功率型方波稀土永磁同步电动机单元制造技术

本实用新型专利技术公开了一种功率型稀土同步电动机单元，包括方波式稀土永磁电机及数字式驱动控制器，其中，数字式驱动控制器包括开关主电路、驱动电路以及控制电路，主开关电路接收来自控制电路的驱动信号，驱动方波式稀土永磁电机动作；控制电路接收从开关主电路中采样电路的采样信号，对应的产生并输出控制信号至开关主电路中，接收位于方波式稀土永磁电机后端的传感器组件接收的位置信息，并对应的产生并输出控制信号至驱动电路，实现电子换向，同时接收外部制动指令，产生制动信号结刹车电路。本实用新型专利技术的有益效果在于，驱动器采用数字控制技术，实现对电机的最优驱动控制，电机的体积小，功率密度高，整体可靠性高电机无电刷，对环境无电磁干扰。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
功率型方波稀土永磁同步电动机单元
本技术属于一种稀土永磁同步电动机单元。
技术介绍
现有技术中的直流电机调速性能优越，低速性能好，运行平稳，但其有机械式换向器，电刷需经常维护，且运行中产生换向火花，造成无线电干扰。现有技术中的交流变频系统，结构简单，工作可靠，但其电机体积庞大。
技术实现思路
本技术的一个目的，在于解决现有技术中的不足之处，提供一种采用电子换向高效节能，运转平稳，无级调速范围宽，低速机械特性好的功率型稀土同步电动机。为实现上述目的，本技术提供的一种功率型稀土同步电动机单元包括方波式稀土永磁电机及数字式驱动控制器，其中，数字式驱动控制器包括开关主电路、驱动电路以及控制电路，主开关电路接收来自控制电路的驱动信号，驱动方波式稀土永磁电机动作；控制电路接收从开关主电路中采样电路的采样信号，对应的产生并输出控制信号至开关主电路中，接收位于方波式稀土永磁电机后端的传感器组件接收的位置信息，并对应的产生并输出控制信号至驱动电路，实现电子换向，同时接收外部制动指令，产生制动信号给刹车电路。本技术的有益效果在于，驱动器采用数字控制技术，实现对电机的最-->优驱动控制，电机的体积小，功率密度高，整体可靠性高电机无电刷，对环境无电磁于扰。附图说明图1为本稀土永磁同步电动机单元系统总图图2为稀土永磁同步电动机的结构图图3为图2沿A-A线的剖视图图4为稀土永磁同步电动机全数字化驱动控制器分解图具体实施方式参考图1，本技术包括方波式稀土永磁电机和数字式驱动控制器两部分.图2是一种功率型稀土同步电动机结构示意图，图3为其剖视图，参照图2、3，该稀土电机是高效节能电机，功率由十几瓦至十几千瓦。电机主要部件包括：机壳1、开口梯形槽定子2、线圈绕组3、转子4、等半径瓦形磁钢5、转子外套6、主轴7、传感器组件8、轴承9。主轴7紧压入转子冲片叠压体4当中，转子叠压体4外圆上有偶数块等半径瓦形磁钢5，磁钢5内弧紧贴或半嵌入在转子叠压体4的外圆上，磁钢用温度稳定性高的稀土钕铁硼材料制成，具有磁能积高，性能稳定的特点。瓦形磁钢5与转子4组成了永磁性转子。为了防止磁钢在电机高速运转时脱落，转子外套6镶入永磁性转子中，转子外套6的头部有分布均匀的风叶，在电机运转时便可加快电机的散热.以上几部分便组成的电机的转子。另外，机壳1是由铝合金制成，外壳四周也有分布均匀的散热筋。开口梯-->形槽定子2由低损耗的冷轧硅钢片叠压而成，紧压入机壳1，线圈绕组3镶入开口梯形槽中，定子叠压时采用斜槽结构和分数槽绕组，运转起来更平稳，噪音低。把轴承9通过夹具压入后端盖中，再把转子的后端压入后端盖的轴承当中，把转子放入定子内，然后通过夹具把前端盖压到位.传感器是由传感器组件8构成，传感器分部满足空间角度Pα＝K 360±120°，其中，P是极对数，α是分部角度，K是自然数，其位于电机后端，通过霍尔元件及多极磁环(磁环极数与磁性转子的极数相同)来传感转子位置。图4是稀土永磁同步电动机全数字化驱动控制器分解图。参见图4，所述驱动控制器包括整流电路21：单相整流桥或三相整流桥，滤波电路22，缓冲电路23，刹车电路24，逆变电路25，稀土永磁同步电动机26，采样及保护电路27，驱动电路28，位置检测电路29，全数字化控制电路30，用户接口31，显示及操作面板32。稀土永磁同步电动机全数字化驱动控制器由开关主电路、驱动电路以及控制电路组成，以下对驱动控制器的工作原理分三部分加以说明：开关主电路由图中的整流电路21：单相整流桥或三相整流桥，滤波电路22，缓冲电路23，刹车电路24，逆变电路25组成。整流电路21将单相或三相交流电源转换为直流电源。滤波电路22对直流电源进行低通滤波，形成低内阻硬特性直流电压源，同时与稀土永磁同步电动机26绕组感性负载交换无功功率，其功能由电容C1完成。缓冲电路23能减少开关管承受的尖峰电压，提高主电路的可靠性，使开关管工作在安全工作区域，缓冲电路23可以分别设在各桥臂边，也可以在直流电源侧使用一整体的缓冲电-->路，该电路中的电容C2应选取高频特性好的无感电容，二极管D1应选取正向电压低反向恢复时间短的快速恢复二极管。刹车电路24由刹车电阻R2、二极管D2、IGBT(绝缘栅双极性三极管)T1共同组成进行能耗制动，其控制信号由全数字化控制电路30来提供。逆变电路25在小功率时用MOSFET(场效应管)组成，大功率可由分立IGBT(绝缘栅双极性三极管)或六合一IGBT(绝缘栅双极性三极管)或七合一IGBT(绝缘栅双极性三极管)或IPM(智能模块)来组成。驱动电路28是将全数字化控制电路30输出的信号进行功率放大，并向逆变电路25提供使其饱合导能和可靠关断的驱动信号。我们采用了速度快、集成度高，可靠性高的集成驱动电路，使驱动器体积缩小，并提高了整机的可靠性。全数字化控制电路30即MCU是稀土永磁无刷直流电机正常运行并实现其各种功能的控制中心，该MCU具有嵌入式中断口，10bitA/DC，FLASH，SPI接口，有专用于永磁同步电动机控制的片内外设，可选择传感器模式和无传感器模式等强大功能.全数字化控制电路30接收外控信号和位置检测电路29送来的位置检测信号、并产生6路PWM调制信号与采样及保护电路27、用户接口31、显示及操作面板32进行逻辑综合后送给驱动电路28来使逆变电路25工作并驱动永磁同步电动机26。全数字化控制电路30还对电机进行速度闭环和电流闭环调节，使系统具有良好的动态和静态特性。通过采样及保护电路27送入全数字化控制电路30的信号实现短路、过流、过压、过热、等故障保护功能。显示及操作面板32包括LED(或LCD)显示板进行转速、错误代码、运行、停止、正转、反转显示。指示灯：电源指示、错误指示、正/反转指示、运-->行/停止指示。操作按键：运行、停止、正转、反转、加速、减速、点动。用户接口31可与上位机通讯或外控信号进行对接实现上位机或外控信号对驱动控制器30和永磁同步电动机26进行操作，实现运行、停止、正转、反转、加速、减速、点动、模拟量输入(驱动控制器30接受0-5V或0-10V模拟量输入)PWM输入、频率输入。综上所述仅为本技术较佳的实施例，并非用来限定本技术的实施范围。即凡依本技术申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本技术的技术范畴。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率型稀土同步电动机单元，其特征在于：包括方波式稀土永磁电机及数字式驱动控制器，其中，数字式驱动控制器包括开关主电路、驱动电路以及控制电路，主开关电路接收来自驱动电路的驱动信号，驱动方波式稀土永磁电机动作；控制电路接收从开关主电路中采样电路的采样信号，对应的产生并输出控制信号至开关主电路中以实现过流、过压、欠压，并输入控制信号到刹车电路以实现制动功能。接收由位于方波式稀土永磁电机端的传感器组件产生的位置信息，并对应的产生并输出控制信号至驱动电路，以实现电子换向。

【技术特征摘要】
1.一种功率型稀土同步电动机单元，其特征在于：包括方波式稀土永磁电机及数字式驱动控制器，其中，数字式驱动控制器包括开关主电路、驱动电路以及控制电路，主开关电路接收来自驱动电路的驱动信号，驱动方波式稀土永磁电机动作；控制电路接收从开关主电路中采样电路的采样信号，对应的产生并输出控制信号至开关主电路中以实现过流、过压、欠压，并输入控制信号到刹车电路以实现制动功能。接收由位于方波式稀土永磁电机端的传感器组件产生的位置信息，并对应的产生并输出控制信号至驱动电路，以实现电子换向。2.根据权利要求1所述的功率型稀土同步电动机单元，其特征在于：电机包括：机壳、开口梯形槽定子、线圈绕组、转子、等半径瓦形磁钢、转子外套、主轴、传感器组件、轴承。主轴紧压入转子冲片叠压体当中，转子叠压体(4)外圆上有偶数块等半径瓦形磁钢(5)，磁钢(5)内弧紧贴或半嵌入在转子叠压体(4)的外圆上，瓦形磁钢(5)与转子(4)组合成了永磁性转子，转子外套(6)镶入永磁性转子中，转子外套(6)的头部有分布均匀的风叶，以上几部分便组成的电机的转子，机壳(1)四周设有分布均匀的散热槽，线圈绕组(3)镶入开口梯形槽中，定子叠压时采用斜槽结构和绕组分数槽绕组，轴承压入后端盖中，转子的后端压入后端盖的轴承当中，传感器是由传感器组件(8)构成，其位于电机后端。3.根据权利要求2所述的功率型稀土同步电动机单元，其特征在于：传感器分部满足空间角度Pα＝K 360±120°，其中，P是极对数，α是分部角度，K是自然数。4.根据权利要求2或3所述的功率型稀土同步电动机单元，其特征在于：传感器组件为霍尔元件及多极磁环。5.根据权利要求1至3中任意一项所述的功率型稀土同步电动机单元，其特征在于：开关主电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑云峰，
申请(专利权)人：郑云峰，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]