角形負(fù)載電磁線圈，四支三角形負(fù)載電磁線圈并聯(lián)連接，第一霍爾傳感器(g1)置于四支并聯(lián)的三角形負(fù)載電磁線圈中任一支的第一組電磁線圈中分線向右偏離7.5°角度處，四支三角形負(fù)載電磁線圈的并聯(lián)連接端(A、B、C)分別與所述電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路中的開關(guān)器件的輸出端連接，6個(gè)霍爾傳感器的輸出端與所述電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路的輸入端連接。
全文摘要
一種程序控制無刷直流電動(dòng)機(jī)，包括有外轉(zhuǎn)子、內(nèi)定子和電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路，其特點(diǎn)是外轉(zhuǎn)子的外殼內(nèi)圓柱面上均勻分布設(shè)置有NS轉(zhuǎn)子永磁體，外轉(zhuǎn)子的端蓋內(nèi)壁中部圓周上均勻分布設(shè)置有觸發(fā)永磁體；內(nèi)定子上設(shè)有定子電磁線圈繞組，定子電磁線圈繞組每相鄰三組串聯(lián)為一支三角形負(fù)載電磁線圈，三角形負(fù)載電磁線圈之間并聯(lián)連接；內(nèi)定子端部固設(shè)有圓形霍爾傳感器安裝板，安裝板上固設(shè)有6個(gè)霍爾傳感器，霍爾傳感器以觸發(fā)永磁體相同的分布半徑分列兩組，觸發(fā)永磁體的同極端朝向霍爾傳感器；6個(gè)霍爾傳感器的輸出端與電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路的輸入端連接，三角形負(fù)載電磁線圈的各繞組連接端分別與電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電路中的開關(guān)器件的輸出端連接。
文檔編號(hào)H02P6/08GK1655428SQ20051002039
公開日2005年8月17日 申請(qǐng)日期2005年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月21日
發(fā)明者王汝新, 黃菊明 申請(qǐng)人:王汝新