一種無(wú)刷直流電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無(wú)刷直流電機(jī)，包括電機(jī)殼體、轉(zhuǎn)子和定子，在電機(jī)殼體的外部設(shè)置有與轉(zhuǎn)子同軸的磁環(huán)，磁環(huán)極數(shù)與轉(zhuǎn)子的極數(shù)相對(duì)應(yīng)，在所述的磁環(huán)一側(cè)還設(shè)有對(duì)應(yīng)半圈磁環(huán)位置的若干個(gè)位置傳感器，每個(gè)位置傳感器對(duì)應(yīng)磁環(huán)一個(gè)極，位置傳感器的輸出端連接一次放大電路，一次放大電路輸出端連接二次放大電路，二次放大電路輸出端連接三相逆變橋電路，三相逆變橋電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)定子磁場(chǎng)變換，一次放大電路和二次放大電路還與電壓調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器連接；本發(fā)明適合在電動(dòng)手槍鉆、電動(dòng)磨光機(jī)、電動(dòng)角向磨光機(jī)、電動(dòng)手提切割機(jī)等電動(dòng)工具的上使用，具有工作穩(wěn)定，輸出扭矩大，噪音低，耗電省，是未來(lái)電動(dòng)手動(dòng)工具的發(fā)展方向。
【專利說(shuō)明】一種無(wú)刷直流電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無(wú)刷直流電機(jī)技術(shù)，具體是一種無(wú)刷直流電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖3所示現(xiàn)有直流電機(jī)的控制機(jī)構(gòu)采雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的速度調(diào)節(jié)，工作時(shí)它需要轉(zhuǎn)速反饋和電流反饋信息，所以通常需要設(shè)置轉(zhuǎn)速傳感器和電流傳感器；該系統(tǒng)的工作原理:首先速度給定一個(gè)Un*和速度反饋Un進(jìn)行比較，得到速度差值，經(jīng)速度調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)，輸出作為電流環(huán)的給定值Ui*與電流反饋值Ui進(jìn)行比較之后，電流差值再經(jīng)電流調(diào)節(jié)器進(jìn)行必要的放大和校正，調(diào)節(jié)后的信號(hào)在PWM電路變換成相應(yīng)的經(jīng)PWM的脈沖寬度，然后綜合轉(zhuǎn)子位置信號(hào)產(chǎn)生所需的各相PWM控制信號(hào)，該P(yáng)WM控制信號(hào)送到驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)三相逆變橋電路，使相應(yīng)的功率開關(guān)器件工作，通過(guò)合適的PWM占空比去驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)繞組；此外該結(jié)構(gòu)利用轉(zhuǎn)子信號(hào)反饋將電流傳感器信號(hào)進(jìn)行采樣，形成一個(gè)代表電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的合成電流信號(hào)Ui,并使相反電動(dòng)勢(shì)和相電流的相位始終保持一致；這種雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)由于需要PWM產(chǎn)品高頻脈沖信號(hào)，并配合綜合信號(hào)處理，高頻脈沖信號(hào)容易產(chǎn)生干擾信號(hào)，綜合信號(hào)處理的芯片需要預(yù)置程序，在使用過(guò)程中一旦出現(xiàn)程序混亂和死機(jī)使用者無(wú)法馬上修復(fù)，只能通過(guò)專門的儀器來(lái)初始化恢復(fù)，另外目前這種電機(jī)的控制機(jī)構(gòu)由于體積較大，無(wú)法應(yīng)用在電動(dòng)手動(dòng)工具上，在這些領(lǐng)域目前采用最多的還是有刷直流電機(jī)或串激電機(jī)，這種電機(jī)存在功耗和噪音高，使用壽命短、可靠性低等問(wèn)題，為此在電動(dòng)手動(dòng)工具領(lǐng)域(如:電動(dòng)手槍鉆、電動(dòng)磨光機(jī)、電動(dòng)角向磨光機(jī)、電動(dòng)手提切割機(jī)等)更需要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不易發(fā)生故障、可靠性好的電機(jī)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]—種無(wú)刷直流電機(jī),在電機(jī)軸上設(shè)置一個(gè)磁環(huán),在磁環(huán)的一側(cè)設(shè)置對(duì)應(yīng)磁環(huán)半圈位置的位置傳感器，通常將位置傳感器的反饋信號(hào)進(jìn)行二級(jí)放大，經(jīng)二級(jí)放大后的信號(hào)驅(qū)動(dòng)三相逆變橋電路，使相應(yīng)的功率開關(guān)器件工作，輸出相對(duì)應(yīng)的相電動(dòng)勢(shì)和相電流來(lái)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)繞組工作，本發(fā)明采用直接反饋放大的控制方式，無(wú)須多余的中間環(huán)節(jié)，控制電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制機(jī)構(gòu)體積較小，可以無(wú)刷直流電機(jī)裝配到電動(dòng)的手動(dòng)工具上，配合電壓調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器來(lái)調(diào)節(jié)速度和過(guò)流保護(hù)，保證電機(jī)可靠平穩(wěn)的運(yùn)行。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的采用以下技術(shù)方案:
一種無(wú)刷直流電機(jī)，包括電機(jī)殼體、轉(zhuǎn)子和定子，其特征在于:在電機(jī)殼體的外部設(shè)置有與轉(zhuǎn)子同軸的磁環(huán)，磁環(huán)極數(shù)與轉(zhuǎn)子的極數(shù)相對(duì)應(yīng)，在所述的磁環(huán)一側(cè)還設(shè)有對(duì)應(yīng)半圈磁環(huán)位置的若干個(gè)位置傳感器，每個(gè)位置傳感器對(duì)應(yīng)磁環(huán)一個(gè)極，位置傳感器的輸出端連接一次放大電路，一次放大電路輸出端連接二次放大電路，二次放大電路輸出端連接三相逆變橋電路，三相逆變橋電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)定子磁場(chǎng)變換，一次放大電路和二次放大電路還與電壓調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器連接。
[0005]本發(fā)明將電機(jī)工作時(shí)的位置信號(hào)及時(shí)反饋給二級(jí)的放大電路，二級(jí)的放大電路將反饋信號(hào)進(jìn)行放大變換后直接驅(qū)動(dòng)三相逆變橋電路，并由三相逆變橋電路來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，保持電機(jī)平穩(wěn)工作，本發(fā)明中的位置傳感器、二級(jí)的放大電路和三相逆變橋電路三者相當(dāng)于有刷直流電機(jī)換向器的作用，位置傳感器對(duì)應(yīng)磁環(huán)半圈位置，每個(gè)位置傳感器對(duì)應(yīng)磁環(huán)一個(gè)極，采用半周的磁環(huán)極數(shù)即可推算出轉(zhuǎn)子每極的位置，沒(méi)有中間的信號(hào)比較和產(chǎn)生高頻信號(hào)，也無(wú)需預(yù)置控制程序，形成實(shí)時(shí)采集實(shí)時(shí)放大實(shí)進(jìn)驅(qū)動(dòng)直接驅(qū)動(dòng)閉環(huán)，相對(duì)現(xiàn)有的控制機(jī)構(gòu)，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單、信號(hào)處理更加直接，配合電壓調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器來(lái)調(diào)節(jié)速度和過(guò)流保護(hù)，保證控制機(jī)構(gòu)可靠平穩(wěn)的運(yùn)行，由于電路簡(jiǎn)單控制機(jī)構(gòu)體積可以大大減少，因而可將無(wú)刷直流電機(jī)應(yīng)用到電動(dòng)的手動(dòng)工具，提升手動(dòng)工具的可靠性，相對(duì)于現(xiàn)有采用有刷電機(jī)的手動(dòng)工個(gè)，本發(fā)明具有工作穩(wěn)定，噪音低，耗電省的特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]圖1為本發(fā)明的控制結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為現(xiàn)有控制結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]如圖1-2所不,一種無(wú)刷直流電機(jī)，包括電機(jī)殼體1、轉(zhuǎn)子3和定子2,在電機(jī)殼體I的外部設(shè)置有與轉(zhuǎn)子同軸的磁環(huán)4，磁環(huán)4極數(shù)與轉(zhuǎn)子3的極數(shù)相同，在所述的磁環(huán)4 一側(cè)還設(shè)有對(duì)應(yīng)半圈磁環(huán)位置的若干個(gè)位置傳感器5，每個(gè)位置傳感器5對(duì)應(yīng)磁環(huán)4 一個(gè)極，位置傳感器5的輸出端連接一次放大電路，一次放大電路輸出端連接二次放大電路，二次放大電路輸出端連接三相逆變橋電路，三相逆變橋電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)定子磁場(chǎng)變換，一次放大電路和二次放大電路還與電壓調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器連接。
[0008]本發(fā)明的工作過(guò)程是這樣的:當(dāng)轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一個(gè)角度，位置傳感器對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)會(huì)發(fā)生變化，位置傳感器將位置信號(hào)傳送給一次放大電路，反饋位置信號(hào)經(jīng)一次放大電路和二次放大電路二級(jí)放大后轉(zhuǎn)變成驅(qū)動(dòng)三相逆變橋電路的脈沖信號(hào)，三相逆變橋電路再驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)保持電機(jī)平穩(wěn)可靠地運(yùn)行，電壓調(diào)節(jié)器通過(guò)調(diào)節(jié)電壓來(lái)控制電機(jī)的速度，電流調(diào)節(jié)器可以調(diào)節(jié)控制機(jī)構(gòu)的工作電流，當(dāng)控制機(jī)構(gòu)的工作電流超過(guò)電流調(diào)節(jié)器設(shè)定值時(shí)，電流調(diào)節(jié)器會(huì)自動(dòng)斷開電路，待電流降到設(shè)定值范圍內(nèi)時(shí)馬上重新導(dǎo)通，起到過(guò)流保護(hù)的作用。
[0009]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，信號(hào)反饋直接，沒(méi)有中間的比較、高頻振蕩和程序預(yù)置，在惡劣環(huán)境也能保持平穩(wěn)可靠的運(yùn)行，具有更好的可靠性，最重要的是電機(jī)控制機(jī)構(gòu)的體積較小，可以將這種控制機(jī)構(gòu)的無(wú)刷直流電機(jī)安裝到電動(dòng)手動(dòng)工具上，非常適合在電動(dòng)手槍鉆、電動(dòng)磨光機(jī)、電動(dòng)角向磨光機(jī)、電動(dòng)手提切割機(jī)等電動(dòng)工具的上使用，采用這種無(wú)刷直流電機(jī)后手動(dòng)工具工作更加穩(wěn)定，輸出扭矩大，噪音低，耗電省，是未來(lái)電動(dòng)手動(dòng)工具的發(fā)展方向。
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)刷直流電機(jī)，包括電機(jī)殼體、轉(zhuǎn)子和定子，其特征在于:在電機(jī)殼體的外部設(shè)置有與轉(zhuǎn)子同軸的磁環(huán)，磁環(huán)極數(shù)與轉(zhuǎn)子的極數(shù)相對(duì)應(yīng)，在所述的磁環(huán)一側(cè)還設(shè)有對(duì)應(yīng)半圈磁環(huán)位置的若干個(gè)位置傳感器，每個(gè)位置傳感器對(duì)應(yīng)磁環(huán)一個(gè)極，位置傳感器的輸出端連接一次放大電路，一次放大電路輸出端連接二次放大電路，二次放大電路輸出端連接三相逆變橋電路，三相逆變橋電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)定子磁場(chǎng)變換，一次放大電路和二次放大電路還與電壓調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器連接。
【文檔編號(hào)】H02P6/16GK103441636SQ201310437732
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】余勛杰 申請(qǐng)人:余勛杰