[發明專利]電動機和電動泵

有效

• 申請號: 201210100721.0
• 申請日: 2012-03-28
• 公開（公告）號: CN102738923A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 竹本佳朗;內田智裕;橫山誠也;加藤茂昌
• 申請（專利權）人: 阿斯莫有限公司
• 主分類號: H02K1/24
• 分類號: H02K1/24;H02K1/27;H02K1/14;F04D13/06
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司 31242
• 代理人: 段迎春

技術領域

本發明涉及電動機和使用交替極型轉子的電動泵。

背景技術

日本公開專利第2010-263763號描述了一種采用所謂交替極型轉子的電動機。該電動機包括具有12個槽的定子和具有8個磁極的轉子。轉子包括轉子鐵心，該轉子鐵心具有4個凸極和在轉子鐵心的周向嵌入轉子鐵心里的4塊磁鐵(釹磁鐵)。4塊磁鐵作為一個磁極。4凸極設置在4塊磁鐵中相鄰磁鐵之間并且用作為另一個磁極。使用這樣的交替極型轉子的電動機或者使用這種電動機的電動泵之類的驅動裝置以較小和較輕的結構獲得高輸出并降低成本。

另一類電動機利用無傳感器驅動技術。發動機基于感應電壓的波形，即，帶有感應電壓波形的控制信號，控制提供到定子的驅動電流，而不使用旋轉傳感器。然而，在使用將磁鐵嵌入轉子鐵心的交替極型轉子的電動機中，當轉子開始旋轉時，不能獲得穩定的感應電壓。即，在感應電壓變得穩定之前必須有一段特定時間。因此，在開始基于感應電壓執行控制之前需要時間。

此外，在使用交替極型轉子電動機中，與常規的不包括凸極，并且包括形成8個磁極的8塊磁鐵的電動機相比較，感應電壓的波形是不規則的。因此，很難在使用交替極型轉子的電動機里采用無傳感器驅動技術。

更具體地說，在常規電動機中，相對于正弦波的畸變率為1.3％并且在每相的感應電壓的波形中較小。這使得無傳感器驅動技術的使用令人滿意。相反，圖6為示出使用交替極型轉子的電動機的每相(U相，V相和W相)感應電壓的波形，其中在一個磁極(磁鐵的磁極)的兩端和另一個磁極(凸極的磁極)的兩端之間的電角度是相等的(例如，27°機械角)。在這樣一種電動機里，如圖6所示，相對正弦波的畸變率是21.1％。此外，如圖7中所示，在一種Y接法的使用類似的交替極型轉子的電動機中，在引出端(U-V，V-W和W-U)之間的感應電壓的波形變得不規則。用一種三角形接法的使用類似的交替極型轉子的電動機中，在引出端(U-V，V-W和W-U)之間的感應電壓的波形變得不規則，如圖8所示。一般認為，如圖7和8中所示波形變得不規則是因為凸極的磁極不產生像磁鐵的磁極那樣的強制磁極流(forcible?magnetic?pole?flow)。

此外，在圖6到8示出的波形里，例如，波峰偏離正常位置。更具體地說，波峰間隔為大約110°，而其應當是90°。另外，波形相對于每個波峰是不對稱的。很難使用這樣不規則波形的感應電壓作為控制信號。因此，很難將無傳感器驅動技術用于交替極型轉子的控制。

發明內容

本發明的目的是提供一種允許無傳感器驅動技術令人滿意地使用的電動機和電動泵。

本發明的一個方面是一種電動機，其中供應到線圈的驅動電流根據從各相之間感應電壓的波形檢測到的轉子的旋轉位置來控制。該電動機包括定子和轉子。定子包括3×n個齒和連續纏繞于所述齒上的用于三相的線圈。所述齒設置在圓周方向上并徑向向內延伸，且在圓周方向上相鄰的所述齒之間形成槽。轉子包括從所述定子徑向向內設置的轉子鐵心，在轉子鐵心的周向上設置的n個磁鐵，和在轉子鐵心中設置的n個凸極。所述磁鐵作為一個磁極，所述凸極作為另一個磁極，且每個凸極在圓周方向上與相鄰磁鐵隔開一個空隙。此處，n為自然數。所述磁鐵和所述空隙從所述轉子鐵心的外輪廓徑向向內設置。在各所述磁鐵的兩端之間的電角度設置為比各所述凸極的兩端之間的電角度小。

本發明的另一方面是一種電動泵，其包括第1方面的電動機、容置電動機的殼體、以及在該殼體中與轉子一起旋轉的葉輪。

本發明的其它方面和優點將從以下說明變得明顯，以下說明與附圖相結合，示例性地說明了本發明的原理。

附圖簡要說明

通過參考目前優選實施例的以下說明和附圖可最好地理解本發明及其目的和優點，在附圖中：

圖1A為示出根據本發明的一個實施例的電動機的平面圖；

圖1B為示出圖1A的轉子的部分放大平面圖；

圖2為用于圖1A的電動機的控制器的電路圖；

圖3為示出在具有規則波形的電動機中，在一個磁極兩端之間的電角度和在另一磁極的兩端之間的電角度之間的關系圖；

圖4為圖1A的電動機電角度-感應電壓波形圖；

圖5為圖1A的電動機電角度-感應電壓波形圖；

圖6為現有技術的電動機電角度-感應電壓波形圖；

圖7為現有技術的電動機電角度-感應電壓波形圖；

圖8為現有技術的電動機電角度-感應電壓波形圖；以及

圖9為使用圖1A的電動機的電動泵的剖視圖。

最佳實施例的詳細說明