一種電勵(lì)磁無(wú)刷直流電的制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種電勵(lì)磁無(wú)刷直流電機(jī)，由電機(jī)和驅(qū)動(dòng)控制器兩部分組成。電機(jī)部分主要由電機(jī)軸、轉(zhuǎn)子鐵芯、勵(lì)磁線圈、軸承、定子機(jī)殼、定子鐵芯、定子線圈、導(dǎo)電環(huán)，碳刷、電機(jī)端蓋、轉(zhuǎn)子位置傳感器等部件組成。驅(qū)動(dòng)控制器由整流濾波單元、轉(zhuǎn)子位置采集單元、邏輯控制單元、斬波驅(qū)動(dòng)單元、勵(lì)磁控制單元組成。本實(shí)用新型打破了現(xiàn)有無(wú)刷直流電機(jī)的勵(lì)磁不能調(diào)節(jié)的弊端，可以通過(guò)調(diào)節(jié)外加勵(lì)磁電流的大小，調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和速度高低，既可以在低速時(shí)輸出大轉(zhuǎn)矩，又可以具有較高的轉(zhuǎn)速。本實(shí)用新型省去了價(jià)格昂貴的永久磁鋼，成本將有顯著的降低，可靠性有所提高。本實(shí)用新型可為電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域提供一種理想的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種電勵(lì)磁無(wú)刷直流電機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種直流電機(jī)，特別是一種電勵(lì)磁無(wú)刷直流電機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002] 直流電機(jī)與交流電機(jī)相比具有良好的調(diào)速性能，在許多場(chǎng)合應(yīng)用廣泛。有刷直流 電機(jī)勵(lì)磁繞組在定子部分，電樞繞組在轉(zhuǎn)子部分，電樞電流要經(jīng)過(guò)電機(jī)換向器換向加到電 樞繞組中，且電樞電流是工作電流，電流較大，在換向過(guò)程中容易產(chǎn)生換向火花，電機(jī)換向 器很容易燒壞，碳刷要經(jīng)常更換，且在換向過(guò)程中要產(chǎn)生大的損耗，人們把這種有集電環(huán)的 直流電機(jī)稱(chēng)之為有刷直流電機(jī)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，特別是大功率器件的發(fā)展，電機(jī)電樞 電流的換向被大功率電子器件替代，電樞繞組放置在定子部分，把勵(lì)磁放在轉(zhuǎn)子部分，并用 永久磁鋼代替，形成無(wú)刷直流電機(jī)。
[0003] 無(wú)刷直流電機(jī)也是一種直流電機(jī)，具有直流電機(jī)的工作特性，是有刷直流電機(jī)的 改型換代。無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子為永久磁鋼勵(lì)磁，定子為電樞繞組，電樞電流要有專(zhuān)用的無(wú)刷 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器完成換向控制，無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)子的具體位置適時(shí)導(dǎo)通或 關(guān)斷相應(yīng)的電樞繞組電流，使電機(jī)產(chǎn)生同一方向的力，推動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)行。 無(wú)刷直流電機(jī)取消了集電環(huán)碳刷裝置，消除了換向火花，不需要更換碳刷，可靠性提高、效 率提高，在大部分采用有刷直流電機(jī)的場(chǎng)合逐步被為無(wú)刷直流電機(jī)代替，最具代表性的例 子為電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域。早期電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要以有刷直流電機(jī)為主，這種電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 大，適合車(chē)輛的起步和爬坡要求，但這種電機(jī)耗電太嚴(yán)重，電動(dòng)汽車(chē)電能有限，有刷直流電 機(jī)效率太低很快就被交流變頻電機(jī)取代。交流變頻電機(jī)是普通的異步變頻電機(jī)配備變頻驅(qū) 動(dòng)器，這種電機(jī)效率好于有刷直流電機(jī)，但啟動(dòng)性能不如有刷直流電機(jī)好，效率還是偏低， 后來(lái)逐漸被效率更高的無(wú)刷直流電機(jī)取代。
[0004] 無(wú)刷直流電機(jī)與有刷直流電機(jī)相比其勵(lì)磁是固定不變的，不能像有刷直流電機(jī)那 樣方便調(diào)整，因此電機(jī)的調(diào)速特性和負(fù)載特性不如有刷電機(jī)好，其弊端也顯而易見(jiàn)。以新能 源電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電機(jī)為例，當(dāng)車(chē)輛在起步或爬坡時(shí)需要很大轉(zhuǎn)矩，但無(wú)刷直流電機(jī)因磁 場(chǎng)不能調(diào)節(jié)，因而這種電機(jī)不能像有刷電機(jī)那樣產(chǎn)生足夠大的起步轉(zhuǎn)矩，車(chē)輛的起步性能 和爬坡能力受到影響。當(dāng)車(chē)輛在平路需要高速行駛時(shí)，車(chē)輛要求電機(jī)這時(shí)的轉(zhuǎn)速要高，而轉(zhuǎn) 矩不需要太大，有刷電機(jī)通過(guò)減小勵(lì)磁電流可以提高本身的轉(zhuǎn)速，而無(wú)刷直流電機(jī)因磁場(chǎng) 恒定就無(wú)法把本身轉(zhuǎn)速提的很高。這就造成無(wú)刷直流電機(jī)外特性與電動(dòng)汽車(chē)的負(fù)載特性不 太適應(yīng)，但由于無(wú)刷直流電機(jī)的綜合性能特別是效率特性遠(yuǎn)好于其他種類(lèi)的電機(jī)，目前在 電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域還是首先選用無(wú)刷直流電機(jī)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實(shí)用新型的技術(shù)解決問(wèn)題是：針對(duì)新能源車(chē)輛的迫切需要，克服現(xiàn)有技術(shù)的不 足，提供一種電勵(lì)磁無(wú)刷直流電機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)電機(jī)），這種電機(jī)將無(wú)刷直流電機(jī)不變的永磁勵(lì) 磁，變?yōu)榭勺兊耐饧觿?lì)磁，從而解決了電機(jī)低速啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，變速范圍小的缺點(diǎn)。
[0006] 本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：一種電勵(lì)磁無(wú)刷直流電機(jī)，由電機(jī)部分和驅(qū)動(dòng)控 制器部分組成。其中電機(jī)部分的轉(zhuǎn)子鐵芯整體迭裝后壓裝在電機(jī)軸上，勵(lì)磁線圈固定在轉(zhuǎn) 子鐵芯上，電機(jī)軸的兩端分別裝有軸承，定子鐵芯壓裝在定子機(jī)殼內(nèi)，定子線圈安裝在定子 鐵芯的線槽中，電機(jī)端蓋的外端與定子機(jī)殼連接、內(nèi)端與軸承的外圈連接，使電機(jī)成為一個(gè) 整體，導(dǎo)電環(huán)安裝在電機(jī)軸上，碳刷安裝電機(jī)端蓋上，轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)部分固定的 電機(jī)軸上，靜止部分固定在電機(jī)端蓋上。驅(qū)動(dòng)控制器部分由整流濾波單元、轉(zhuǎn)子位置采集單 元、邏輯控制單元、斬波驅(qū)動(dòng)單元和勵(lì)磁控制單元組成。整流濾波單元將電源端輸來(lái)的交流 電，經(jīng)過(guò)整流濾波變?yōu)橹绷麟?，作為?qū)動(dòng)控制器的母線電壓。轉(zhuǎn)子位置采集單元將電機(jī)轉(zhuǎn) 子位置信號(hào)進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)邏輯單元進(jìn)行邏輯判斷，控制斬波驅(qū)動(dòng)單元供給電機(jī)電流的大 小、方向和時(shí)間，并使供給電機(jī)的電流與電機(jī)磁場(chǎng)正交，使電機(jī)始終處于最佳的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)。
[0007] 本實(shí)用新型的原理是：這種電勵(lì)磁的無(wú)刷直流電機(jī)，其轉(zhuǎn)子為電勵(lì)磁繞組，定子為 電樞繞組，電樞電流有專(zhuān)用的無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器完成換向控制，這與無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng) 器基本一樣，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組通過(guò)導(dǎo)電環(huán)外加電源勵(lì)磁，根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩公式：T = Cm Φ I
[0008] 式中：T--電機(jī)轉(zhuǎn)矩
[0009] Cm--電機(jī)的轉(zhuǎn)矩系數(shù)
[0010] Φ--電機(jī)的磁通
[0011] I--電機(jī)電樞輸入電流
[0012] 當(dāng)電機(jī)需要輸出轉(zhuǎn)矩增大時(shí)，在電樞電流I不變時(shí)，增大電機(jī)的勵(lì)磁電壓，電機(jī)的 勵(lì)磁電流增大，電機(jī)的主磁通Φ增大，電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩就增大。當(dāng)然在電機(jī)的主磁通Φ不 變時(shí)，增加電樞電流I時(shí)，也可以增加電機(jī)轉(zhuǎn)矩，實(shí)際工作中是既增加電機(jī)的主磁通Φ，同 時(shí)增加電樞電流I，這時(shí)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩將更大。
[0013] 另外根據(jù)電機(jī)反電勢(shì)公另

【權(quán)利要求】
1. 一種電勵(lì)磁無(wú)刷直流電機(jī)，由電機(jī)部分和驅(qū)動(dòng)控制器部分組成，其特征在于：電機(jī) 部分主要由電機(jī)軸（1)、軸承（2)、轉(zhuǎn)子鐵芯（3)、勵(lì)磁線圈（4)、定子機(jī)殼（5)、定子鐵芯 (6)、定子線圈（7)、導(dǎo)電環(huán)（8)、碳刷（9)、電機(jī)端蓋（10)、轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)裝置（11)等部件組 成；轉(zhuǎn)子鐵芯（3)整體迭裝后壓裝在電機(jī)軸（1)上，勵(lì)磁線圈（4)固定在轉(zhuǎn)子鐵芯（3)上， 電機(jī)軸（1)的兩端分別裝有軸承（2)，定子鐵芯（6)壓裝在定子機(jī)殼（5)內(nèi)，定子線圈（7) 安裝在定子鐵芯（6)的線槽中，電機(jī)端蓋（10)的外端與定子機(jī)殼（5)連接、內(nèi)端與軸承（2) 的外圈連接，使電機(jī)成為一個(gè)整體，導(dǎo)電環(huán)（8)安裝在電機(jī)軸（1)上，碳刷（9)安裝電機(jī)端 蓋（10)上，轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)裝置（11)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分固定的電機(jī)軸（1)上，靜止部分固定在電機(jī) 端蓋（10)上；驅(qū)動(dòng)控制器部分由整流濾波單元、轉(zhuǎn)子位置采集單元、邏輯控制單元、斬波驅(qū) 動(dòng)單元和勵(lì)磁控制單元組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電勵(lì)磁無(wú)刷直流電機(jī)，其特征在于：驅(qū)動(dòng)控制器的輸入 端與供電電源連接，輸出端與電機(jī)進(jìn)線連接，驅(qū)動(dòng)器可放置于電機(jī)附近，也可置于電機(jī)內(nèi) 部。
【文檔編號(hào)】H02K29/06GK204168103SQ201420484188
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】馬力 申請(qǐng)人:馬力