[實用新型]無刷直流電機

有效

• 申請號: 201220682510.8
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN203014630U
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 袁利軍;周玉梅;王成糧;漆凌君
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司;珠海凱邦電機制造有限公司;合肥凱邦電機有限公司;重慶凱邦電機有限公司;河南凱邦電機有限公司
• 主分類號: H02K29/03
• 分類號: H02K29/03;H02K3/28;H02K11/00
• 代理公司: 珠海智專專利商標代理有限公司 44262
• 代理人: 林永協

技術領域

本實用新型涉及電機領域，尤其是涉及兩相無刷直流電機。

背景技術

無刷直流電機因其具備連續調速的優點，越來越受到人們的青睞，已經廣泛應用在各種電器設備中。參見圖1，現有的無刷直流電機具有殼體10以及位于殼體10兩端的端蓋11、12，殼體10以及端蓋11、12圍成一個腔體，腔體內安裝有定子15以及轉子18，定子15具有定子鐵芯16以及嵌入到在定子鐵芯16上的線圈17。轉子18安裝在定子15內，并可相對于定子15旋轉。轉子軸19安裝在轉子18內，且與轉子18過盈配合，轉子軸19在轉子18的帶動下旋轉，從而向外輸出動力。

纏繞在定子鐵芯16上的多個線圈17構成了電機的繞組，且現有的無刷直流電機均為單相繞組設計，即纏繞在定子鐵芯16上的多個線圈依次串聯連接。

為了控制電機的工作，需要設置控制器控制輸入到定子繞組的電流。參見圖2，現有的控制器具有控制芯片20、驅動芯片21以及功率驅動電路，控制芯片20為單片機或者專用控制芯片，其通過驅動芯片21向功率驅動電路輸出信號，如PWM信號或方波信號。

功率驅動電路具有四個可控的場效應管Q1、Q2、Q3、Q4，且四個場效應管橋式連接。每一個場效應管可以在PWM信號的控制下通斷，并向電機的繞組輸出驅動信號，驅動電機工作，并由轉子帶動轉子軸旋轉，向外輸出動力。當然，功率驅動電路還可以向控制芯片20輸出反饋的信號，控制芯片20根據反饋的信號判斷功率驅動電路中各個場效應管的工作狀態，包括場效應管是否過熱等。

此外，現有的部分無刷直流電機的控制器還設置位置檢測電路等，用于檢測轉子的位置，并將檢測的信號反饋至控制芯片20，以便控制芯片21精確地控制電機的工作。

但是，現有的無刷直流電機均采用單相繞組的設計方案，電機啟動時轉矩波動較大，在電機低速運行時電機的振動較大，容易引起負載的振動。同時，電機運行時產生噪聲較大，難以滿足對噪聲有嚴格要求的場合使用需要。

此外，由于現有的單相無刷直流電機運行時存在死點，即單繞組所產生的電磁力矩會在某一時段為零，當電機處于那時段啟動時，電機無法自啟動。為了避免這一情況的發生，現有的無刷直流電機通常使用偏心氣隙的設計，即永磁轉子的外圓周與定子鐵芯的內圓周之間距離并不是均勻的，而是部分區域的間距大，部分區域的間距小，以增大電機的啟動轉矩。然而，這樣的設計降低了電機的運行效率，且制造工藝難度大，電機運行時噪聲也大。

發明內容

本實用新型的主要目的是提供一種運行平穩、振動小且啟動性能好的無刷直流電機。

本實用新型的另一目的是提供一種運行轉矩波動小、噪聲小的無刷直流電機。

為實現本實用新型的主要目的，本實用新型提供的無刷直流電機包括塑封定子及永磁轉子，塑封定子具有定子鐵芯，無刷直流電機還具有控制器，控制器具有控制芯片以及由控制芯片控制的功率驅動電路，其中，定子鐵芯上纏繞有兩相繞組，每一相繞組具有多個線圈，同一相繞組的多個線圈間隔設置，功率驅動電路包括驅動第一相繞組的第一功率驅動電路以及驅動第二相繞組的第二功率驅動電路。

由上述方案可見，無刷直流電機的定子鐵芯上纏繞有兩相繞組，且每一相繞組的多個線圈與另一相繞組的多個線圈間隔設置，控制器設置兩組功率驅動電路分別驅動兩相繞組，這樣無刷直流電機啟動時轉矩波動較小，電機振動不明顯，因此產生的噪聲也較小，運行平穩。

一個優選的方案是，定子鐵芯具有軛部以及自軛部向定子鐵芯中心方向延伸的多個齒，線圈纏繞在齒上，且同一相繞組的線圈纏繞在相間設置的齒上。

由此可見，將同一相繞組的多個線圈纏繞在相間的齒上，確保兩組繞組的線圈均為間隔設置，有利于在定子鐵芯上產生均勻的磁場，確保電機的平穩運行。

進一步的方案是，定子鐵芯的中部具有內圓孔，永磁轉子位于內圓孔內，且永磁轉子的外圓周與內圓孔的內圓周之間的距離均勻設置。

可見，由于無刷直流電機為兩相繞組設計，因此電機可以采用均勻氣隙的設計，且可以確保電機的啟動轉矩，電機運行效率較高，噪聲較小。

更進一步的方案是，無刷直流電機具有端蓋，永磁轉子安裝在端蓋內，且端蓋內還安裝有電路板，電路板上設有位置傳感器，位置傳感器安裝在電路板靠近永磁轉子的表面上。

由此可見，在靠近永磁轉子處設置位置傳感器能夠精確地檢測轉子的轉速以及轉子位置，位置傳感器將檢測的信號反饋至控制芯片，由控制芯片精確地輸出控制信號。

更進一步的方案是，塑封定子的內周壁上開設有安裝槽，位置傳感器位于安裝槽內。