电机及具有该电机的应用设备制造技术

本发明专利技术提供一种电机，包括定子、转子、位置传感器及驱动电路，所述定子包括定子磁芯及缠绕于定子磁芯上的定子绕组；所述驱动电路根据位置传感器的输出来驱动转子相对于定子转动；在转子静止位置，所述位置传感器相对于所述转子极轴呈提前角的方式设置。所述电机具有较大的启动转矩。本发明专利技术还提供一种具有该电机的应用设备。

【技术实现步骤摘要】
电机及具有该电机的应用设备
本专利技术涉及电机
，尤其涉及一种具有大启动转矩的电机及其应用设备。
技术介绍
同步电机在起动过程中，定子的电磁体产生交变磁场，并拖动永磁转子发生振荡，如果转子获得足够动能，转子的振荡幅度将不断增加，最终使转子的旋转迅速加速至与定子的交变磁场同步。但是在电机起动阶段，由于绕组的物理特性，绕组中电流不会突变，上升较慢，因此输入功率Pinput(Pinput＝VBemfxImotor，VBemf为反电动势，Imotor为定子绕组电流)同样上升较慢，如果输入功率Pinput不足够大到可以克服电机的轴与轴套间的启动摩擦及电机负载如泵或风扇的惯性，即使电机通电，电机仍将维持静止状态不会正常启动。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种具有大启动转矩的电机及具有该电机的应用设备。本专利技术的实施例提供一种电机，包括：定子，所述定子包括定子磁芯及缠绕于定子磁芯上的定子绕组；转子；用以感测转子的磁极位置的位置传感器；以及根据位置传感器的输出来驱动转子相对于定子转动的驱动电路；其中，在转子静止位置，所述位置传感器相对于所述转子的极轴呈提前角的方式设置。作为一种优选方案，如果所述转子逆时针旋转，所述位置传感器以相对于所述转子的极轴逆时针偏置设置以形成所述提前角；如果所述转子顺时针旋转，所述位置传感器以相对于所述转子的极轴顺时针偏置设置以形成所述提前角。作为一种优选方案，所述提前角的电角度小于90度/N，N为所述转子磁极的对数。作为一种优选方案，所述提前角的范围为大于0度，小于90度。作为一种优选方案，所述提前角为15度、20度、25度、30度、35度或40度。作为一种优选方案，所述驱动电路包括：与定子绕组串联于交流电源之间的可控双向交流开关；及开关控制电路，被配置为根据交流电源的极性及转子的磁极位置控制所述可控双向交流开关的导通与截止，使所述定子绕组在电机起动阶段沿着预定的起动方向拖动所述转子。作为一种优选方案，所述开关控制电路被配置为在所述交流电源为正半周且转子的磁场为第一极性、或者所述交流电源为负半周且转子磁场为与第一极性相反的第二极性时控制所述可控双向交流开关导通，在所述交流电源为负半周且转子的磁场为第一极性、或者所述交流电源为正半周且所述转子的磁场为第二极性时，控制所述可控双向交流开关截止。作为一种优选方案，所述可控双向交流开关连接在第一节点和第二节点之间，所述电机的定子绕组与所述交流电源串联于所述第一节点和第二节点之间；或者电机的定子绕组与所述可控双向交流开关串联于所述第一节点和第二节点之间，交流电源两端连接第一节点和第二节点；所述电机驱动电路还包括用于至少给所述位置传感器提供直流电压的整流器，所述整流器连接所述第一及第二节点。作为一种优选方案，所述电机为永磁无刷电机。作为一种优选方案，所述电机为单相永磁交流电机。本专利技术的实施例还提供一种具有如上任意一项所述电机的应用设备。作为一种优选方案，所述应用设备为泵、风扇、家用电器或者车辆。本专利技术实施例中，将位置传感器相对于转子的周向以提前角的方式设置，使电机在起动阶段位置传感器感测到当前的转子磁极的时间被加长，使电流在更早阶段被灌至定子绕组内和/或电流在更长时间段内被灌至定子绕组中使电机的输入功率加大，以使电机产生较大的起动转矩克服转轴的摩擦及负载的惯性顺利启动，因此能够较大幅度地提高电机效率。附图说明附图中：图1示意性地示出本专利技术一实施例的电机；图2示出本专利技术的电机的第一较佳实施方式的电路框图；图3示出本专利技术的电机的第二较佳实施方式的电路框图；图4示出图2电机的第一较佳实施方式的具体电路图；图5-7示出本专利技术电机的开关控制电路的其他实施方式的电路图；图8A及图8B示出现有技术电机输入功率及本专利技术实施方式的电机输入功率的对比图；图9及图10示出所述电机的转子具有多个磁极时，位置传感器的设置位置。主要元件符号说明如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式下面结合附图，通过对本专利技术的具体实施方式详细描述，将使本专利技术的技术方案及其他有益效果显而易见。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制。附图中显示的尺寸仅仅是为便于清晰描述，而并不限定比例关系。图1示意性地示出本专利技术中的电机10。所述电机10以同步电机为例进行说明，所述电机10包括定子、可旋转地设于定子的磁极之间的转子14，所述定子包括定子磁芯12及缠绕于定子磁芯上的定子绕组16。转子14为永磁转子。本实施方式中，以转子具有两个磁极为例进行说明，永磁转子的每个磁极可以用稀土所提炼出来的钕磁铁材料来作磁极也可以用橡胶包裹的钕磁铁(稀土提炼出来，也称为橡胶磁磁铁)来作更加耐用的转子磁极，经过转子14的沿直径方向的两个相对磁极(本实施例中即两块磁铁)中心的虚拟连线记为转子的极轴R，经过定子的沿直径方向的两个对称极部中心的虚拟连线记为定子的极轴。优选的，可以设置定子极部的极弧面与转子同心，从而形成间距相等的主气隙，极弧面上设内凹的起动槽(图未示)，从而在起动槽与转子的外表面之间形成间距不等的不均匀气隙，使得转子14在静止时其极轴R相对于定子的极轴偏移一个角度。该配置可保证定子绕组16每次通电时转子14具有固定的起动位置。在另一个实施例中，定子的磁极和转子14的磁极之间具有不均匀气隙。可以理解的，在更多实施例中，定子和转子也可以具有其他数量的磁极，例如四个、六个等。定子上或定子内靠近转子14的位置设有用于检测转子14的磁极位置的位置传感器20，在转子14静止位置，所述位置传感器20相对于极轴R呈提前角的方式设置。在所述转子逆时针旋转时，所述位置传感器20以相对于所述转子14极轴R逆时针偏置设置以形成所述提前角；在所述转子顺时针旋转时，所述位置传感器20以相对于所述转子极轴R顺时针偏置设置以形成所述提前角，所述提前角记为α。本领域技术人员可以理解，所述转子14可包括若干对磁极，所述提前角的电角度小于等于90度/N，N为所述转子磁极的对数。优选的，N为所述转子的磁极的数量。本实施方式中，所述提前角α的范围为大于0度且小于90度，优选地，所述提前角α大于等于15度，小于等于45度。更优选的，所述提前角为15度、20度、25度、30度、35度或40度。图2示出所述电机的电机驱动电路19的一种实现方式的框图。所述电机驱动电路19包括位置传感器20、整流电路28、可控双向交流开关26及开关控制电路30。可控双向交流开关26较佳的为三端双向晶闸管(TRIAC)。电机的定子绕组16、控制电机启停的电源开关25与交流电源24串联于第一节点A及第二节点B之间。三端双向晶闸管的两个阳极T2和阳极T1分别连接第一节点A及第二节点B(见图4)。所述整流电路28用于将交流电源转换为低压直流电并供给所述位置传感器20，所述位置传感器20由所述整流电路28输出的低压直流电供电，用于检测电机转子14的磁极位置，并于其输出端输出磁感应信号。所述开关控制电路30与所述整流电路28、位置传感器20相连，其输出端Pout与所述可控双向交流开关26连接，被配置为依据位置传感器20检测的转子磁极位置和交流电源24的极性信息，控制可控双向交流开关26以预定方式在导通与截止状态之间切换，使定子绕组16仅沿着预本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机，包括：定子，所述定子包括定子磁芯及缠绕于定子磁芯上的定子绕组；转子；用以感测转子的磁极位置的位置传感器；以及根据位置传感器的输出来驱动转子相对于定子转动的驱动电路；其中，在转子静止位置，所述位置传感器相对于所述转子的极轴呈提前角的方式设置。

【技术特征摘要】
2016.11.14 CN 2016110245381;2016.12.30 CN 201611261.一种电机，包括：定子，所述定子包括定子磁芯及缠绕于定子磁芯上的定子绕组；转子；用以感测转子的磁极位置的位置传感器；以及根据位置传感器的输出来驱动转子相对于定子转动的驱动电路；其中，在转子静止位置，所述位置传感器相对于所述转子的极轴呈提前角的方式设置。2.如权利要求1所述的电机，其特征在于，如果所述转子逆时针旋转，所述位置传感器以相对于所述转子的极轴逆时针偏置设置以形成所述提前角；如果所述转子顺时针旋转，所述位置传感器以相对于所述转子的极轴顺时针偏置设置以形成所述提前角。3.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述提前角的电角度小于90度/N，N为所述转子磁极的对数。4.如权利要求3所述的电机，其特征在于，所述提前角的电角度大于或等于15度，且小于或等于45度。5.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述驱动电路包括：与定子绕组串联于交流电源之间的可控双向交流开关；及开关控制电路，被配置为根据交流电源的极性及...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙持平，信飞，杨圣骞，杨修文，黄淑娟，蒋云龙，
申请(专利权)人：德昌电机深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44