三相DC无刷电动机和绕线方法技术

公开了一种三相ＤＣ无刷电动机和绕线方法，提供了一种线圈绕组，通过抑制从电动机线圈绕组中的不平衡导致的感应电压的ＤＣ偏置分量，能够利用ＰＷＭ无传感器驱动连贯地起动。缠绕三相ＤＣ无刷电动机的电枢绕组的方法使互感中的差实质上为零。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上涉及一种用于可以与具有多个槽的三相DC无刷电动机的定子铁心一起使用的线圈绕组的绕线方法，更具体地，涉及一种适用于脉冲宽度调制(PWM)操作的无传感器驱动(sensorless drive)的电动机。
技术介绍
DC无刷电动机使用一种无传感器驱动方法，该方法不需要位置检测单元，以便满足针对小、薄、低成本电动机的强烈要求。针对低功率消耗的进一步要求同样导致使用通过电动机驱动电流的脉冲宽度调制来实现低功率消耗的PWM无传感器驱动方法。无传感器驱动DC无刷电动机通常通过检测正比于电动机速度而产生的每一个相的反电动势与在以星形连接三相线圈的情况下中心抽头的中心抽头电压相等之处的点，来检测转子位置，从而确定适当的换向(commutation)顺序，来转动电动机。一种检测特定转子位置的方法将电流提供给两个相，而不激励另一个相激励，并且通过将反电动势与输出端处中心抽头电压进行比较，来检测输出端子的位置。然而，作为PWM驱动电动机输出电压的结果，电动机端子电压在PWM无传感器驱动中变化很大。结果，流进电动机线圈的电流具有由电动机的线圈常数所确定的时间常数斜率。称为“感应电压(induced voltage)”的电压根据在非激励相的端子处的电流的时间变化而产生。这是由电流的时间变化和表示三个相的每一个对另外两个相的作用的互感引起的。在传统的线性无传感器驱动中，电动机输出电压线性地变化，并且线性电流流过电动机线圈。因此互感的作用为零。图7中曲线101表示当脉冲电压如图8所示那样从U相提供给V相时转子位置和在非激励相处产生的感应电压之间的关系。如图7中曲线101所示，感应电压的幅度根据转子位置而改变。尽管固定了转子位置以测量图7所示的曲线101，但是转子正常地转动并且在非激励相中产生该感应电压加上转子旋转所产生的反电动势的总电压。将该总电压和中心抽头电压进行比较，以检测转子位置并且切换电动机线圈电流来驱动电动机。如果在绕组的数目或缠绕电动机线圈的方法中存在不平衡，在多个相的互感中同样存在不平衡，并因此感应电压具有dc偏置电压，如图7中曲线100所示。当出现该dc偏置电压时，在图7的区间1中，即不能正常检测转子的位置，错误地检测转子位置。然而，该感应电压不随传统的线性无传感器驱动而发生，并因此可以精确地检测转子位置，而不需要考虑电动机线圈绕线的方法。然而，利用PWM无传感器驱动，绕组的数目或缠绕电动机线圈的方法中的不平衡会使得在转子不是实际处于的位置处检测转子，导致起动失败或延迟起动。
技术实现思路
为了实现这些目的，根据本专利技术第一方面的三相DC无刷电动机具有以星形图样(star pattern)排列的3N(其中N是正整数)个定子；转子，具有按照交替的N极和S极来排列的4N个永久磁铁；第一相线圈，缠绕在每隔两个定子的定子上；第二相线圈，缠绕在下一个每隔两个定子的定子上；以及第三相线圈，缠绕在再下一个每隔两个定子的定子上；其中，第一相、第二相和第三相的任意两个的互感的差实质上为零。根据本专利技术另一个方面的三相DC无刷电动机具有以星形图样排列的3N(其中N是正整数)个定子；转子，具有按照交替的N极和S极来排列的4N个永久磁铁；第一相线圈，缠绕在每隔两个定子的定子上；第二相线圈，缠绕在下一个每隔两个定子的定子上；以及第三相线圈，缠绕在再下一个每隔两个定子的定子上；其中，第一相线圈以正方向缠绕在最后的第一相定子上并且然后从预定位置引出；第二相线圈以正方向缠绕在最后的第二相定子上并且然后从预定位置引出；以及第三相线圈以正方向缠绕在最后的第三相定子上并且然后从预定位置引出。根据本专利技术第三方面的三相DC无刷电动机具有以星形图样排列的3N(其中N是正整数)个定子；转子，具有按照交替的N极和S极来排列的4N个永久磁铁；第一相线圈，缠绕在每隔两个定子的定子上；第二相线圈，缠绕在下一个每隔两个定子的定子上；以及第三相线圈，缠绕在再下一个每隔两个定子的定子上；其中，第一相线圈以正方向缠绕在最后的第一相定子上，然后以反方向在最后的第三相定子上缠绕额外的一匝，并且然后从最后的第二相定子和最后的第三相定子之间的预定位置引出；第二相线圈以正方向缠绕在最后的第二相定子上，并且然后从预定位置引出；以及第三相线圈以正方向缠绕在最后的第三相定子上，并且以正方向在第一个第一相定子上缠绕额外的一匝，并且然后从预定位置引出。根据本专利技术第四方面的三相DC无刷电动机具有以星形图样排列的3N(其中N是正整数)个定子；转子，具有按照交替的N极和S极来排列的4N个永久磁铁；第一相线圈，缠绕在每隔两个定子的定子上；第二相线圈，缠绕在下一个每隔两个定子的定子上；以及第三相线圈，缠绕在再下一个每隔两个定子的定子上；其中，第一相线圈以正方向缠绕在最后的第一相定子上，并且然后从最后的第一相定子和最后的第二相定子之间的预定位置引出；第二相线圈以正方向缠绕在最后的第二相定子上，然后以正方向在最后的第三相定子上缠绕额外的一匝，并且然后从预定位置引出；以及第三相线圈以正方向缠绕在最后的第三相定子上，然后以反方向在最后的第二相定子上缠绕半匝，并且然后从预定位置引出。本专利技术的第五方面是一种用于三相DC无刷电动机的线圈缠绕方法，所述三相DC无刷电动机具有以星形图样排列的3N(其中N是正整数)个定子；转子，具有按照交替的N极和S极来排列的4N个永久磁铁；第一相线圈，缠绕在每隔两个定子的定子上；第二相线圈，缠绕在下一个每隔两个定子的定子上；以及第三相线圈，缠绕在再下一个每隔两个定子的定子上；其中，第一相线圈以正方向缠绕在最后的第一相定子上并且然后从预定位置引出；第二相线圈以正方向缠绕在最后的第二相定子上并且然后从预定位置引出；以及第三相线圈以正方向缠绕在最后的第三相定子上并且然后从预定位置引出。本专利技术的第六方面是一种用于三相DC无刷电动机的线圈缠绕方法，所述三相DC无刷电动机具有以星形图样排列的3N(其中N是正整数)个定子；转子，具有按照交替的N极和S极来排列的4N个永久磁铁；第一相线圈，缠绕在每隔两个定子的定子上；第二相线圈，缠绕在下一个每隔两个定子的定子上；以及第三相线圈，缠绕在再下一个每隔两个定子的定子上；其中，第一相线圈以正方向缠绕在最后的第一相定子上，然后以反方向在最后的第三相定子上缠绕额外的一匝，并且然后从最后的第二相定子和最后的第三相定子之间的预定位置引出；第二相线圈以正方向缠绕在最后的第二相定子上，并且然后从预定位置引出；以及第三相线圈以正方向缠绕在最后的第三相定子上，并且以正方向在第一个第一相定子上缠绕额外的一匝，并且然后从预定位置引出。本专利技术的第七方面是一种针对三相DC无刷电动机的线圈缠绕方法，所述三相DC无刷电动机具有以星形图样排列的3N(其中N是正整数)个定子；转子，具有按照交替的N极和S极来排列的4N个永久磁铁；第一相线圈，缠绕在每隔两个定子的定子上；第二相线圈，缠绕在下一个每隔两个定子的定子上；以及第三相线圈，缠绕在再下一个每隔两个定子的定子上；其中，第一相线圈以正方向缠绕在最后的第一相定子上，并且然后从最后的第一相定子和最后的第二相定子之间的预定位置引出；第二相线圈以正方向缠绕在最后的第二相定子上，然后以正方向在最后的第三相定子上缠绕额外的一匝，并且然后从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相ＤＣ无刷电动机，包括：以星形图样排列的３Ｎ（其中Ｎ是正整数）个定子；转子，具有按照交替的Ｎ极和Ｓ极来排列的４Ｎ个永久磁铁；第一相线圈，缠绕在每隔两个定子的定子上；第二相线圈，缠绕在下一个每隔两个定子的定子上；以及第三相线圈，缠绕在再下一个每隔两个定子的定子上；其中，所述第一相、第二相和第三相线圈的任意两个的互感的差实质上为零。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：西野英树，谷本清隆，岩永太志，黑岛伸一，五十岚祥晃，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]