專利名稱：一種可變頻的三相無刷永磁電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電機，特別是一種帶有變頻控制回路的三相無刷永磁電機。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的家用吊扇一般都是采用單相交流電容運轉(zhuǎn)異步電機驅(qū)動，該電機的結(jié)構(gòu)復雜，生產(chǎn)成本比較高，電機運動效率低、能耗大、噪音較大、體積也相對較大，一般的家用吊扇的電機在運行時其功率達到60W以上，功率較大，電機發(fā)熱也較大,該電機在長時間運行后，電機內(nèi)部發(fā)熱大，影響電機的使用壽命，嚴重的會造成火災。
實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種可變頻的三相無刷永磁電機，其 能耗少，環(huán)保節(jié)能。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種可變頻的三相無刷永磁電機，包括由上蓋和下蓋組成的中空柱形的電機殼，所述電機殼內(nèi)設(shè)置有圍成環(huán)形的磁鐵，電機殼上還設(shè)置有軸承座，軸承座上活動設(shè)置有電機軸，所述電機軸穿過電機殼，電機軸上固定有定子鐵芯，所述定子鐵芯位于圍成環(huán)形的磁鐵的內(nèi)圈，所述定子鐵芯上設(shè)置有三相繞組，所述定子鐵芯連接變頻控制回路板，所述變頻控制回路板包括有用于檢測反電勢和電機轉(zhuǎn)速的檢測模塊、與檢測模塊的輸出端連接進行數(shù)據(jù)處理的單片機控制模塊、與單片機控制模塊的輸出端連接用于驅(qū)動電機的驅(qū)動模塊、為上述模塊提供電源的電源模塊，所述驅(qū)動模塊的輸出端連接到定子鐵芯的三相繞組。作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述變頻控制回路板上設(shè)置有遙控接收模塊，所述遙控接收模塊的輸出端連接單片機控制模塊，所述遙控接收模塊用于接收匹配的遙控器的信號，通過遙控器可以對電機進行遙控，操作更加方便。作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述變頻控制回路板上設(shè)置有過流保護電路，防止電流過大對電機造成損壞，延長電機的使用壽命。作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述變頻控制回路板上設(shè)置有指示燈和蜂鳴器，指示燈可用于指示電機的運作狀態(tài)，蜂鳴器可用于故障報警，使用戶能及時了解到電機的運作狀態(tài)。作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述定子鐵芯的外圍設(shè)置有多組規(guī)格相同的齒，齒的外側(cè)面為拋物線，拋物線的頂點為定子鐵芯的外弧圓周面，定子鐵芯的齒與齒之間相鄰的拋物線形成不均勻的氣隙，所述定子鐵芯的齒與齒之間形成繞線槽，三相繞組設(shè)置在繞線槽內(nèi)。具有不均勻氣隙的定子鐵芯在電機運轉(zhuǎn)時能消除“死點”，保證電機能持續(xù)不斷的工作。作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述三相繞組的各相繞線間隔設(shè)置在繞線槽內(nèi)。作為上述技術(shù)方案的進一步改進，所述的磁鐵為一體成型的磁環(huán)，所述磁鐵通過外加壓力直接固定在電機殼內(nèi)壁，采用電機殼直接充當磁環(huán)的磁軛，簡化電機結(jié)構(gòu)，減少電機配件,降低生產(chǎn)成本。本實用新型的有益效果是本實用新型的可變頻的三相無刷永磁電機采用了變頻控制回路板對電機進行變頻控制，變頻電機的能效高，在較低電壓、電流的情況下運作，大大降低電機的能耗，電機在正常運作時的功率在30W或以下，其能耗只有普通電機的二分之一，可變頻控制的電機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、耗材少和噪音低，能無級調(diào)速，而且電機運轉(zhuǎn)時發(fā)熱量小，熱量能夠及時散發(fā)，使用安全。以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是變頻控制回路板的模塊框圖；圖3是變頻控制回路板的原理圖；圖4是電源模塊的電路原理圖；圖5是檢測模塊的電路原理圖；圖6是單片機控制模塊的電路原理圖；圖7是驅(qū)動模塊的電路原理圖；圖8是遙控接收模塊的電路原理圖；圖9是過流保護電路；
圖10是指示燈與蜂鳴器；圖11是定子鐵芯的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是圖11中A處的放大示意圖。
具體實施方式
參照圖1，本實用新型的一種可變頻的三相無刷永磁電機，包括由上蓋2和下蓋I組成的中空柱形的電機殼，電機殼內(nèi)設(shè)置有圍成環(huán)形的磁鐵3,電機殼上還設(shè)置有軸承座
4,軸承座4上活動設(shè)置有電機軸5,電機軸5穿過電機殼，電機軸5上固定有定子鐵芯6,定子鐵芯6位于圍成環(huán)形的磁鐵3的內(nèi)圈，所述定子鐵芯6上設(shè)置有三相繞組66，所述定子鐵芯6連接變頻控制回路板7。本實用新型的可變頻的三相無刷永磁電機采用了變頻控制回路板7對電機進行變頻控制，有效降低電機的運作電壓、電流，大大降低電機的能耗，例如帶動一般的家用吊扇運轉(zhuǎn)時，電機的功率處于30W或以下，其能耗只有普通電機的二分之一，而且可變頻電機運轉(zhuǎn)時發(fā)熱量小，熱量能夠及時散發(fā)，不存在熱量積聚而引發(fā)火災的隱患，使用安全；可變頻控制的電機由于采用電機軸和軸承座配合運轉(zhuǎn)，其運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音低，能實現(xiàn)無級調(diào)速，電機體積小、耗材少。參照圖2至圖10，變頻控制回路板7用于控制電機運轉(zhuǎn)，由于本設(shè)計的電機是三相電機，通過變頻控制回路板7可控制電機實現(xiàn)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、啟動、停止、定時、無級調(diào)速等操作。變頻控制回路板7內(nèi)包括有電源模塊74、檢測模塊71、單片機控制模塊72、驅(qū)動模塊73。電源模塊74用于為變頻控制回路板7上所有回路提供電壓穩(wěn)定的工作電源，電源模塊74可選擇接入交流電或者直流電，電源模塊74包括有濾波回路和整流穩(wěn)壓回路。檢測模塊71的輸出端連接單片機控制模塊72，單片機控制模塊72用于進行數(shù)據(jù)處理并對電機發(fā)出控制指令，單片機控制模塊72的輸出端連接有驅(qū)動模塊73，所述驅(qū)動模塊73的輸出端連接到定子鐵芯6的三相繞組66用于驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)。此外，變頻控制回路板7上設(shè)置有用于接收匹配的遙控器信號的遙控接收模塊75，遙控接收模塊75的輸出端連接單片機控制模塊72，用戶可選用遙控器進行遙控或者線控方式；驅(qū)動模塊73上連接有過流保護電路76，過流保護電路76由單片機控制模塊72控制，防止驅(qū)動電流過大對電機造成損壞；變頻控制回路板7上還設(shè)置有指示燈和蜂鳴器，指示燈可用于指示電機的運作狀態(tài)，蜂鳴器可用于故障報警，使用戶能及時了解到電機的運作狀態(tài)。進一步，變頻控制回路板7控制電機轉(zhuǎn)速時必須檢測轉(zhuǎn)子位置回饋控制中心校正，傳統(tǒng)電機的做法是在電機內(nèi)安裝霍爾位置傳感器。但是，霍爾位置傳感器不耐高溫、怕靜電，使電機不能再惡劣環(huán)境下使用；霍爾位置傳感器的設(shè)置增加電機引出線，其安裝工藝復雜，接錯線會損害，因霍爾位置傳感器損害導致電機返修的事件經(jīng)常發(fā)生，嚴重影響電機的使用壽命。本設(shè)計的變頻控制回路板7設(shè)置有檢測模塊71，檢測模塊71用于檢測電機轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的反電勢和電機轉(zhuǎn)速，檢測電機轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的反電勢可以確定轉(zhuǎn)子的位置，本設(shè)計采用反電動勢檢測技術(shù)取代霍爾位置傳感器，減少了電機的引出線，降低了生產(chǎn)成本，簡化了生產(chǎn)工藝，延長電機使用壽命，電機也可以在高溫、潮濕等惡劣環(huán)境下使用。參照圖11、12，定子鐵芯6的外圍設(shè)置有多組規(guī)格相同的齒61，齒61的外側(cè)面為拋物線63，拋物線63的頂點為定子鐵芯6的外弧圓周面64，定子鐵芯6的齒與齒之間相鄰的拋物線63形成不均勻的氣隙65，所述定子鐵芯6的齒與齒之間形成繞線槽62，三相繞組66設(shè)置在繞線槽62內(nèi)。定子鐵芯6的不均勻氣隙65在電機運轉(zhuǎn)時能消除“死點”，保證電機能持續(xù)不斷的工作。優(yōu)選的，所述三相繞組66的各相繞線間隔設(shè)置在繞線槽62內(nèi)，使每一相的兩側(cè)都是相隔120度的不同的相線繞組。優(yōu)選的,磁鐵3為一體成型的磁環(huán),磁鐵3通過外加壓力直接固定在電機殼內(nèi)壁，利用鐵制的電機殼直接充當磁環(huán)的磁軛，磁鐵3和電機殼構(gòu)成電機的轉(zhuǎn)子，簡化電機結(jié)構(gòu)，減少電機配件，降低生產(chǎn)成本。本設(shè)計的可變頻的三相無刷永磁電機與單相交流異步電機相比，在相同的功率和轉(zhuǎn)速條件下，本設(shè)計的電機體積為單相交流異步電機體積的38. 6%，重量為其34. 8%，制作用材約為單相交流異步電機的30%，而效率比單相交流異步電機高30飛0%，因此，本設(shè)計的電機具有很大的發(fā)展優(yōu)勢，逐步取代傳統(tǒng)的單相交流異步電機成為大部分用電設(shè)備的動力源。本設(shè)計的可變頻的三相無刷永磁電機的優(yōu)點是能耗低、噪音低；啟動力矩大、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)；運轉(zhuǎn)時溫升小，使用安全；用材省，制作成本較低，由于不用設(shè)置霍爾位置傳感器，電機更加耐用。以上所述僅為本實用新型的優(yōu)先實施方式，只要以基本相同手段實現(xiàn)本實用新型目的的技術(shù)方案都屬于本實用新型的保護范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種可變頻的三相無刷永磁電機，包括由上蓋(2 )和下蓋(I)組成的中空柱形的電機殼，所述電機殼內(nèi)設(shè)置有圍成環(huán)形的磁鐵(3 )，電機殼上還設(shè)置有軸承座(4)，軸承座(4)上活動設(shè)置有電機軸(5),所述電機軸(5)穿過電機殼，電機軸(5)上固定有定子鐵芯(6),所述定子鐵芯(6)位于圍成環(huán)形的磁鐵(3)的內(nèi)圈，其特征在于所述定子鐵芯(6)上設(shè)置有三相繞組(66 )，所述定子鐵芯(6 )連接變頻控制回路板(7 )，所述變頻控制回路板(7 )包括有用于檢測反電勢和電機轉(zhuǎn)速的檢測模塊(71)、與檢測模塊(71)的輸出端連接進行數(shù)據(jù)處理的單片機控制模塊(72)、與單片機控制模塊(72)的輸出端連接用于驅(qū)動電機的驅(qū)動模塊(73)、為上述模塊提供電源的電源模塊(74)，所述驅(qū)動模塊(73)的輸出端連接到定子鐵芯(6)的三相繞組(66)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可變頻的三相無刷永磁電機，其特征在于所述變頻控制回路板(7)上設(shè)置有遙控接收模塊(75)，所述遙控接收模塊(75)的輸出端連接單片機控制模塊(72)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可變頻的三相無刷永磁電機，其特征在于所述變頻控制回路板(7)上設(shè)置有過流保護電路(76)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可變頻的三相無刷永磁電機，其特征在于所述變頻控制 回路板(7)上設(shè)置有指示燈和蜂鳴器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可變頻的三相無刷永磁電機，其特征在于所述定子鐵芯(6)的外圍設(shè)置有多組規(guī)格相同的齒(61)，齒(61)的外側(cè)面為拋物線(63)，拋物線(63)的頂點為定子鐵芯(6)的外弧圓周面(64)，定子鐵芯(6)的齒與齒之間相鄰的拋物線(63)形成不均勻的氣隙(65)，所述定子鐵芯(6)的齒與齒之間形成繞線槽(62)，三相繞組(66)設(shè)置在繞線槽(62)內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種可變頻的三相無刷永磁電機，其特征在于所述三相繞組(66)的各相繞線間隔設(shè)置在繞線槽(62)內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種可變頻的三相無刷永磁電機，其特征在于所述的磁鐵(3)為一體成型的磁環(huán)，所述磁鐵(3)通過外加壓力直接固定在電機殼內(nèi)壁。
專利摘要本實用新型公開了一種可變頻的三相無刷永磁電機，包括電機殼，電機殼內(nèi)設(shè)置有圍成環(huán)形的磁鐵，電機殼上還設(shè)置有軸承座，軸承座上活動設(shè)置有電機軸，電機軸穿過電機殼，電機軸上固定有定子鐵芯，所述定子鐵芯位于圍成環(huán)形的磁鐵的內(nèi)圈，所述定子鐵芯上設(shè)置有三相繞組，所述定子鐵芯連接變頻控制回路板，本實用新型的可變頻的三相無刷永磁電機采用了變頻控制回路板對電機進行變頻和控制，電機的運作電壓、電流較低，大大降低電機的能耗，電機在正常運作時的功率在30W或以下，其能耗只有普通電機的二分之一，可變頻控制的電機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、耗材少和噪音低，能無級調(diào)速，而且電機運轉(zhuǎn)時發(fā)熱量小，熱量能夠及時散發(fā)，使用安全。
文檔編號H02K1/16GK202488323SQ20122008975
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月9日
發(fā)明者張文峰 申請人:江門市凱斯萊工貿(mào)有限公司