[實(shí)用新型]磁刷永磁直流電動(dòng)機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920102169.2
• 申請(qǐng)日: 2009-04-14
• 公開（公告）號(hào): CN201378776Y
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 涂陽東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 涂陽東
• 主分類號(hào): H02K11/00
• 分類號(hào): H02K11/00
• 代理公司: 秦皇島市維信專利事務(wù)所
• 代理人: 許久利

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及永磁直流電動(dòng)機(jī)，具體涉及一種磁刷永磁直流電動(dòng)機(jī)。

背景技術(shù)

目前，永磁直流電動(dòng)機(jī)可分為兩大類：一類是有刷永磁直流電動(dòng)機(jī)，另一類是無刷永磁直流電動(dòng)機(jī)。有刷永磁直流電動(dòng)機(jī)的主體結(jié)構(gòu)是：永磁體固定在定子上，繞組線圈設(shè)置在轉(zhuǎn)子上，在電動(dòng)機(jī)一端的定子上固定有電刷，轉(zhuǎn)子上固定有換向器，電能是通過電刷、換向器向轉(zhuǎn)子上的電樞繞組供電。這種電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速性能好、繞組線圈利用率和運(yùn)行效率高等。缺點(diǎn)是：由于電刷跟換向器是以機(jī)械方式進(jìn)行換向，因而存在著機(jī)械摩擦，由此帶來了噪聲、火花、無線電干擾以及壽命短等致命弱點(diǎn)，再加上維修困難等缺點(diǎn)，從而大大限制了它的應(yīng)用范圍。無刷永磁直流電動(dòng)機(jī)的主體結(jié)構(gòu)是：繞組線圈設(shè)置在定子上，永磁體固定在轉(zhuǎn)子上，利用電子換相器代替了有刷永磁直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械換向器，因而避免了機(jī)械方式進(jìn)行換向帶來的問題。但目前的無刷永磁直流電動(dòng)機(jī)的電子換相方式是利用霍爾元件對(duì)轉(zhuǎn)子的磁極進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)到的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)進(jìn)行集中譯碼，去控制功率開關(guān)三極管的導(dǎo)通或截止。根據(jù)這種集中譯碼控制方式設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的電子芯片，只能用于一種類型的電動(dòng)機(jī)繞組結(jié)構(gòu)中，即該種電子換向器不能靈活的應(yīng)用在各種不同的繞組結(jié)構(gòu)中。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述問題，提供一種能有效發(fā)揮有刷永磁直流電動(dòng)機(jī)和無刷永磁直流電動(dòng)機(jī)各自的優(yōu)點(diǎn)并避免各自存在的缺點(diǎn)的磁刷永磁直流電動(dòng)機(jī)。

實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是：一種磁刷永磁直流電動(dòng)機(jī)，它包括有設(shè)置在定子上的繞組和設(shè)置在轉(zhuǎn)子上的永磁體，在所述轉(zhuǎn)子的一側(cè)固定設(shè)置于轉(zhuǎn)子軸上至少有一對(duì)永磁體磁刷，固定在所述定子上有一電路板，在該電路板上設(shè)置有組成電子換向器的霍爾元件、雙電壓比較器和功率開關(guān)三極管。

本實(shí)用新型有益效果是：不僅解決了有刷永磁直流電動(dòng)機(jī)機(jī)械換向方式存在的問題，而且其電子換向器能夠靈活地運(yùn)用在永磁直流電動(dòng)機(jī)的不同繞組上，具有機(jī)械性能好、效率高、無換向磨損和火花、適用范圍廣、方便對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)控制、軟啟動(dòng)控制和調(diào)速控制等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本磁刷永磁直流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)主剖視示意圖；

圖2是圖1的A-A剖視圖；

圖3是本磁刷永磁直流電動(dòng)機(jī)繞組與電子換向器連接示意圖；

圖4是本磁刷永磁直流電動(dòng)機(jī)電子換向器的換向單元電路圖；

圖5是雙電壓比較器的電路圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行說明。

如附圖1和附圖2，本磁刷永磁直流電動(dòng)機(jī)包括有設(shè)置在定子上的繞組1和設(shè)置在轉(zhuǎn)子上的永磁體2，在所述轉(zhuǎn)子的一側(cè)固定設(shè)置于轉(zhuǎn)子軸上有一對(duì)永磁體磁刷3，固定在所述的定子上有一電路板4，在該電路板4上設(shè)置有組成電子換向器的霍爾元件5、雙電壓比較器6和功率開關(guān)三極管7。所述的電路板4的板面與轉(zhuǎn)子軸的軸向相垂直，所有的霍爾元件5以轉(zhuǎn)子軸為圓心沿圓周均勻分布在電路板上并與磁刷保持在有效的距離內(nèi)。

附圖3給出了本實(shí)用新型電動(dòng)機(jī)繞組與電子換向器連接的一個(gè)實(shí)施例，該實(shí)施例為八槽疊繞組兩磁極的磁刷永磁直流電動(dòng)機(jī)。它具有由一S極永磁體塊和一N極永磁體塊組成的一對(duì)永磁體磁刷3對(duì)稱地固定設(shè)置在轉(zhuǎn)子軸上，八只霍爾元件5均勻排布在一個(gè)與轉(zhuǎn)子軸同心的圓周上，每一霍爾元件5與相連接的一雙電壓比較器6和一對(duì)功率開關(guān)三極管7組成電子換向器的一換向單元，并且連接在相鄰兩繞組1的節(jié)點(diǎn)上。

附圖4給出了本磁刷永磁直流電動(dòng)機(jī)電子換向器的換向單元電路：一只霍爾元件5的輸出端連接到雙電壓比較器6的輸入端，雙電壓比較器6的兩個(gè)輸出端分別通過電阻8連接到兩個(gè)功率開關(guān)三極管7的基極，兩功率開關(guān)三極管7分別為PNP型和NPN型，兩功率開關(guān)三極管的集電極相連接并且接到繞組1間的節(jié)點(diǎn)V_o上，PNP型功率開關(guān)三極管的發(fā)射極連接電動(dòng)機(jī)工作電源的正極Vdd，NPN型功率開關(guān)三極管的發(fā)射極接地，各換向單元電路的電源正極Vcc均由一只三端穩(wěn)壓器供電，換向單元電路電源的負(fù)極與電動(dòng)機(jī)工作電源的負(fù)極連在一起為共地。