[發明專利]一種低換相轉矩脈動無刷直流電機

有效

• 申請號: 201710209239.3
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106887937B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 陳振;王浩宇;劉向東;趙靜
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H02K29/03
• 分類號: H02K29/03;H02K29/08;H02K16/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王加貴

本發明公開一種新型低換相轉矩脈動無刷直流電機，包括直流電機和傳感器裝置；直流電機包括第一定子、第一轉子、第一轉子磁鋼和后端蓋；傳感器裝置包括第二定子、第二轉子、環形磁鐵和傳感器集成電路；第二定子為環形、與第一轉子對應設置，第二轉子與第一轉子同軸同步旋轉；第二轉子的外圈安裝有環形磁鐵；傳感器集成電路固定于第二定子的內圈表面；傳感器集成電路包括用于采集第二轉子的位置信號的位置傳感器，位置傳感器安裝于滯后安裝位置，滯后安裝位置為從最佳換相位置沿第二轉子旋轉方向正向移動5°?10°。本發明的新型低換相轉矩脈動無刷直流電機，減小了無刷直流電機換相過程中產生的電磁轉矩脈動，提高了電機的轉矩性能，同時降低霍爾傳感器的安裝難度。

技術領域

本發明涉及直流電機技術領域，特別是涉及一種低換相轉矩脈動無刷直流電機。

背景技術

直流無刷電機，設置傳感器在無刷直流電機運行過程中獲取轉子的位置信號，由信號可推算出電機相應狀態下應有的換相信息，根據換相原理控制功率開關的開通關斷，從而在氣隙內形成步進式的旋轉磁場，驅動永磁轉子不停的旋轉。位置信息的準確性對換相性能的影響很大，位置信號不準確可能會加大轉矩脈動、電機振動等，嚴重時導致電機換相失敗。而無刷直流電機的換相轉矩脈動是無法消除的，它產生的原因有二：

(1)繞組電感阻礙了電流的快速變化，使電流的上升和下降都需要經歷一段時間，所以相電流不是矩形，而是梯形的。

(2)每相繞組反電動勢梯形波平頂部分寬度很難達到120°。

因此，如何通過電機結構設計和優化換相方法來減小換相轉矩脈動是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種低換相轉矩脈動無刷直流電機，以解決現有技術中換相轉矩脈動較大的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種低換相轉矩脈動無刷直流電機，包括直流電機和傳感器裝置；

所述直流電機包括第一定子、第一轉子、第一轉子磁鋼和后端蓋；所述第一定子與所述第一轉子同軸對應設置，所述第一轉子磁鋼安裝于所述第一轉子的外圈；

所述傳感器裝置包括第二定子、第二轉子、環形磁鐵和傳感器集成電路；

所述第二定子為環形、固定于所述后端蓋上與所述第一轉子對應設置，所述第二轉子與所述第一轉子同軸同步旋轉；所述第二轉子的外圈安裝有環形磁鐵；所述傳感器集成電路固定于所述第二定子的內圈表面；

所述傳感器集成電路包括用于采集所述第二轉子的位置信號的位置傳感器，所述位置傳感器安裝于滯后安裝位置，所述滯后安裝位置為從最佳換相位置沿所述第二轉子旋轉方向正向移動5°-10°。

其中，所述滯后安裝位置為從最佳換相位置沿所述第二轉子旋轉方向正向移動10°。

其中，所述環形磁鐵為與所述第一轉子磁鋼的極對數相同的環形磁鐵。

其中，所述位置傳感器的標志面指向所述第二轉子旋轉的軸心。

其中，所述位置傳感器為霍爾傳感器。

其中，所述直流電機在三相全波六狀態下工作，每對極下的所述第二定子的內圈表面存在兩組6個霍爾傳感器安裝位置，每組3個霍爾傳感器相互間隔120°。

其中，還包括裝卸蓋，所述后端蓋的邊緣固定連接有向外延伸的延伸部，所述裝卸蓋與所述延伸部可拆卸連接，所述后端蓋與所述裝卸蓋和所述延伸部形成用于容納所述傳感器裝置的腔。

其中，還包括前端蓋，所述前端蓋和所述后端蓋相對應設置形成用于容納所述直流電機的空間。