專利名稱：單機(jī)電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及單相電機(jī)，特別是在轉(zhuǎn)子上安裝環(huán)狀磁鐵，將制動磁鐵和孔傳感器與上述環(huán)狀磁鐵分別對向配置的單相電機(jī)。
背景技術(shù)：
一般，單相電機(jī)有交直流兩用電機(jī)、BLDC電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)等。


圖1是以往技術(shù)的單相開關(guān)磁阻電機(jī)的電路圖。以往技術(shù)的單相開關(guān)磁阻電機(jī)(Switched Reluctanc MotorSRM)由驅(qū)動電路10、從上述驅(qū)動電路10上施加電源的定子20、旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子30構(gòu)成，該旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子30若位于上述定子20的內(nèi)部可旋轉(zhuǎn)位置時(shí)，若對上述定子20施加電源，通過與上述定子20間發(fā)生的磁阻轉(zhuǎn)矩而旋轉(zhuǎn)。
上述定子20是由，形成上下開放圓筒形的軛鐵22、從上述軛鐵22的內(nèi)壁向著上述轉(zhuǎn)子30在圓周方向上以一定間隔突出形成的6個(gè)凸極24、分別繞線在上述6個(gè)凸極24上，由上述驅(qū)動電路10供給電流的勵(lì)磁線圈26構(gòu)成。
上述轉(zhuǎn)子30迭層地形成磁芯34，其是在外周面上沿圓周方向以一定間隔突出形成6個(gè)凸極32，在上述轉(zhuǎn)子30的中央設(shè)置向外部傳送電機(jī)的驅(qū)動力的旋轉(zhuǎn)軸12，而且與上述轉(zhuǎn)子30同時(shí)旋轉(zhuǎn)。
上述驅(qū)動電路10根據(jù)與上述轉(zhuǎn)子30的位置及速度有關(guān)的信息來控制在上述勵(lì)磁線圈26中流動的電流強(qiáng)度。
在這樣構(gòu)成的單相開關(guān)磁阻電機(jī)中，若從驅(qū)動電路10向勵(lì)磁線圈26中供給電流后，在上述定子20和轉(zhuǎn)子30間發(fā)生磁阻時(shí)，則上述轉(zhuǎn)子30向磁阻最小的方向旋轉(zhuǎn)。
另一方面，在以往的單相開關(guān)磁阻電機(jī)中，為了使上述旋轉(zhuǎn)軸12經(jīng)常在有效旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，而在上述定子20的凸極24上纏繞輔助線圈(未圖示出)，當(dāng)從上述驅(qū)動電路10切斷電源時(shí)，上述轉(zhuǎn)子30的凸極32則置于上述定子20的凸極24的有效轉(zhuǎn)矩發(fā)生區(qū)域內(nèi)，使轉(zhuǎn)子30在有效旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行初期驅(qū)動。
上述使用以往技術(shù)的單相電機(jī)，為了電機(jī)的初期驅(qū)動及運(yùn)轉(zhuǎn)，必須安裝結(jié)構(gòu)復(fù)雜的附加裝置，所以存在實(shí)用性差的問題。
而且，為了掌握電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所要求的轉(zhuǎn)子的位置及速度的信息，還設(shè)置光傳感器或孔傳感器(未圖示出)。
發(fā)明要解決的課題本發(fā)明是鑒于上述以往技術(shù)中存在的問題而進(jìn)行的，其目的在于簡單地實(shí)現(xiàn)可以掌握電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)必要的轉(zhuǎn)子的初期驅(qū)動位置設(shè)定和轉(zhuǎn)子的位置以及速度信息的裝置，提供實(shí)用性高的單相電機(jī)。
解決課題的方案為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的單相電機(jī)由下述構(gòu)成，即定子、在上述定子施加電源時(shí)可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子、設(shè)置成與上述轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的環(huán)狀磁鐵、制動磁鐵及傳感器元件。上述制動磁鐵作用是在上述轉(zhuǎn)子制動時(shí)，使用與上述環(huán)狀磁鐵作用的磁力使上述轉(zhuǎn)子位于有效轉(zhuǎn)矩發(fā)生區(qū)域；上述傳感器是為了檢測上述轉(zhuǎn)子的位置及速度，在上述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)感知與上述環(huán)狀磁鐵間發(fā)生的勵(lì)磁變化。
發(fā)明實(shí)施方案以下，按照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案。
圖2是本發(fā)明的單相開關(guān)磁阻電機(jī)的斜視圖，圖3是本發(fā)明的單相開關(guān)磁阻電機(jī)的剖視圖。
上述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的單相開關(guān)磁阻電機(jī)由下述構(gòu)成，即包括了定子50、轉(zhuǎn)子60、與上述轉(zhuǎn)子60一起旋轉(zhuǎn)設(shè)置的環(huán)狀磁鐵70、制動磁鐵80、傳感器元件90。上述轉(zhuǎn)子60是可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在上述定子50的內(nèi)部，在向上述定子50施加電源時(shí)，通過與上述定子50間發(fā)生的磁阻轉(zhuǎn)矩可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；上述制動磁鐵80是在上述轉(zhuǎn)子60制動時(shí)，使用與上述環(huán)狀磁鐵70作用的磁力使上述轉(zhuǎn)子60位于有效轉(zhuǎn)矩發(fā)生區(qū)域；上述傳感器元件90是在上述轉(zhuǎn)子60旋轉(zhuǎn)時(shí)檢測與上述環(huán)狀磁鐵70間發(fā)生的勵(lì)磁變化，并檢測上述轉(zhuǎn)子60的位置及速度。
上述定子50，由形成圓筒形的軛鐵51、從上述軛鐵51的內(nèi)壁向著上述轉(zhuǎn)子60沿圓周方向以一定間隔突出形成的6個(gè)凸極52和繞線在上述6個(gè)凸極52上的勵(lì)磁線圈53構(gòu)成。
上述轉(zhuǎn)子60迭層形成磁芯62，其是在外周面上沿圓周方向以一定間隔向著上述定子50突出形成6個(gè)凸極61，在上述轉(zhuǎn)子60的中央設(shè)置向外部傳送電機(jī)的驅(qū)動力的旋轉(zhuǎn)軸64，而且與上述轉(zhuǎn)子60同時(shí)旋轉(zhuǎn)。
在上述旋轉(zhuǎn)軸64的兩端和形成電機(jī)的外觀的電機(jī)殼(未圖示出)間安裝可旋轉(zhuǎn)支承上述旋轉(zhuǎn)軸64的軸承65。
上述環(huán)狀磁鐵70嵌入到上述旋轉(zhuǎn)軸64的上側(cè)并被固定，如圖4a及圖4b所示，形成的N極和S極沿圓周方向地交替排列，N極及S極的個(gè)數(shù)分別為上述轉(zhuǎn)子60的凸極61個(gè)數(shù)的n(n是自然數(shù))倍。在本發(fā)明中，上述環(huán)狀磁鐵70的N極、S極數(shù)分別與上述轉(zhuǎn)子60的凸極61的個(gè)數(shù)相同地形成6個(gè)。
另一方面，在上述定子50的上面嵌合支承的保護(hù)架100，以使上述制動磁鐵80和傳感器元件90與上述環(huán)狀磁鐵70沿半徑方向?qū)χ谩?br> 上述保護(hù)架100，在中央部位環(huán)繞著上述環(huán)狀磁鐵70的外周形成孔101，底面嵌入在上述定子50的上面形成的槽54內(nèi)，形成具有規(guī)定的長度的嵌入腳102，以使上述制動磁鐵80和傳感器元件90與上述環(huán)狀磁鐵70在半徑方向?qū)χ谩?br> 在上述保護(hù)架100上設(shè)置裝有電氣元件的印刷電路基板92，該電氣元件是根據(jù)上述傳感器元件90所檢測到的上述轉(zhuǎn)子60的位置及速度信息來控制電機(jī)的。
上述制動磁鐵80是N極及S極數(shù)分別為1個(gè)的棒磁鐵，以上述保護(hù)架100的孔101為中心，在上述保持架100的一側(cè)至少設(shè)置1個(gè)，為了使上述旋轉(zhuǎn)軸64經(jīng)常僅僅在有效旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，在切斷流過上述定子50的勵(lì)磁線圈53的電流時(shí)，使用與上述環(huán)狀磁鐵70相互作用的磁力，使上述轉(zhuǎn)子60位于有效轉(zhuǎn)矩發(fā)生區(qū)域而被制動。
即，如圖4a及圖4b所示，上述轉(zhuǎn)子60，由于起動時(shí)轉(zhuǎn)子60的凸極61向著更近位置的定子50的凸極52旋轉(zhuǎn)，所以當(dāng)上述轉(zhuǎn)子60的有效旋轉(zhuǎn)方向在逆時(shí)針方向時(shí)，用“a”表示的上述轉(zhuǎn)子60的凸極61，比起位于用“b”表示的順時(shí)針方向的定子50的凸極52，可在位于用“c”表示的逆時(shí)針方向的定子50的凸極52更近的位置被制動。上述制動磁鐵80，若切斷電源，可使上述環(huán)狀磁鐵70及轉(zhuǎn)子60以一定角度旋轉(zhuǎn)。
上述傳感器元件90是利用孔效應(yīng)，檢測與傳感器元件90相對的環(huán)狀磁鐵70的極性的孔傳感器，上述保護(hù)架100的孔101為中心，在上述保護(hù)架100另一側(cè)至少設(shè)置1個(gè)，上述環(huán)狀磁鐵70與上述轉(zhuǎn)子60同時(shí)旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過與上述環(huán)狀磁鐵70間發(fā)生的勵(lì)磁變化來檢測上述轉(zhuǎn)子60的位置及速度。
這樣構(gòu)成的本發(fā)明的動作如下。
首先，轉(zhuǎn)子60在通過環(huán)狀磁鐵70和制動磁鐵80的相互作用位于有效轉(zhuǎn)矩發(fā)生區(qū)域的狀態(tài)，在定子50的勵(lì)磁線圈53流動電流時(shí)，在定子50和轉(zhuǎn)子60間發(fā)生磁阻，與上述轉(zhuǎn)子60一起的旋轉(zhuǎn)軸64、環(huán)狀磁鐵70在有效旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。
此時(shí)，上述傳感器元件90由于上述環(huán)狀磁鐵70旋轉(zhuǎn)，通過與上述環(huán)狀磁鐵70間發(fā)生的勵(lì)磁變化來檢測上述轉(zhuǎn)子60的位置及速度，控制上述轉(zhuǎn)子60的速度。
另一方面，若切斷流過上述定子50的勵(lì)磁線圈53的電流，上述轉(zhuǎn)子60、環(huán)狀磁鐵70及旋轉(zhuǎn)軸64停止，但如圖4a所示，若環(huán)狀磁鐵70和制動磁鐵80的極相反，夾緊力起作用時(shí)，上述環(huán)狀磁鐵70通過與上述制動磁鐵80的磁力以一定角度旋轉(zhuǎn)并停止在與上述制動磁鐵80間引力作用的位置。
此時(shí)，上述轉(zhuǎn)子60，由于與上述環(huán)狀磁鐵70一體結(jié)合地旋轉(zhuǎn)，所以如圖4b所示，與上述環(huán)狀磁鐵70一起以一定角度旋轉(zhuǎn)后，轉(zhuǎn)子60的凸極61在有效轉(zhuǎn)矩發(fā)生區(qū)域內(nèi)停止。
另一方面，本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例的環(huán)狀磁鐵的設(shè)置結(jié)構(gòu)如圖5a及圖5b所示。
如圖5a所示，在轉(zhuǎn)子110的中央整體旋轉(zhuǎn)地設(shè)置旋轉(zhuǎn)軸112，環(huán)狀磁鐵114上下方向地嵌合在上述旋轉(zhuǎn)軸112后，在上述轉(zhuǎn)子110的上側(cè)面迭層地固定。
另外，如圖5b所示，在轉(zhuǎn)子120的中央整體旋轉(zhuǎn)地設(shè)置旋轉(zhuǎn)軸122，環(huán)狀磁鐵124，其內(nèi)徑比上述旋轉(zhuǎn)軸122的外徑大，在距離上述轉(zhuǎn)子120上方向一定距離的旋轉(zhuǎn)軸122的上部緩緩地嵌合后，通過在上述旋轉(zhuǎn)軸122之間充填注塑成型材料(m)，與上述旋轉(zhuǎn)軸122可以一體旋轉(zhuǎn)而被固定。
此外，上述圖5a及圖5b，除了環(huán)狀磁鐵的設(shè)置構(gòu)造外，與圖3及圖4所示的單相開關(guān)磁阻電機(jī)是相同的，所以，省略了對其說明。
本發(fā)明的其他實(shí)施例的環(huán)狀磁鐵和制動磁鐵、傳感器的結(jié)構(gòu)如圖6所示。
如圖6所示，在保持架140上，為了使上述保持架140設(shè)置在環(huán)狀磁鐵130的上側(cè)，將具有固定長度的嵌合腳141對著定子132突出地形成并嵌合在上述定子132的上側(cè)面，在上述保持架140的中央部形成貫通孔142，以便使和轉(zhuǎn)子133一起旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸134可以旋轉(zhuǎn)，在上述保持架140的底面分別與上述環(huán)狀磁鐵130的軸向?qū)χ玫卦O(shè)置著制動磁鐵136和傳感器元件138。
圖6中，除了保持架的形狀和、制動磁鐵及傳感器部和環(huán)狀磁鐵的構(gòu)造外，其他與圖3及圖4所示的單相開關(guān)磁阻電機(jī)是相同的，所以，省略了其說明。
以上所構(gòu)成的本發(fā)明的單相電機(jī)，是在轉(zhuǎn)子上結(jié)合環(huán)狀磁鐵，在上述環(huán)狀磁鐵的一側(cè)，制動磁鐵對向地配置，在制動時(shí)，上述轉(zhuǎn)子通過作用在上述環(huán)狀磁鐵和制動磁鐵間的磁力，可以在有效轉(zhuǎn)矩發(fā)生的領(lǐng)域內(nèi)制動，轉(zhuǎn)子可以經(jīng)常地在有效的旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，另外，在上述環(huán)狀磁鐵的另一側(cè)，對向地配置著孔傳感器，在上述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，可以檢測轉(zhuǎn)子的位置及速度，所以可以簡單且廉價(jià)地得到作用于電機(jī)的初期驅(qū)動和運(yùn)轉(zhuǎn)的附加裝置，提高了電機(jī)的實(shí)用性。
圖的簡單說明圖1以往技術(shù)的單相開關(guān)磁阻電機(jī)的電路圖。
圖2本發(fā)明的單相開關(guān)磁阻電機(jī)的斜視圖。
圖3本發(fā)明的單相開關(guān)磁阻電機(jī)的剖視圖。
圖4a表示本發(fā)明的單相開關(guān)磁阻電機(jī)制動時(shí)，決定制動位置前的狀態(tài)圖。
圖4b表示本發(fā)明的單相開關(guān)磁阻電機(jī)制動時(shí)，決定制動位置后的狀態(tài)圖。
圖5a表示本發(fā)明環(huán)狀磁鐵的其他實(shí)施例的設(shè)置結(jié)構(gòu)的半剖視。
圖5b表示本發(fā)明環(huán)狀磁鐵的另外其他實(shí)施例的設(shè)置結(jié)構(gòu)的半剖視圖。
圖6表示本發(fā)明其他實(shí)施例的環(huán)狀磁鐵和制動磁鐵、傳感器元件的配置構(gòu)造的剖視圖。
權(quán)利要求
1.一種單相電機(jī)，其特征是，由定子、在上述定子施加電源時(shí)可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子、設(shè)置成與上述轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的環(huán)狀磁鐵、制動磁鐵構(gòu)成，上述制動磁鐵是在上述轉(zhuǎn)子制動時(shí)，使用與上述環(huán)狀磁鐵作用的磁力使上述轉(zhuǎn)子位于有效轉(zhuǎn)矩的發(fā)生區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相電機(jī)，其特征是，上述環(huán)狀磁鐵的N極和S極在圓周方向相互交替地排列，極數(shù)是上述轉(zhuǎn)子極數(shù)的n倍(n是自然數(shù))。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相電機(jī)，其特征是，上述環(huán)狀磁鐵嵌入軸向設(shè)置的旋轉(zhuǎn)軸的端部并被固定，而且與上述轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單相電機(jī)，其特征是，上述環(huán)狀磁鐵通過與上述旋轉(zhuǎn)軸間形成的壓模的模塑材料被固定在上述旋轉(zhuǎn)軸上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相電機(jī)，其特征是，上述環(huán)狀磁鐵在轉(zhuǎn)子兩個(gè)側(cè)面中的任何一面迭層后被固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相電機(jī)，其特征是，在上述定子的上部裝有圍繞上述環(huán)狀磁鐵的保持架，在上述保持架上，上述制動磁鐵與上述環(huán)狀磁鐵對向地固定著。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相電機(jī)，其特征是，上述制動磁鐵與上述環(huán)狀磁鐵在半徑方向相對地配置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相電機(jī)，其特征是，上述制動磁鐵與上述環(huán)狀磁鐵在軸方向相對地配置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單相電機(jī)，其特征是，為了檢測上述轉(zhuǎn)子的位置及速度，進(jìn)而包括在上述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，檢測與上述環(huán)狀磁鐵間發(fā)生的勵(lì)磁變化的傳感器元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的單相電機(jī)，其特征是，在上述定子的上部安裝著圍繞上述環(huán)狀磁鐵的保持架，上述傳感器元件固定在上述保持架上，而且與上述環(huán)狀磁鐵相對地設(shè)置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的單相電機(jī)，其特征是，上述傳感器元件與上述環(huán)狀磁鐵在半徑方向相對地設(shè)置。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的單相電機(jī)，其特征是，上述傳感器元件與上述環(huán)狀磁鐵在軸方向相對地設(shè)置。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的單相電機(jī)，其特征是，上述傳感器元件是由利用孔效應(yīng)檢測在上述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)上述環(huán)狀磁鐵的極性的孔傳感器構(gòu)成的。
全文摘要
一種單相電機(jī)，其由下述構(gòu)成，即定子、在上述定子上施加電源時(shí)可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子、設(shè)置成與上述轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的環(huán)狀磁鐵、制動磁鐵及傳感器元件。上述制動磁鐵的作用是，在上述轉(zhuǎn)子制動時(shí)，使用與上述環(huán)狀磁鐵作用的磁力使上述轉(zhuǎn)子位于有效轉(zhuǎn)矩的發(fā)生區(qū)域；上述傳感器元件是為了檢測上述轉(zhuǎn)子的位置及速度，在上述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，檢測與上述環(huán)狀磁鐵間發(fā)生的磁場變化。可以簡單地實(shí)現(xiàn)在電機(jī)運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子的初期驅(qū)動位置設(shè)定和轉(zhuǎn)子位置及速度信息的裝置，提高了實(shí)用性。
文檔編號H02K11/00GK1487652SQ0314814
公開日2004年4月7日 申請日期2003年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月1日
發(fā)明者金相永, 李堯漢, 林俊英, 崔鏞遠(yuǎn) 申請人:Lg電子株式會社