错位多驱动直流无刷马达制造技术

本实用新型专利技术公开一种错位多驱动直流无刷马达，包含一转子、一定子和多个感应相位交错的驱动电路，该转子围绕着定子或被定子围绕；其中，该转子具有多个磁极，该定子具有多个极性齿，且该定子极性齿数比转子磁极数少，该定子含有多组线包，且一组线包绕过前述一个或多个定子极性齿；前述多个驱动电路分别对应多组线包，定子极性齿之间进行极性切换的相位时间交错，即每个或每组定子极性齿切换时，其余的定子极性齿处于非切换的工作状态，所有定子极性齿与转子磁极作用产生的扭矩在相位上交错，它们叠加形成马达的扭矩，马达扭矩一直大于零，马达最小扭矩接近平均扭矩，马达运行无死角，以及该种马达成本较低、所占空间较小。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及直流无刷马达领域技术，尤其是指一种结构紧凑、马达运行无死角、启动性能好且大大降低了成本的错位多驱动直流无刷马达。
技术介绍
如图1至图3所示，现有之直流无刷马达通常包含有一转子R，一定子P，一驱动电路IC ；该转子R围绕该定子P，该定子P极性齿(包括有PI、P2、P3、P4)数量与转子R磁极(包括有Rl、R2、R3、R4)数量相等并在圆周上相对应。这样，当马达运行中进行极性切换时，由于所有的各定子极性齿中点与各转子磁极中点相对应，所有的定子极性齿必须同时切换，在定子极性齿切换的瞬间，马达的径向力最大而周向分力为零，所以马达堵转有死角，又因为马达停止时，由于定子极性齿PI、P2、P3、P4与转子磁极Rl、R2、R3、R4分别对应相吸，使定子各极性齿中点与转子各磁极中点处于对齐相位，因此，在马达启动的瞬间，定子各极性齿磁场与转子各磁极磁场产生的作用力在径向达到最大，但在周向为零，即马达的启动扭矩为零，马达的启动困难；并且，因为马达的最小扭矩为零，所以马达的振幅比大于1，马达运行时的扭矩变化大，马达容易抖动，运行噪音大。针对直流无刷马达启动困难的问题，目前有如下方案一、将定子的极性齿设计为两边大小不对称的外形，这样马达静止时，定子极性齿与转子磁极相吸会使转子磁极中点与定子极性齿中点偏离微小相位，从而保证通电启动时马达的扭矩不为零，达到马达启动的目的，在运行中依靠惯力使得马达能连续运转；通过这样设计，马达虽然能启动与运行，但启动时的扭矩相对很小，所以负载较大时启动困难，马达的零扭矩依然存在，马达的扭矩振幅比并未得到改善，所以堵转时死角依然存在，马达易抖动，马达运行噪音大，马达只适合于小负载品质要求不高的场合使用。二、目前采用最多的是用三相马达电路来解决，但三相直流无刷马达电路的电路成本昂贵、其成本通常是普通马达驱动电路的数十倍，电路复杂以及电路空间相对较大，在微型马达中电路需要外挂等缺点，其应用推广受到限制；例如专利200920169532. 2 一种非全圆周驱动的无刷直流电动机，此专利具体系一种非均勻分布的三个定子极性齿为一组的三相马达，其明显存在上述不足之处；又如专利200810190379. 1无刷直流马达及其驱动单元，精通业内技术的人员会发现，其基本方案是，马达的所有定子具有相同的外形，其定子齿数与转子磁极数在数量上一一对应，一个定子对应一个驱动电路，其定子在轴向简单的叠加但在径向的相对相位是均勻交错排列的，此专利中虽然未提到能有效解决马达的死角问题，但其提供的方案在实质上刚好解决了马达零扭矩的问题，其马达运行无死角；由于它是由二个或多个定子在轴向叠加，而每个定子的绝缘材料及线包所占轴向空间比例很大，这样就浪费了马达宝贵的轴向空间，所有定子总矽钢片在轴向的总厚度相对转子整个轴向空间所占比例很小，其负载能力很小。众所周知，在外转子直流无刷马达中，马达的高度越高，其零件的精度与成型越困难，其转子的平衡性越差，因此，在马达相同高度的情况下，要获得与普通直流无刷马达相同的负载能力是不可能的，反之，要获得较高的马达负载能力，必然大大增加外转子在轴向的高度，当高度达到一定时，其必然大大增加生产制程的成本。另外，当其运用到内转子直流无刷马达上时，由于磁铁在轴向的有效长度利用率较小，而内转子马达的磁铁通常为昂贵的磁钢或稀土材料，其磁性材料浪费的成本就相对较大；还有，专利200910025738. 2—种分段转子形状磁阻电机，其为三相6/4结构或四相8/6结构或三相12/8结构，其系内转子马达，转子磁极数量比定子极性齿数量少，其同样存在价格昂贵、所占空间大等多种缺陷。因此，需研究出一种新的技术方案来解决上述问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种错位多驱动直流无刷马达，其结构紧凑、马达运行无死角、启动性能好且相比传统三相马达而言大大降低了成本。为实现上述目的，本技术采用如下之技术方案一种错位多驱动直流无刷马达，包含一转子、一定子和多个感应相位交错的驱动电路，该转子围绕着定子或被定子围绕；其中，该转子具有多个磁极，该定子具有多个极性齿，且该定子极性齿数比转子磁极数少，该定子含有多组线包，且一组线包绕过前述一个或多个定子极性齿；前述多个驱动电路分别对应多组线包，定子极性齿之间进行极性切换的相位时间交错。作为一种优选方案，所述转子磁极个数为a，该a个磁极均勻分布在转子的圆周上，转子单个磁极所占圆周角度为360° /a ；前述定子极性齿个数为b，且Κι转子磁极数a与定子极性齿数b的公约数为c，最小公约数为c=l，最大公约数为c=d，且d<b，每c 个定子齿组成一组线包，每组线包配置一个驱动电路，则马达拥有b/c个驱动电路，马达最多具有b个驱动电路，马达最小具有b/d个驱动电路。作为一种优选方案，所述各驱动电路同时工作，共有d个定子极性齿在同一瞬间进行极性切换。作为一种优选方案，所述各定子极性齿均勻分布在圆周上，相邻定子极性齿间的相位角为360° /b，定子单个极性齿与转子单个磁极所占空间均为360° /a，每个定子极性齿工作时，最多与两个磁极作用。作为一种优选方案，所述定子极性齿数b与转子磁极数a的最大公约数等于1，每个定子极性齿绕有一线包绕组，每一线包绕组配置一个驱动电路。作为一种优选方案，所述定子极性齿数b与转子磁极数a的最大公约数为2，每个定子极性齿拥有一线包绕组时，共有b个驱动电路；或者每两个定子极性齿组成一组定子极性齿组，共用一线包绕组，共用一个驱动电路，共有b/2个定子极性齿组，配置有b/2个驱动电路，并且，每个定子极性齿输出的扭矩大小及相位均相同。作为一种优选方案，所述定子极性齿数b与转子磁极数a有多个公约数，每个定子极性齿拥有一线包绕组时，共有b个驱动电路；或者，将沿圆周均布的c个定子极性齿组成一组共分成b/c组定子极性齿组，配置b/c个驱动电路，每个定子极性齿输出的扭矩大小及相位均相同；当c=d时，驱动电路为最少；并且每次切换时均有d个沿圆周方向均布的定子极性齿同时作用。作为一种优选方案，所述定子极性齿数b与转子磁极数a有公约数C，将c个定子极性齿紧密相靠设计在一起组成一个定子极性齿组，各定子极性齿组均勻分布在圆周方向，d/c组定子极性齿组共用一个线包绕组。本技术采用上述技术方案后，其有益效果在于一、由于直流无刷马达的一般驱动电路非常便宜，通过简单地增加驱动电路，使马达的扭矩特性得到质的改善，马达运行无死角，启动性能好，马达的振动减小，噪音减小；二、由于增加了驱动电路，马达可承受的负载能力得以增加，因此在较高负载的情况下，马达驱动电路可以不通过外置功率放大电路即由多个简单驱动电路完成，节省了外挂电路的成本；三、由于马达增加的驱动电路同时设计在一块电路板上，因此马达的结构尺寸不变化，并且转子磁极个数的增加并不会增加制造成本；四、当马达需要更高的效率时，可通过增加定子极性齿齿数轻松实现，而普通直流无刷马达增加定子极性齿会使绕线制程变得非常困难，因此难以通过增加定子极性齿的数量来解决；五、本结构同时适合直流无刷外转子马达及直流无刷内转子马达，尤其适合同时将扇叶直接设计在外转子上的直流无刷风扇马达。为更清楚地阐述本技术的结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种错位多驱动直流无刷马达，其特征在于：包含一转子、一定子和多个感应相位交错的驱动电路，该转子围绕着定子或被定子围绕；其中，该转子具有多个磁极，该定子具有多个极性齿，且该定子极性齿数比转子磁极数少，该定子含有多组线包，且一组线包绕过前述一个或多个定子极性齿；前述多个驱动电路分别对应多组线包，定子极性齿之间进行极性切换的相位时间交错。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高林发，
申请(专利权)人：高林发，
类型：实用新型
国别省市：94