本實(shí)用新型涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種高調(diào)節(jié)精度無(wú)刷直流電機(jī)。
背景技術(shù):
直流電機(jī)包括有刷直流電機(jī)和無(wú)刷直流電機(jī),而無(wú)刷直流電機(jī)又分無(wú)刷軸傳動(dòng)電機(jī)和無(wú)刷外傳動(dòng)電機(jī)。對(duì)于無(wú)刷軸傳動(dòng)電機(jī)而言,轉(zhuǎn)子位于定子內(nèi)壁,實(shí)現(xiàn)內(nèi)轉(zhuǎn)子傳動(dòng)。但由于反電動(dòng)勢(shì)的存在,轉(zhuǎn)子的扭轉(zhuǎn)力矩往往大打折扣,從而使得工作效率不高;而且電機(jī)在長(zhǎng)期使用后,自身內(nèi)部溫度非常高,因此常常引起各種故障,同時(shí)也縮短了電機(jī)的使用壽命。
又控制器作為無(wú)刷直流電機(jī)中驅(qū)動(dòng)器的重要組成部分,在工作時(shí)既不能受電磁干擾,又不能過(guò)熱,一旦受到電磁干擾,其內(nèi)部的晶體管就會(huì)受到影響,進(jìn)而使得控制器的工作精度不高,嚴(yán)重時(shí)則會(huì)導(dǎo)致電機(jī)無(wú)法正常工作,若是過(guò)熱,則會(huì)導(dǎo)致控制器中的相關(guān)部件被燒壞。
在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過(guò)程中,本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)常采用以下方式來(lái)克服上述問(wèn)題:1、通過(guò)增加線圈纏繞密度的方式來(lái)提高扭轉(zhuǎn)力矩,在電機(jī)末端加裝風(fēng)扇來(lái)進(jìn)行散熱;2、將控制器置于電機(jī)外,使其免去電磁干擾和過(guò)度受熱。
采用增加線圈纏繞密度的方式雖能增加磁通密度,但由于線圈的增加,反電動(dòng)勢(shì)也隨著增加,從而轉(zhuǎn)子最終受到的有效力矩并未增加,致使最終效果不明顯;通過(guò)增加風(fēng)扇對(duì)電機(jī)內(nèi)部進(jìn)行降溫,雖能增強(qiáng)電機(jī)內(nèi)部的空氣流通性,但由于電機(jī)本身為一種腔體,使得空氣流通性有限,進(jìn)而導(dǎo)致電機(jī)內(nèi)部降溫效果并不明顯,故而因?yàn)殡姍C(jī)溫度過(guò)高導(dǎo)致故障頻出的現(xiàn)象仍沒(méi)有得到很好的解決;將控制器與電機(jī)分離,雖能解決受電磁干擾的問(wèn)題,但得配置專門的控制盒來(lái)安裝和保護(hù)控制器,致使使用不便,成本也隨之增加,且控制器在工作時(shí)自身也會(huì)產(chǎn)生一定的熱量,而將控制器與電機(jī)分開設(shè)置的結(jié)構(gòu)并未考慮此種現(xiàn)象,因而控制器發(fā)熱過(guò)度的問(wèn)題并未從根本上得到解決。
因此,有必要尋求一種更有效的方式來(lái)解決上述問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種無(wú)刷直流電機(jī),通過(guò)對(duì)應(yīng)增加定子與轉(zhuǎn)子的個(gè)數(shù)來(lái)提高扭轉(zhuǎn)力矩,將控制器設(shè)置成中心有孔的圓盤狀,套設(shè)于轉(zhuǎn)軸上,并在定子與控制器間設(shè)置金屬薄片來(lái)消除電磁干擾問(wèn)題,利用制冷片實(shí)現(xiàn)降溫,能很好的保護(hù)控制器內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu),從而提高其工作效率與控制精度;采用光耦繼電器對(duì)控制電路進(jìn)行控制,在電機(jī)內(nèi)部過(guò)熱時(shí),能及時(shí)切斷電源,使電機(jī)停轉(zhuǎn),有效減少故障的發(fā)生,又制冷片、光耦繼電器均具有良好的反應(yīng)靈敏度,這也使得電機(jī)的調(diào)節(jié)控制精度得到大大提高。
為達(dá)到以上目的,本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種高調(diào)節(jié)精度無(wú)刷直流電機(jī),包括電機(jī)殼體、位于所述電機(jī)殼體內(nèi)的定子與轉(zhuǎn)子、電機(jī)轉(zhuǎn)軸、控制器、換流器開關(guān)和副控制模塊,其特征在于:所述定子與轉(zhuǎn)子配合套接于所述電機(jī)轉(zhuǎn)軸上,所述控制器為中心有孔的圓盤狀,位于所述電機(jī)殼體后端并通過(guò)所述孔與所述電機(jī)轉(zhuǎn)軸連接,所述副控制模塊和換流器開關(guān)均位于所述控制器上,所述副控制模塊包括副控制單元、光耦繼電器單元和用于測(cè)量所述定子溫度的熱傳感單元,所述光耦繼電器單元和熱傳感單元均與副控制單元電連接,所述換流器開關(guān)連接所述光耦繼電器單元和所述控制器。
進(jìn)一步的,所述熱傳感單元為熱敏電阻,所述副控制單元為ECU控制,所述副控制單元與所述換流器具有相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電源。
進(jìn)一步的,所述電機(jī)殼體包括電機(jī)前端蓋、電機(jī)后端蓋,所述定子與轉(zhuǎn)子對(duì)應(yīng)有多個(gè),所述控制器與近所述電機(jī)后端蓋的定轉(zhuǎn)子組件之間設(shè)有金屬薄片,所述控制器近所述電機(jī)后端蓋的一端面電連接制冷片,所述電機(jī)后端蓋上設(shè)有散熱槽。
進(jìn)一步的,所述定子與轉(zhuǎn)子對(duì)應(yīng)設(shè)為兩組。
進(jìn)一步的,所述控制器上設(shè)有用于測(cè)量所述轉(zhuǎn)子位置的位置傳感器。
本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果如下:
1、通過(guò)增加定子與轉(zhuǎn)子的對(duì)應(yīng)個(gè)數(shù),增加了轉(zhuǎn)軸的扭轉(zhuǎn)力矩合力,提高了電機(jī)的工作效率;
2、將控制器設(shè)置成與電機(jī)轉(zhuǎn)軸同軸旋轉(zhuǎn)的圓盤狀,并將位置傳感器設(shè)置于控制器上,一方面避免了將控制器與電機(jī)分離帶來(lái)的不便,另一方面將現(xiàn)有技術(shù)中常設(shè)于電機(jī)上的位置傳感器設(shè)于旋轉(zhuǎn)的控制器上,既滿足了位置傳感器能獲得轉(zhuǎn)子位置的需求,又使得安裝操作方便簡(jiǎn)潔;
3、在控制器與最靠近電機(jī)后端蓋的一組定轉(zhuǎn)子組合之間設(shè)置的金屬薄片能吸收電機(jī)定轉(zhuǎn)子工作時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng),從而使得控制器免受電磁的干擾;
4、為控制器設(shè)置制冷片,在控制器發(fā)熱時(shí),制冷片的制冷面能將控制器的熱量吸走,并通過(guò)散熱面和電機(jī)后端蓋散熱,提高了散熱效率。
5、通過(guò)熱敏電阻感測(cè)電機(jī)內(nèi)部溫度,準(zhǔn)確靈敏,當(dāng)電機(jī)內(nèi)部處于過(guò)熱狀態(tài)時(shí),通過(guò)光耦繼電器切斷換流器開關(guān)的電流,使電機(jī)停止運(yùn)行,快速高效,使得電機(jī)故障的發(fā)生頻率大大減小,并延長(zhǎng)電機(jī)的壽命和整體的工作精度。
附圖說(shuō)明
圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的電機(jī)整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)電路圖,即控制器與副控制模塊和換流器開關(guān)的連接圖。
具體實(shí)施方式
以下描述用于揭露本實(shí)用新型以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本實(shí)用新型。以下描述中的優(yōu)選實(shí)施例只作為舉例,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到其他顯而易見的變型。
如圖1-2所示,是根據(jù)本實(shí)用新型一種高調(diào)節(jié)精度無(wú)刷直流電機(jī)提供的一種實(shí)施例構(gòu)造,其包括電機(jī)殼體1、位于所述電機(jī)殼體1內(nèi)的定子2與轉(zhuǎn)子3、電機(jī)轉(zhuǎn)軸4、控制器5、副控制模塊6和換流器開關(guān)9,其中,所述定子2與轉(zhuǎn)子3配合套接于所述電機(jī)轉(zhuǎn)軸4上,所述控制器5為中心有孔的圓盤狀,通過(guò)所述孔與所述電機(jī)轉(zhuǎn)軸4連接,所述副控制模塊6和換流器開關(guān)9均位于所述控制器5上,所述副控制模塊6包括副控制單元61、光耦繼電器單元62和用于測(cè)量所述定子溫度的熱傳感單元63,所述光耦繼電器單元62和熱傳感單元63均與副控制單元61電連接,所述換流器開關(guān)9連接所述光耦繼電器單元62和所述控制器5。
所述熱傳感單元63可以為熱敏電阻,所述副控制單元為ECU控制,與所述換流器開關(guān)9具有相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電源。
進(jìn)一步的,所述電機(jī)殼體1包括電機(jī)前端蓋11、電機(jī)后端蓋12,所述定子2與轉(zhuǎn)子3對(duì)應(yīng)有多個(gè),優(yōu)選的,所述定子2與轉(zhuǎn)子3對(duì)應(yīng)設(shè)為兩組;所述控制器5與近所述電機(jī)后端蓋12的定轉(zhuǎn)子組件之間設(shè)有金屬薄片7,所述控制器5近所述電機(jī)后端蓋12的一端面電連接制冷片8,所述電機(jī)后端蓋上設(shè)有散熱槽。所述控制器5上設(shè)有用于測(cè)量所述轉(zhuǎn)子3位置的位置傳感器51。
當(dāng)電機(jī)處于初始工作狀態(tài)時(shí),電機(jī)內(nèi)部溫度尚且不高,系統(tǒng)電路正常,熱敏電阻所在支路不導(dǎo)通,ECU控制單元控制光耦繼電器的發(fā)光二極管發(fā)光,光耦繼電器的光敏三極管導(dǎo)通,換流器開關(guān)也處于通電狀態(tài),電機(jī)保持運(yùn)轉(zhuǎn);隨著電機(jī)工作時(shí)長(zhǎng)的增加,電機(jī)內(nèi)部溫度逐步升高,熱敏電阻的阻值隨著溫度的升高而降低,其所在支路導(dǎo)通,ECU控制單元采集到該信號(hào)后,控制光耦繼電器的發(fā)光二極管不亮,光耦繼電器的光敏三極管不導(dǎo)通,使得換流器開關(guān)斷電,換流器開關(guān)斷電則使得電機(jī)也隨之停轉(zhuǎn),從而阻止了電機(jī)內(nèi)部溫度過(guò)高,控制器受熱過(guò)度受損以及故障的發(fā)生。光耦繼電器和熱敏電阻反應(yīng)靈敏,檢測(cè)精度高,能大大提高電機(jī)的調(diào)節(jié)精度,并延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命。
同時(shí)增加定子與轉(zhuǎn)子的對(duì)應(yīng)個(gè)數(shù),雖然不能避免每一對(duì)定轉(zhuǎn)子組件間產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì),但對(duì)每組定轉(zhuǎn)子組件而言,其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子均有有效旋轉(zhuǎn)扭矩,這樣多對(duì)定轉(zhuǎn)子組件共同位于同一電機(jī)轉(zhuǎn)軸時(shí),合力產(chǎn)生的有限旋轉(zhuǎn)扭矩就會(huì)增大,也即增加了轉(zhuǎn)軸的扭轉(zhuǎn)力矩合力,從而提高了電機(jī)的工作效率;將控制器設(shè)置成與電機(jī)轉(zhuǎn)軸同軸旋轉(zhuǎn)的圓盤狀,并將位置傳感器設(shè)置于控制器上,一方面避免了將控制器與電機(jī)分離帶來(lái)的不便,另一方面將現(xiàn)有技術(shù)中常設(shè)于電機(jī)上的位置傳感器設(shè)于旋轉(zhuǎn)的控制器上,既滿足了位置傳感器能獲得轉(zhuǎn)子位置的需求,又使得安裝操作方便簡(jiǎn)潔;而在控制器與最靠近電機(jī)后端蓋的一組定轉(zhuǎn)子組合之間設(shè)置的金屬薄片能吸收電機(jī)定轉(zhuǎn)子工作時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng),從而使得控制器免受電磁的干擾;為控制器設(shè)置制冷片,在控制器發(fā)熱時(shí),制冷片的制冷面能將控制器的熱量吸走,并通過(guò)散熱面和電機(jī)后端蓋散熱,提高了散熱效率。
以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解,本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制,上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是本實(shí)用新型的原理,在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn),這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。