一种永磁交流电动机制造技术

本发明专利技术涉及一种永磁交流电动机，绕在定子上的电磁线圈分为绕线方向相反的正向线圈和反向线圈，这两组线圈同组同相串联连接；电动机内设有鉴相逻辑开关电路，电源的正半周电流输入正向线圈，负半周电流输入反向线圈，鉴相逻辑开关电路上设有用于检测永磁转子的转动位置的霍尔开关集成电路，利用Ｎ型半导体开关器件和Ｐ型半导体开关器件将交流电的正半周和负半周进行分割并控制，使其分别在正向线圈和反向线圈导流励磁形成旋转磁场，驱动永磁转子运转。它可减少电机铁损铜损，提高电能利用率，电机起动电流小，起动转矩大，体积小，结构简单，调速效率高，范围广，便于提高产品的性能，它同时具有了交流电动机和永磁直流无刷电动机的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种交流电动机，具体说是及一种永磁交流电动机。
技术介绍
目前，在现有的工业制造领域中，电动机起到了相当重要的作用，它能 有效的将电能迅速转化为工业生产所需的机械能，大大推动了工业技术的发 展。然而，在能源日益短缺的当今社会环境下，电机却消耗了电网的过半电 能，如日常生活中广泛应用的电风扇、风机等大部分时间均在效率较低的中 速档及效率低的慢速档工作，而且不少机器、机械设备经常在空载或轻载的 工作状态下运转，浪费了大量的电能，所以，电动机节能技术的应用正曰益 受到人们的重视，人们正想方设法的研究更为高效节能的电动机。纵观现有技术的电动机，其按电源种类分为直流电动机和交流电动机。 直流电动机大多均发展为永磁无刷结构，其虽有效率高、调速方便、起动转矩大的优点，但其只能在直流电路中工作；而交流电动机克服了直流电动机 的不足之处，其结构简单，制造成本低，但是，交流电动机的起动与运转必 须存在短路铜环以获得短路电流，使其产生转子磁场，然而这期间必然存在 铜损和铁损，增大了电机电能损耗，并且这类电机在轻载、空载时，效率较 低，调速难度大。后来，为综合上述电机的优点，有人研制出永磁交流电动机。例如是中 国专利ZL200510069824. 5公开的永磁交流无刷电动机，它只是把在电机其它 结构上作改进，使其成为永磁电动机，它只是简单的提及到釆用电子换向来 解决的问题--一相位的换向问题，它却没有深入解释公开相位的换向问题， 人们无从考究它是否真正意义上的永磁交流电动机；而且，该结构的永磁交 流电动机的结构复杂，制造成本相对较高。本申请人认为有必要研制一种既 具有交流电动机的优点，也具有永磁直流电动机优点、结构更为简单、电能 利用效率更高的永磁交流电动机。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供 一种能有效减少铁损铜损、 电能利用率高、起动电流小、启动转矩大、体积小、结构简单、便于调速的 永磁交流电动机。本专利技术的专利技术目的是这样实现的 一种永磁交流电动机，包括设置有若干 磁极的定子及装有电机轴的永磁转子，定子的每一磁极上绕有电磁线圈，永 磁转子在定子的磁场力作用下带动电机轴转动，其特征在于所述绕在定子 磁极上的电磁线圈为绕线方向相反的正向线圏和反向线圈，正向线圈或反向 线圏同组同相串联连接；所述永磁交流电动机内设有与交流电源连接的鉴相 逻辑开关电路，交流电源的电流正半周输电端与正向线圏的输入端电连接， 交流电的电流负半周输电端与反向线圈的输入端电连接，鉴相逻辑开关电路 上设有带磁场N极信号检测输出脚与磁场S极信号检测输出脚的霍尔开关集 成电路，霍尔开关集成电路用于检测永磁转子的转动位置，霍尔开关集成电 路的磁场N极信号检测输出脚与磁场S极信号检测输出脚中至少一只输出脚 既与N型半导体开关器件的基极电连接，又与电压比较器的反相端连接，N型 半导体开关器件的集电极与正向线圈的输出端连接，电压比较器的输出端与P 型半导体开关器件的基极电连接，P型半导体开关器件的集电极与反向线圈的 输出端电连接，N型半导体开关器件的发射极、P型半导体开关器件的发射极 及电压比较器的同相端分别均分别与交流电源的负半周输电端电连接，使得 电源的正半周输电端、正向线圏及N型半导体开关器件构成交流电的正半周 输电通路，电源的负半周输电端、P型半导体开关器件及反向线圏构成交流电 的负半周输电通路，期间，正半周输电通路和负半周输电通路上均设有导通 方向与电流流向相同的二极管，以将正半周电流与负半周电流分开传输。所述正半周输电通路上的二极管设于电源正半周输电端与正向线圈的输 入端之间；负半周输电通路上的二极管设于反向线圈的输出端与电源负半周 输出端之间。所述正半周输电通路上的二极管设于N型半导体开关器件的集电极与电 磁线圈的输出端之间；负半周输电通路上的二极管设于P型半导体开关器件 的集电极与电磁线圏的输出端之间接。所述N型半导体开关器件的基极与电压比较器的反相端共同联接并通过正反转开关与霍尔开关集成电路的磁场N极信号检测输出脚或与磁场S极信 号检测输出脚连接。所述正向线圈和反向线圈为规格相同的电磁线圈。本专利技术是一种新型的、真正意义上的永磁交流电动机，它具有以下优点本专利技术将定子的电磁线圈绕制成方向相反的正向线圏和反向线圈，并且， 通过霍尔开关集成电路检测转子的位置，相应地利用N型半导体开关器件和P型半导体开关器件将交流电的正半周和负半周进行分割并加以控制，使其分 别在正向线圈和反向线圈导流励磁，其所产生的磁场在定子磁极上进行合成 并与转子位置构成旋转磁场，驱动永磁转子的运转。它可根据永磁转子的位 置灵活巧妙地控制定子磁场的换向，定子磁场直接、快速地驱动永磁转子， 避免额外的磁场电路，减少铁损铜损，提高电能的利用率，而且，其起动电 流小，起动转矩大，体积小，结构简单，也方便产品釆用各种的调速手段， 调速效率高，范围广，便于更进一步提高产品的性能。本永磁交流电动机同 时具有了交流电动机和永磁直流无刷电动机的优点，制造成本低，便于产品 生产推广。附图说明图l为本专利技术的结构原理剖面图(以实施例1的初始状态为例进行标记)。图2为本专利技术的控制原理方框图。图3为本专利技术实施例1的鉴相逻辑开关电路图。图4为本专利技术实施例1的永磁转子、定子及霍尔开关集成电路的位置图。 图5为本专利技术实施例2的鉴相逻辑开关电路图。 图6为本专利技术实施例2中，永磁转子与定子的初始位置图。 图7为本专利技术实施例2中，永磁转子转过1/4周后，永磁转子与定子的具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。 实施例1本实施例为三相交流电动机的的实施例子。根据图1至图4所示，本专利技术所述的永磁交流电动机,包括设置有若干磁极的定子1及装有电机轴的永磁转子2，定子l、永磁转子2、电机轴、轴承、 支架及外壳构成了永磁电机的主体。本实施例中永磁转子2为四极永久磁钢 制成，定子1为六极结构，定子1主体由硅钢片叠加而成，硅钢片冲成带有 磁槽的环形冲片，定子1的每一磁极的磁槽上绕有电磁线圈，永磁转子2在 定子1的磁场力作用下带动电机轴转动。本专利技术所述绕在定子1磁极上的电 磁线圈为绕线方向相反的正向线圈和反向线圈。在本实施例中，A1与B1、 A2 与B2、 A3与B3为三组绕线方向相反的正向线圈和反向线圈，各自安装在定 子的每个磁极上，正向线圈和反向线圈各自连接成星形结构，同组线圈同相串 联，且各自的规格相同。本永磁交流电动机内设有鉴相逻辑开关电路，鉴相逻辑开关电路与交流 电源连接并由交流电源供电，其中，鉴相逻辑开关电路的前端设置由相应的 供电适配电路。交流电源的电流正半周输电端与正向线圈Al、 A2、 A3连接的星形中心端连接，作为正半周电流的输入端；交流电源的电流负半周输电端 与反向线圈B1、 B2、 B3连接，汇集到星形中心端输出，作为负半周电流的输 入端。鉴相逻辑开关电路上设有霍尔开关集成电路IC2、 IC3、 IC4,霍尔开关集 成电路IC2、 IC3、 IC4上带磁场N极信号检测输出脚(以下简称为霍尔开关 的2脚)与磁场S极信号检测输出脚(以下简称为霍尔开关的3脚)，本例中 三组霍尔开关集成电路分别控制每组电磁线圈。霍尔开关集成电路IC2、 IC3、 IC4为安装永磁转子2的附近本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁交流电动机，包括设置有若干磁极的定子及装有电机轴的永磁转子，定子的每一磁极上绕有电磁线圈，永磁转子在定子的磁场力作用下带动电机轴转动，其特征在于：所述绕在定子磁极上的电磁线圈为绕线方向相反的正向线圈和反向线圈，正向线圈或反向线圈同组同相串联连接；所述永磁交流电动机内设有与交流电源连接的鉴相逻辑开关电路，交流电源的电流正半周输电端与正向线圈的输入端电连接，交流电的电流负半周输电端与反向线圈的输入端电连接，鉴相逻辑开关电路上设有带磁场Ｎ极信号检测输出脚与磁场Ｓ极信号检测输出脚的霍尔开关集成电路，霍尔开关集成电路用于检测永磁转子的转动位置，霍尔开关集成电路的磁场Ｎ极信号检测输出脚与磁场Ｓ极信号检测输出脚中至少一只输出脚既与Ｎ型半导体开关器件的基极电连接，又与电压比较器的反相端连接，Ｎ型半导体开关器件的集电极与正向线圈的输出端连接，电压比较器的输出端与Ｐ型半导体开关器件的基极电连接，Ｐ型半导体开关器件的集电极与反向线圈的输出端电连接，Ｎ型半导体开关器件的发射极、Ｐ型半导体开关器件的发射极及电压比较器的同相端均分别与交流电源的负半周输电端电连接，使得电源的正半周输电端、正向线圈及Ｎ型半导体开关器件构成交流电的正半周输电通路，电源的负半周输电端、Ｐ型半导体开关器件及反向线圈构成交流电的负半周输电通路，期间，正半周输电通路和负半周输电通路上均设有导通方向与电流流向相同的二极管，以将正半周电流与负半周电流分开传输。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢义生，
申请(专利权)人：卢义生，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]