專利名稱：無刷直流電動機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電氣控制技術(shù)，尤其涉及一種無刷直流電動機。
背景技術(shù)：
無刷直流電動機是電動機的一種主要類型，其基本結(jié)構(gòu)是包括具有成對定子齒的定子、具有成對磁極的轉(zhuǎn)子、以及固定在轉(zhuǎn)子中心處的轉(zhuǎn)軸，每個定子齒繞制有繞組。無刷直流電動機的工作原理是通過向繞組施加按照設(shè)定周期換相的驅(qū)動電流，在定子齒和轉(zhuǎn)子磁極之間產(chǎn)生變化磁場，從而在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生電磁力矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。無刷直流電動機的類型，按照轉(zhuǎn)子磁極上磁性的產(chǎn)生方式又可分為永磁型或勵磁型，按照繞組的相數(shù)和繞制方式及驅(qū)動電流的換相周期又可分為單相、兩相或四相無刷直流電動機，其基本工作原理類似。但是，在現(xiàn)有的無刷直流電動機中，普遍存在一缺陷。即無刷直流電動機在半個換相周期內(nèi)，當(dāng)定子磁動勢與轉(zhuǎn)子磁通之間的相位夾角在0°和180°時的電磁轉(zhuǎn)矩分別為零。因此，這兩個位置被稱為“死點”，當(dāng)轉(zhuǎn)子處于“死點”附近時作用在轉(zhuǎn)子上的電動機啟動轉(zhuǎn)矩很小，導(dǎo)致啟動不順利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種無刷直流電動機，以改善電動機在啟動“死點”附近的啟動性能。本發(fā)明提供一種無刷直流電動機，包括具有成對定子齒的定子、具有成對磁極的轉(zhuǎn)子、以及固定在所述轉(zhuǎn)子中心處的轉(zhuǎn)軸，每個所述定子齒繞制繞組，在定子的每個橫截面中，每個定子齒的齒頂圓弧線與齒軸線的交點和該定子齒的齒頂圓弧線的圓心的連線，與該定子齒的齒軸線之間具有大于0度且小于90度的偏心角。如上所述的無刷直流電動機，優(yōu)選地在轉(zhuǎn)子的每個橫截面中，每個磁極的邊緣圓弧線相對于磁極軸線呈軸對稱設(shè)置；在定子設(shè)置在轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)時，各磁極的邊緣圓弧線內(nèi)凹，且半徑大于或等于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)半徑，或，在定子設(shè)置在轉(zhuǎn)子的外側(cè)時，各磁極的邊緣圓弧線外凸，且半徑小于或等于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)半徑。如上所述的無刷直流電動機，優(yōu)選地在轉(zhuǎn)子的每個橫截面中，各磁極的邊緣圓弧線的圓心，依次連續(xù)排列，形成圍繞在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心外側(cè)的轉(zhuǎn)子圓。如上所述的無刷直流電動機，優(yōu)選地每個磁極的邊緣表面為各邊緣圓弧線組成的邊緣圓柱面，各磁極的邊緣圓柱面的圓心軸線相互平行。如上所述的無刷直流電動機，優(yōu)選 地在定子的每個橫截面中，每個定子齒的兩側(cè)端點相對于齒軸線呈軸對稱設(shè)置，且定子齒的兩側(cè)邊緣線與齒頂圓弧線之間形成有過渡弧線。如上所述的無刷直流電動機，優(yōu)選地在每個定子齒上，背離齒頂圓弧線圓心一側(cè)的過渡弧線為第一過渡圓弧線，鄰近齒頂圓弧線圓心一側(cè)的過渡弧線為第二過渡圓弧線，且第一過渡圓弧線的半徑大于第二過渡圓弧線的半徑。
如上所述的無刷直流電動機，優(yōu)選地所述第一過渡圓弧線的半徑為0. I I. Omm,第二過渡圓弧線的半徑為0. I 0. 6mm。如上所述的無刷直流電動機，優(yōu)選地各定子齒的偏心角大小相等；和/或各定子齒的齒頂圓弧線的半徑相等。如上所述的無刷直流電動機，優(yōu)選地在定子的每個橫截面中，各定子齒的齒頂圓弧線的圓心，依次連續(xù)排列，形成圍繞在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心外側(cè)的定子圓。如上所述的無刷直流電動機,優(yōu)選地每個定子齒的齒頂圓表面為各齒頂圓弧線組成的齒頂圓柱面，各定子齒的齒頂圓柱面的圓心軸線相互平行。如上所述的無刷直流電動機，優(yōu)選地所述轉(zhuǎn)子圓的半徑大于所述定子圓的半徑。
如上所述的無刷直流電動機，優(yōu)選地所述無刷直流電動機為單相永磁無刷直流電動機，所述定子齒和轉(zhuǎn)子磁極的數(shù)量均為偶數(shù)個。如上所述的無刷直流電動機，還包括轉(zhuǎn)子位置傳感器，用于檢測所述轉(zhuǎn)子的當(dāng)前相位位置并輸出轉(zhuǎn)子相位位置信號；控制器，與所述轉(zhuǎn)子位置傳感器相連，用于根據(jù)接收到的所述轉(zhuǎn)子相位位置信號生成一按正弦波規(guī)律變化的驅(qū)動電流信號給繞組以實行換相。本發(fā)明提供的無刷直流電動機，通過將定子齒的齒頂圓形狀設(shè)計為相對于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心偏心的圓弧線，使得無刷直流電動機能夠消除啟動“死點”，順利啟動。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)中采用漸變氣隙結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中采用階梯氣隙結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)中采用不對稱齒結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為現(xiàn)有技術(shù)中采用附加凹槽結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明無刷直流電動機實施例中定子的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5中A處的放大圖；圖7為本發(fā)明無刷直流電動機實施例中定子與轉(zhuǎn)子相配合的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明外轉(zhuǎn)子式無刷直流電動機實施例中定子的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明外轉(zhuǎn)子式無刷直流電動機實施例中轉(zhuǎn)子與定子相配合的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式實施例一圖7為本發(fā)明無刷直流電動機實施例中定子與轉(zhuǎn)子相配合的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖，本實施例的無刷直流電動機包括具有成對定子齒的定子、具有成對磁極的轉(zhuǎn)子、以及固定在轉(zhuǎn)子中心處的轉(zhuǎn)軸，每個定子齒繞制繞組，且對定子齒的形狀進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)。為清楚介紹本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，先簡單介紹無刷直流電動機的基本結(jié)構(gòu)。本發(fā)明既可適用于轉(zhuǎn)子設(shè)置在定子內(nèi)側(cè)的內(nèi)轉(zhuǎn)子式電動機，也可適用于轉(zhuǎn)子設(shè)置在定子外側(cè)的外轉(zhuǎn)子式電動機，本實施例以內(nèi)轉(zhuǎn)子式電動機為例進(jìn)行說明。如圖7所示，轉(zhuǎn)子7設(shè)置在定子5的內(nèi)側(cè)，轉(zhuǎn)軸固定在轉(zhuǎn)子7的中心處，例如可穿過轉(zhuǎn)子7的中心孔，以通過轉(zhuǎn)子7的轉(zhuǎn)動來輸出電磁轉(zhuǎn)矩。當(dāng)轉(zhuǎn)子7旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子最外端的邊緣必然形成一圓形，該轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)形成的圓形的半徑記為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)半徑，其圓心記為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心。如圖7所示，定子5包括定子外圓和定子齒51，每個定子齒51均由齒根部和齒頂部構(gòu)成，齒根部從定子外圓中朝向轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心延伸而出，齒根部為軸對稱的板狀，齒頂部的兩側(cè)分別由齒根部的兩側(cè)伸出，以構(gòu)成齒槽52的槽口 ；從定子5任意橫截面的角度來看，齒根部的對稱軸線與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)半徑共線，記作該定子齒的齒軸線(該齒軸線也為齒根部的中心與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心之間的連線)。
本實施例提供的內(nèi)轉(zhuǎn)子式無刷直流電動機，如圖5-7所示，包括具有成對定子齒51的定子5、具有成對磁極71的轉(zhuǎn)子7、以及固定在轉(zhuǎn)子7中心處的轉(zhuǎn)軸,每個定子齒51繞制有繞組(圖中未示)，定子5設(shè)置在轉(zhuǎn)子7的外側(cè)。在定子5的每個橫截面中，每個定子齒51的齒頂圓弧線511與定子齒51的齒軸線20的交點和該定子齒51的齒頂圓弧線511的圓心512的連線，與該定子齒51的齒軸線20之間具有大于0度且小于90度的偏心角9 O具體地，定子5的內(nèi)側(cè)面上可固定設(shè)置偶數(shù)個向中心伸出的定子齒51，且定子齒51均布在定子5的內(nèi)側(cè)面上，定子齒51與轉(zhuǎn)子7上的磁極71數(shù)目相等，位置也一一對應(yīng)；其中，轉(zhuǎn)子7上的磁極71可以為永磁體，也可以因通電而具有磁性。相鄰的定子齒51之間的空隙為齒槽52，定子5固定不動，通過位于轉(zhuǎn)子7中心孔的轉(zhuǎn)軸帶動轉(zhuǎn)子7旋轉(zhuǎn)。不同對的定子齒51對應(yīng)的偏心角0可以相同也可以不同，即齒頂圓弧線511的圓心512的排列方式可以為多種，例如，可以使處于間隔位置的定子齒51的偏心角0相等，或是按所有定子齒51對應(yīng)的偏心角0依次遞增的方式設(shè)置。本實施例無刷直流電動機中，由于偏心角0的存在，齒頂圓弧線511的圓心512與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心不重合、且不會落在齒軸線所在直線上；當(dāng)定子齒與磁極的相位為0°和180°時，啟動輸入驅(qū)動電流，則由于偏心角0的存在，可形成磁動勢壓差，使得在“死點”位置時合成的電磁轉(zhuǎn)矩不為零，消除了啟動“死點”，具有良好的啟動性能。優(yōu)選地，上述各定子齒51的偏心角0大小相等；和/或各定子齒51的齒頂圓弧線511的半徑相等。從定子齒任意橫截面的角度來看，當(dāng)各定子齒51的偏心角0相等，且各定子齒51所對應(yīng)的齒頂圓弧線511的半徑也相等時，在定子5的每個橫截面中，各定子齒51的齒頂圓弧線511的圓心512，依次連續(xù)排列，形成圍繞在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心外側(cè)的定子圓。當(dāng)轉(zhuǎn)子7轉(zhuǎn)動時，該偏心角0的大小不變，但是該定子齒51與該轉(zhuǎn)子磁極71之間的磁場矢量變化；也就是說，當(dāng)電動機啟動后恒定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)過程中，偏心角9位置不變，磁場矢量隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動呈均勻變化，得到的磁阻轉(zhuǎn)矩逐漸為平滑的正弦波形狀，從而減少了電動機輸出的電磁轉(zhuǎn)矩的波動。本實施例中，每個定子齒51的齒頂圓表面可以為各齒頂圓弧線511組成的齒頂圓柱面，各定子齒51的齒頂圓柱面的圓心軸線相互平行。但具體應(yīng)用中并不限于此，例如各定子齒51的橫截面可以相互偏差一定角度，螺旋狀排列。這并不影響本實施例中偏心角的工作原理，只要滿足定子齒橫截面的形狀要求即可。在本實施例中，通過將定子5的齒頂圓弧線511對應(yīng)的圓心512偏離轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心10、以形成偏心角0的方式來提供啟動時所需的不對稱轉(zhuǎn)矩，而在現(xiàn)有技術(shù)中常用的四種不對稱氣隙的定子結(jié)構(gòu)(漸變氣隙結(jié)構(gòu)、階梯氣隙結(jié)構(gòu)、不對稱齒結(jié)構(gòu)和附加凹槽結(jié)構(gòu))中，都是僅通過改變定子齒51的齒頂圓柱面511的形狀來提供不對稱氣隙的；具體請參照圖I、圖2、圖3和圖4,漸變氣隙結(jié)構(gòu)中，不同的定子齒的齒頂圓柱面的圓心相同但半徑R11、R12、R13、R14和R15不同；階梯氣隙結(jié)構(gòu)中，在同一定子齒的齒頂圓表面形成突變的階梯t ;不對稱齒結(jié)構(gòu)中，每個定子齒的齒頂圓柱面的對稱軸k2偏離該定子齒的對稱軸kl ；附加凹槽結(jié)構(gòu)則是指在位于定子齒的對稱軸的一側(cè)的齒頂圓柱面上開設(shè)凹槽h。由于現(xiàn)有技術(shù)中這四種形式的定子結(jié)構(gòu)中定子齒的齒頂圓柱面的中心軸都位于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心軸上，從而使不同定子齒與轉(zhuǎn)子形成的氣隙間存在突變，導(dǎo)致在一個極距內(nèi)，磁阻轉(zhuǎn)矩存在一個正峰值和一個負(fù)峰值，即表現(xiàn)出很高的轉(zhuǎn)矩波動。 因此，與上述現(xiàn)有技術(shù)中的四種定子結(jié)構(gòu)相比，本實施例提供的無刷直流電動機不但克服啟動“死點”問題，而且，還能解決現(xiàn)有技術(shù)中電動機正常運行轉(zhuǎn)矩波動過大、噪聲過大的問題，有效減少工作中的振動和噪音。實施例二本實施例可以以實施例一為基礎(chǔ)，進(jìn)一步優(yōu)化轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)形狀。本實施例中，在轉(zhuǎn)子7的每個橫截面中，每個磁極71的邊緣圓弧線712可相對于磁極軸線呈軸對稱設(shè)置；本實施例對于定子5設(shè)置在轉(zhuǎn)子7外側(cè)的情況，轉(zhuǎn)子7上的各磁極71的邊緣圓弧線712外凸，且邊緣圓弧線712的半徑小于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)半徑，即邊緣圓弧線712的圓心713位于邊緣圓弧線712與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心之間?；蜻吘増A弧線712的半徑也可以等于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)半徑。每個轉(zhuǎn)子的磁極71邊緣圓弧線712的形狀不必完全相同，但優(yōu)選地，在轉(zhuǎn)子7的每個橫截面中，各磁極71的邊緣圓弧線712的圓心713，依次連續(xù)排列，形成圍繞在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心10外側(cè)的轉(zhuǎn)子圓。每個磁極71的邊緣表面優(yōu)選為各邊緣圓弧線組成的邊緣圓柱面，各磁極71的邊緣圓柱面的圓心軸線相互平行。但并不限制于此，例如，磁極71在垂直于橫截面的方向上沿螺旋曲線延伸，或者，磁極71表面呈錐形表面等。其中，當(dāng)分別形成轉(zhuǎn)子圓和定子圓的情況時，轉(zhuǎn)子圓的半徑優(yōu)選大于定子圓的半徑，或大致滿足此規(guī)律；即從一個橫截面的角度看，所有齒頂圓弧線511的圓心512排列成一以轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心10為圓心的圓，所有磁極71的邊緣圓弧線712的圓心713也排列成以轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心10為圓心的圓，且磁極71的邊緣圓弧線712的圓心713圍繞在齒頂圓弧線511的圓心512的外側(cè)。磁極表面和定子的齒頂圓表面采用圓柱面可以便于加工制造，有利于節(jié)約成本。本實施例采用將轉(zhuǎn)子上磁極的邊緣表面形狀設(shè)計為以磁極軸線對稱的、圓心不在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心上的邊緣圓弧線，可以使本實施例中的轉(zhuǎn)子與定子形成的氣隙磁場的變化更為平滑，從而更有效地減少輸出電磁轉(zhuǎn)矩的波動，進(jìn)一步減小電動機工作過程中的振動。實施例三圖5為本發(fā)明無刷直流電動機實施例中定子的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖，本實施例可以上述任意實施例為基礎(chǔ)，更進(jìn)一步地，在定子5的每個橫截面中，每個定子齒51的兩側(cè)端點相對于齒軸線20呈軸對稱設(shè)置，且定子齒51的兩側(cè)邊緣線與齒頂圓弧線511之間形成有過渡弧線。在這里，定子齒51的兩側(cè)端點即為齒頂部兩側(cè)距離齒軸線20距離最遠(yuǎn)的點；齒頂圓表面向兩側(cè)的齒側(cè)面分別通過圓弧面平滑過渡，從定子的橫截面角度看，這兩個圓弧面則為上述齒頂圓弧線511。在轉(zhuǎn)子7旋轉(zhuǎn)時，圓弧面的設(shè)計可使氣隙磁場的變化更為均勻。優(yōu)選地，在每個定子齒51上，背離齒頂圓弧線511的圓心512 —側(cè)的過渡弧線為第一過渡圓弧線513，鄰近齒頂圓弧線圓心一側(cè)的過渡弧線為第二過渡圓弧線514，且第一過渡圓弧線513的半徑大于第二過渡圓弧線514的半徑。這樣設(shè)置的好處在于，能夠配合定子圓弧線的偏心設(shè)計，進(jìn)一步降低轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動過程中氣隙磁場的突變。進(jìn)一步地，第一過渡圓弧線513的半徑取值范圍優(yōu)選是0. I I. Omm,第二過渡圓弧線514的半徑取值范圍優(yōu)選是0. I 0. 6mm。本實施例中的過渡圓弧面的設(shè)計可以配合轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，使定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙磁場變化更加平滑均勻，從而使氣隙磁場的變化規(guī)律更趨近于正弦波形，達(dá)到進(jìn)一步減小轉(zhuǎn)矩波動和振動噪音的目的。實施例四圖8為本發(fā)明外轉(zhuǎn)子式無刷直流電動機實施例中定子的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明外轉(zhuǎn)子式無刷直流電動機實施例中轉(zhuǎn)子與定子相配合的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。請參照圖8和圖9，本實施例提供一種外轉(zhuǎn)子式的無刷直流電動機，與實施例一不同之處在于，轉(zhuǎn)子7設(shè)置于定子5的外側(cè)，這樣，轉(zhuǎn)子7可以呈環(huán)狀，定子5位于轉(zhuǎn)子7的中心，定子5的外側(cè)面上固定設(shè)置偶數(shù)個沿徑向向外延伸的定子齒51，轉(zhuǎn)子7的磁極71設(shè)置在轉(zhuǎn)子7的內(nèi)環(huán)側(cè)面上，且位置也可與定子齒51 —一對應(yīng)，固定于轉(zhuǎn)子7中心孔處的轉(zhuǎn)軸可帶動轉(zhuǎn)子7旋轉(zhuǎn)；此時，從轉(zhuǎn)子7的橫截面角度來看，各磁極71的邊緣圓弧線712內(nèi)凹，且半徑大于或等于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)半徑；且同實施例一類似，在定子5的每個橫截面中，每個定子齒51的齒頂圓弧線511與定子齒51的齒軸線20的交點和該定子齒51的齒頂圓弧線511的圓心512的連線，與該定子齒51的齒軸線20之間具有大于0度且小于90度的偏心角0。定子5和轉(zhuǎn)子7的結(jié)構(gòu)以及兩者之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系也與實施例一類似，在此不再贅述。優(yōu)選地,各定子齒51所對應(yīng)的偏心角0以及齒頂圓弧線511的半徑大小可以相等，且各定子齒51所對應(yīng)的齒頂圓弧線的圓心512可依次連續(xù)排列，形成圍繞在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心外側(cè)的定子圓。更進(jìn)一步地，可以采用實施例二的方式進(jìn)一步優(yōu)化轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)。即，在轉(zhuǎn)子7的每個橫截面中，每個磁極71的邊緣圓弧線712可相對于磁極軸線呈軸對稱設(shè)置，且針對轉(zhuǎn)子7設(shè)置在定子5的外側(cè)的情況，轉(zhuǎn)子7上各磁極71的邊緣圓弧線712內(nèi)凹，且邊緣圓弧線712的半徑小于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)半徑；每個轉(zhuǎn)子磁極71的邊緣圓弧線712形狀可以相同或不同，且各磁極71的邊緣圓弧線712的圓心713可以依次排列形成圍繞在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心10外側(cè)的轉(zhuǎn)子圓；最優(yōu)地，當(dāng)分別形成轉(zhuǎn)子圓和定子圓的情況時，轉(zhuǎn)子圓半徑可大于定子圓半徑(如圖9所示)。本實施例提供的外轉(zhuǎn)子式的無刷直流電動機，同樣可在改善電動機在啟動“死點”附近的啟動性能的同時，減少電動機正常運轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)矩波動，達(dá)到降低振動和噪聲的目的。本發(fā)明實施例提供的無刷直流電動機可以適用于單相、兩相或四相無刷直流電動機，其工作原理類似，都可以改善啟動性能。但本發(fā)明實施例優(yōu)選適用于單相永磁無刷直流電動機，因為，采用單相繞組可以有效降低生產(chǎn)成本，且同樣能獲得較高的效率。無刷直流電動機的定子齒51的數(shù)量可以為偶數(shù)個，例如，四個、六個或八個，對應(yīng)地，轉(zhuǎn)子上磁極的數(shù)量也可以為偶數(shù)個，例如，同樣為四個、六個或八個；可以采用內(nèi)轉(zhuǎn)子式或外轉(zhuǎn)子式，其中定子的結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)以及轉(zhuǎn)子與定子之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系可以采用實施例一或?qū)嵤├木唧w方案，在此不再贅述。本實施例提供的單相永磁無刷直流電動機能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中的單相永磁無刷直流電動機的啟動“死點”、順利啟動，同時，還可得到呈正弦規(guī)律變化的氣隙磁場，從而得到均勻變化的轉(zhuǎn)矩，有效減小轉(zhuǎn)矩波動。更進(jìn)一步地，上述任一實施例中的單相無刷直流電動機，還可以包括轉(zhuǎn)子位置傳感器，用于檢測轉(zhuǎn)子的當(dāng)前相位位置并輸出轉(zhuǎn)子相位位置信號；控制器，與轉(zhuǎn)子位置傳感器相連，用于根據(jù)接收到的轉(zhuǎn)子相位位置信號生成一按正弦波規(guī)律變化的驅(qū)動電流信號給繞組以實行換向。具體地，控制器和繞組可分別與驅(qū)動電路相連，以將驅(qū)動電流信號輸入至定子上的繞組，并通過控制器改變驅(qū)動電流的方向來實行換向。S卩，本無刷直流電動機可采用正弦變化的電流信號驅(qū)動，通過控制器的相位補償作用使繞組的反電動勢按正弦規(guī)律變化，從而使氣隙磁場的變化規(guī)律為更純正的正弦波，進(jìn)一步降低了轉(zhuǎn)矩波動，降噪效果更好 。最后應(yīng)說明的是以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。
權(quán)利要求
1.一種無刷直流電動機，包括具有成對定子齒的定子、具有成對磁極的轉(zhuǎn)子、以及固定在所述轉(zhuǎn)子中心處的轉(zhuǎn)軸，每個所述定子齒繞制繞組，其特征在于 在定子的每個橫截面中，每個定子齒的齒頂圓弧線與齒軸線的交點和該定子齒的齒頂圓弧線的圓心的連線，與該定子齒的齒軸線之間具有大于O度且小于90度的偏心角。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無刷直流電動機，其特征在于 在轉(zhuǎn)子的每個橫截面中，每個磁極的邊緣圓弧線相對于磁極軸線呈軸對稱設(shè)置； 在定子設(shè)置在轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)時，各磁極的邊緣圓弧線內(nèi)凹，且半徑大于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)半徑，或，在定子設(shè)置在轉(zhuǎn)子的外側(cè)時，各磁極的邊緣圓弧線外凸，且半徑小于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)半徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無刷直流電動機，其特征在于 在轉(zhuǎn)子的每個橫截面中，各磁極的邊緣圓弧線的圓心，依次連續(xù)排列，形成圍繞在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心外側(cè)的轉(zhuǎn)子圓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無刷直流電動機，其特征在于 每個磁極的邊緣表面為各邊緣圓弧線組成的邊緣圓柱面，各磁極的邊緣圓柱面的圓心軸線相互平行。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無刷直流電動機，其特征在于 在定子的每個橫截面中，每個定子齒的兩側(cè)端點相對于齒軸線呈軸對稱設(shè)置，且定子齒的兩側(cè)邊緣線與齒頂圓弧線之間形成有過渡弧線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無刷直流電動機，其特征在于 在每個定子齒上，背離齒頂圓弧線圓心一側(cè)的過渡弧線為第一過渡圓弧線，鄰近齒頂圓弧線圓心一側(cè)的過渡弧線為第二過渡圓弧線，且第一過渡圓弧線的半徑大于第二過渡圓弧線的半徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無刷直流電動機，其特征在于 所述第一過渡圓弧線的半徑為0. I I. Omm,第二過渡圓弧線的半徑為0. I 0. 6mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的無刷直流電動機，其特征在于 各定子齒的偏心角大小相等；和/或 各定子齒的齒頂圓弧線的半徑相等。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的無刷直流電動機，其特征在于 在定子的每個橫截面中，各定子齒的齒頂圓弧線的圓心，依次連續(xù)排列，形成圍繞在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心外側(cè)的定子圓。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無刷直流電動機，其特征在于 每個定子齒的齒頂圓表面為各齒頂圓弧線組成的齒頂圓柱面，各定子齒的齒頂圓柱面的圓心軸線相互平行。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的無刷直流電動機，其特征在于所述轉(zhuǎn)子圓的半徑大于所述定子圓的半徑。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的無刷直流電動機，其特征在于所述無刷直流電動機為單相永磁無刷直流電動機，所述定子齒和轉(zhuǎn)子磁極的數(shù)量均為偶數(shù)個。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的無刷直流電動機，其特征在于，還包括 轉(zhuǎn)子位置傳感器，用于檢測所述轉(zhuǎn)子的當(dāng)前相位位置并輸出轉(zhuǎn)子相位位置信號； 控制器，與所述轉(zhuǎn)子位置傳感器相連，用于根據(jù)接收到的所述轉(zhuǎn)子相位位置信號生成一按正弦波規(guī)律變化的驅(qū)動電流信號給繞組以實行換相 。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無刷直流電動機。包括具有成對定子齒的定子、成對磁極的轉(zhuǎn)子、以及固定在所述轉(zhuǎn)子中心孔處的轉(zhuǎn)軸，每個所述定子齒繞制繞組，在定子的每個橫截面中，每個定子齒的齒頂圓弧線與定子齒的齒軸半徑的交點和該定子齒的齒頂圓弧線的圓心的連線，與該定子齒的齒軸半徑之間的具有大于0度且小于90度的機械偏心角。通過將定子齒的齒頂圓形狀設(shè)計為相對于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)中心偏心的圓弧線，使得無刷直流電動機能夠消除啟動“死點”，順利啟動；還可配合正弦規(guī)律變化的電流驅(qū)動，而使氣隙磁場按正弦規(guī)律均勻變化，減少轉(zhuǎn)矩波動，降低振動噪音。
文檔編號H02K1/22GK102629811SQ20121005535
公開日2012年8月8日 申請日期2012年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月5日
發(fā)明者張唯, 章啟忠 申請人:浙江億利達(dá)風(fēng)機股份有限公司