无位置传感器式两相无刷电动机制造技术

本实用新型专利技术是一种具有独特磁路结构，理论极弧系数等于１的无位置传感器式两相无刷电动机，磁极由任意对永磁极与导磁极组成，电动机为两相绕组，电机内无位置传感器；采用步进电机运行起动方式或助力起动方式，尤其适用于电动自行车与电动轮椅、电动三轮车等，与同容量同转速的普通永磁电动机相比，磁钢用量可减少１５－３０％，用铜量可减少２０％－３０％，同时简化了电机的生产工艺，成本大大少于同容量永磁电动机。（*该技术在2000年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于无刷永磁电动机制造领域，适用于电动车，尤其适用于电动自行车、电动轮椅、电动三轮车等。一般的无刷永磁电动机，多采用常规永磁电动机的磁路结构，磁极由永磁材料制成瓦型，工艺复杂繁索，换向部分有独立的换向元件，极孤系数小于1，成本高，在国内市场上价格低廉、可靠性高的换向元件不能满足供应，再有稀土类永磁材料在电机中应用愈来愈广泛，一般在一个电机中稀土类永磁材料要占总成本的40％以上，这类永磁材料价格昂贵，这些原因都在不同程度上制约了无刷电机的应用，那么最大限度的减少贵重的稀土永磁材料的使用量，可大幅度的降低电动机的生产成本。参考文献(1)技术专利说明书公开号C×1 2050663U本技术的目的在于克服上述电动机的不足点，提供一种采用无位置传感器、两相绕组、其理论极弧系数等于1、由永磁材料与非永磁体的良导磁材料构成电机磁极的无刷电动机。本技术包括如下几个方面的特点第一是磁极，由永久磁钢与非永久磁钢的良导磁材料构成，分别称为永磁极与导磁极；第二由任意对永磁极与导磁极相间而拼成的磁极，其理论极弧系数等于1；第三是换向部分，在换向部分取消了一般无刷电动机中的位置传感器，采用检测电动机自身的反电势来实现换向功能；第四是绕组，电动机采用两相绕组，实现步进起动或助力起动的起动方式，从而有效的保护电动车用蓄电池；第五是磁极结构，永磁极与导磁极均由多块平板式磁钢与导磁材料拼成，或采用单块瓦形结构，既节省了贵重永磁材料的使用量，又简化了永磁材料的加工难度。以下结合附图进行说明图2为本技术的磁极结构图。图2中的(1)是永磁极；(2)是非永磁体的导磁极，本技术的磁极由任意对的永磁极(1)和导磁极(2)组成。永磁极(1)与导磁极(2)在同一电动机内的几何形状、尺寸、数量、安装方式完全相同，在安装时两者相间而放，并布满电机机壳的内圆周表面，采用粘接方式固定。永磁极(1)与导磁极(2)可均用平板式条形材料拼成，或者用单块瓦形结构，永磁极(1)采用稀土类永磁材料，导磁极(2)采用纯铁、钢或其它良导磁材料。电动机的永磁极(1)均呈同极性安装，即永磁极的内表面均为S极或均为N极，永磁极与非永磁体的导磁极自然构成异极性。附图说明图1为本技术的结构示意图。图中(3)是机壳，它由导磁材料制成，图2中的(1)、(2)固定在机壳(3)的内园表面，(4)是内定子铁心，它由硅钢片和轴等组成，内定子铁心(4)的硅钢片槽内嵌有绕组(5)，绕组(5)为两相绕组，(6)是左端盖，其外凸环内安装自行车标准涨闸，(7)是右端盖，其外凸部分安装自行车标准飞轮(8)，(9)是自行车辐条。电动机工作时采用步进电机起动方式或采用其它外力辅助方式起动，当用于电动自行车、电动三轮车时，助力起动可满足蓄电池的最佳使用要求，本技术在满足蓄电池最佳使用要求的同时，可以在图3所示驱动器(10)中省掉限速起动部分，附图3是本技术电机的驱动及换向原理示意图，本技术换向是依靠晶体二极管或可控硅采样，即图3中的采样部分，该部分检测电动机绕组(5)自身的反电势用来实现其换向功能。实施例1本技术制做一安装在自行车上的外转子形无位置传感器式钕铁硼无刷电动机，电动机结构如图1，外转子结构如图2，驱动原理框图如图3，电机的永磁极(1)采用三块每块长60mm×宽8mm×厚2.5mm的平板式条形钕铁硼磁钢拼成，导磁极(2)采用电工纯铁，其尺寸大小、形状、数量、拼结方式完全同永磁极(1)一样，然后把永磁极(1)与导磁极(2)相间而放，并布满在机壳(3)的内圆周表面，再用环氧树脂粘接剂粘结固定，永磁极(1)均呈同极性安装，即永磁极的内表面均为S极，(1)与(2)自然构成异极性，(4)是内定子铁心用硅钢片内园铸铝与轴固定而成。(5)是两相内定子绕组，用聚脂漆包圆铜线绕制而成，(6)和(7)是用普通钢做的端盖，端盖(6)的外凸环内安装自行车标准涨闸；右端盖(7)的外凸部分安装自行车标准飞轮(8)，(9)是辐条，用普通自行车的辐条，换向是用二极管检测二相绕组的反电动势，经整形放大后，依次向两相绕组供电实现电机的正常运行。本技术提供的无位置传感器式两相无刷电动机简化了电动机的结构，使其理论极弧系数等于1，并在换向装置中取消了位置传感器，大大地提高了电动机的运行可靠性。独特的磁路结构可改善永磁极的加工难度，并降低了15％－30％的永磁材料使用量，采用两相绕组可容易的实现电机生产工艺自动化，同时节省用铜量20％－30％，大大降低了电动机的生产成本。另外，采用步进起动或助力起动方式，在电动车上可有效的延长蓄电池的使用寿命。权利要求1.一种由磁极、内定子铁芯(4)、驱动器(10)、绕组(5)、机壳(3)、端盖(6)、(7)组成的无位置传感器式两相无刷电动机，其特征在于磁极由任意对相同数量和形状的永磁极(1)和导磁极(2)相间拼成，并布满在机壳(3)内及粘接在机壳(3)的内圆周表面，永磁极(1)均呈同极性安装；内定子铁心(4)的槽内嵌有两相绕组(5)，驱动器(10)与绕组(5)直接相联。2.按权利要求1所述的无位置传感器式两相无刷电动机，其特征在于永磁极(1)与导磁极(2)采用两块以上条形平板式材料相间拼成或采用单块瓦形材料。3.按权利要求1所述的无位置传感器式两相无刷电动机，其特征在于永磁极(1)采用永久磁性材料做成，导磁极由良导磁材料做成。4.按权利要求1所述的无位置传感器式两相无刷电动机，其特征在于驱动器(10)中的采样晶体管或可控硅检测电动机绕组自身反电势实现电动机换向。5.按权利要求1所述的无位置传感器式两相无刷电动机，其特征在于电机采用步进电动机运行起动方式或助力起动方式，起动与运行自动切换。专利摘要本技术是一种具有独特磁路结构，理论极弧系数等于1的无位置传感器式两相无刷电动机，磁极由任意对永磁极与导磁极组成，电动机为两相绕组，电机内无位置传感器；采用步进电机运行起动方式或助力起动方式，尤其适用于电动自行车与电动轮椅、电动三轮车等，与同容量同转速的普通永磁电动机相比，磁钢用量可减少15-30％，用铜量可减少20％-30％。同时简化了电机的生产工艺，成本大大少于同容量永磁电动机。文档编号H02K29/00GK2075400SQ9021767公开日1991年4月17日 申请日期1990年8月16日 优先权日1990年8月16日专利技术者王玉国, 刘广龙 申请人:中国科学院三环新材料研究开发公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由磁极、内定子铁芯（４）、驱动器（１０）、绕组（５）、机壳（３）、端盖（６）、（７）组成的无位置传感器式两相无刷电动机，其特征在于：磁极由任意对相同数量和形状的永磁极（１）和导磁极（２）相间拼成，并布满在机壳（３）内及粘接在机壳（３）的内圆周表面，永磁极（１）均呈同极性安装；内定子铁心（４）的槽内嵌有两相绕组（５），驱动器（１０）与绕组（５）直接相联。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉国，刘广龙，
申请(专利权)人：中国科学院三环新材料研究开发公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]