无刷直流电动机制造技术

本发明专利技术提供一种无刷直流电动机。包括具有成对定子齿的定子、成对磁极的转子、以及固定在所述转子中心孔处的转轴，每个所述定子齿绕制绕组，在定子的每个横截面中，每个定子齿的齿顶圆弧线与定子齿的齿轴半径的交点和该定子齿的齿顶圆弧线的圆心的连线，与该定子齿的齿轴半径之间的具有大于0度且小于90度的机械偏心角。通过将定子齿的齿顶圆形状设计为相对于转子旋转中心偏心的圆弧线，使得无刷直流电动机能够消除启动“死点”，顺利启动；还可配合正弦规律变化的电流驱动，而使气隙磁场按正弦规律均匀变化，减少转矩波动，降低振动噪音。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电气控制技术，尤其涉及一种无刷直流电动机。
技术介绍
无刷直流电动机是电动机的一种主要类型，其基本结构是包括具有成对定子齿的定子、具有成对磁极的转子、以及固定在转子中心处的转轴，每个定子齿绕制有绕组。无刷直流电动机的工作原理是通过向绕组施加按照设定周期换相的驱动电流，在定子齿和转子磁极之间产生变化磁场，从而在转子上产生电磁力矩，驱动转子转动。无刷直流电动机的类型，按照转子磁极上磁性的产生方式又可分为永磁型或励磁型，按照绕组的相数和绕制方式及驱动电流的换相周期又可分为单相、两相或四相无刷直流电动机，其基本工作原理类似。但是，在现有的无刷直流电动机中，普遍存在一缺陷。即无刷直流电动机在半个换相周期内，当定子磁动势与转子磁通之间的相位夹角在0°和180°时的电磁转矩分别为零。因此，这两个位置被称为“死点”，当转子处于“死点”附近时作用在转子上的电动机启动转矩很小，导致启动不顺利。
技术实现思路
本专利技术提供一种无刷直流电动机，以改善电动机在启动“死点”附近的启动性能。本专利技术提供一种无刷直流电动机，包括具有成对定子齿的定子、具有成对磁极的转子、以及固定在所述转子中心处的转轴，每个所述定子齿绕制绕组，在定子的每个横截面中，每个定子齿的齿顶圆弧线与齿轴线的交点和该定子齿的齿顶圆弧线的圆心的连线，与该定子齿的齿轴线之间具有大于0度且小于90度的偏心角。如上所述的无刷直流电动机，优选地在转子的每个横截面中，每个磁极的边缘圆弧线相对于磁极轴线呈轴对称设置；在定子设置在转子的内侧时，各磁极的边缘圆弧线内凹，且半径大于或等于转子旋转半径，或，在定子设置在转子的外侧时，各磁极的边缘圆弧线外凸，且半径小于或等于转子旋转半径。如上所述的无刷直流电动机，优选地在转子的每个横截面中，各磁极的边缘圆弧线的圆心，依次连续排列，形成围绕在转子旋转中心外侧的转子圆。如上所述的无刷直流电动机，优选地每个磁极的边缘表面为各边缘圆弧线组成的边缘圆柱面，各磁极的边缘圆柱面的圆心轴线相互平行。如上所述的无刷直流电动机，优选 地在定子的每个横截面中，每个定子齿的两侧端点相对于齿轴线呈轴对称设置，且定子齿的两侧边缘线与齿顶圆弧线之间形成有过渡弧线。如上所述的无刷直流电动机，优选地在每个定子齿上，背离齿顶圆弧线圆心一侧的过渡弧线为第一过渡圆弧线，邻近齿顶圆弧线圆心一侧的过渡弧线为第二过渡圆弧线，且第一过渡圆弧线的半径大于第二过渡圆弧线的半径。如上所述的无刷直流电动机，优选地所述第一过渡圆弧线的半径为0. I I. Omm,第二过渡圆弧线的半径为0. I 0. 6mm。如上所述的无刷直流电动机，优选地各定子齿的偏心角大小相等；和/或各定子齿的齿顶圆弧线的半径相等。如上所述的无刷直流电动机，优选地在定子的每个横截面中，各定子齿的齿顶圆弧线的圆心，依次连续排列，形成围绕在转子旋转中心外侧的定子圆。如上所述的无刷直流电动机,优选地每个定子齿的齿顶圆表面为各齿顶圆弧线组成的齿顶圆柱面，各定子齿的齿顶圆柱面的圆心轴线相互平行。如上所述的无刷直流电动机，优选地所述转子圆的半径大于所述定子圆的半径。 如上所述的无刷直流电动机，优选地所述无刷直流电动机为单相永磁无刷直流电动机，所述定子齿和转子磁极的数量均为偶数个。如上所述的无刷直流电动机，还包括转子位置传感器，用于检测所述转子的当前相位位置并输出转子相位位置信号；控制器，与所述转子位置传感器相连，用于根据接收到的所述转子相位位置信号生成一按正弦波规律变化的驱动电流信号给绕组以实行换相。本专利技术提供的无刷直流电动机，通过将定子齿的齿顶圆形状设计为相对于转子旋转中心偏心的圆弧线，使得无刷直流电动机能够消除启动“死点”，顺利启动。附图说明图I为现有技术中采用渐变气隙结构示意图；图2为现有技术中采用阶梯气隙结构示意图；图3为现有技术中采用不对称齿结构示意图；图4为现有技术中采用附加凹槽结构示意图；图5为本专利技术无刷直流电动机实施例中定子的横截面结构示意图；图6为图5中A处的放大图；图7为本专利技术无刷直流电动机实施例中定子与转子相配合的横截面结构示意图；图8为本专利技术外转子式无刷直流电动机实施例中定子的横截面结构示意图；图9为本专利技术外转子式无刷直流电动机实施例中转子与定子相配合的横截面结构示意图。具体实施例方式实施例一图7为本专利技术无刷直流电动机实施例中定子与转子相配合的横截面结构示意图，本实施例的无刷直流电动机包括具有成对定子齿的定子、具有成对磁极的转子、以及固定在转子中心处的转轴，每个定子齿绕制绕组，且对定子齿的形状进行了优化改进。为清楚介绍本专利技术实施例的技术方案，先简单介绍无刷直流电动机的基本结构。本专利技术既可适用于转子设置在定子内侧的内转子式电动机，也可适用于转子设置在定子外侧的外转子式电动机，本实施例以内转子式电动机为例进行说明。如图7所示，转子7设置在定子5的内侧，转轴固定在转子7的中心处，例如可穿过转子7的中心孔，以通过转子7的转动来输出电磁转矩。当转子7旋转时，转子最外端的边缘必然形成一圆形，该转子旋转形成的圆形的半径记为转子旋转半径，其圆心记为转子旋转中心。如图7所示，定子5包括定子外圆和定子齿51，每个定子齿51均由齿根部和齿顶部构成，齿根部从定子外圆中朝向转子旋转中心延伸而出，齿根部为轴对称的板状，齿顶部的两侧分别由齿根部的两侧伸出，以构成齿槽52的槽口 ；从定子5任意横截面的角度来看，齿根部的对称轴线与转子旋转半径共线，记作该定子齿的齿轴线(该齿轴线也为齿根部的中心与转子旋转中心之间的连线)。本实施例提供的内转子式无刷直流电动机，如图5-7所示，包括具有成对定子齿51的定子5、具有成对磁极71的转子7、以及固定在转子7中心处的转轴,每个定子齿51绕制有绕组(图中未示)，定子5设置在转子7的外侧。在定子5的每个横截面中，每个定子齿51的齿顶圆弧线511与定子齿51的齿轴线20的交点和该定子齿51的齿顶圆弧线511的圆心512的连线，与该定子齿51的齿轴线20之间具有大于0度且小于90度的偏心角9 O具体地，定子5的内侧面上可固定设置偶数个向中心伸出的定子齿51，且定子齿51均布在定子5的内侧面上，定子齿51与转子7上的磁极71数目相等，位置也一一对应；其中，转子7上的磁极71可以为永磁体，也可以因通电而具有磁性。相邻的定子齿51之间的空隙为齿槽52，定子5固定不动，通过位于转子7中心孔的转轴带动转子7旋转。不同对的定子齿51对应的偏心角0可以相同也可以不同，即齿顶圆弧线511的圆心512的排列方式可以为多种，例如，可以使处于间隔位置的定子齿51的偏心角0相等，或是按所有定子齿51对应的偏心角0依次递增的方式设置。本实施例无刷直流电动机中，由于偏心角0的存在，齿顶圆弧线511的圆心512与转子旋转中心不重合、且不会落在齿轴线所在直线上；当定子齿与磁极的相位为0°和180°时，启动输入驱动电流，则由于偏心角0的存在，可形成磁动势压差，使得在“死点”位置时合成的电磁转矩不为零，消除了启动“死点”，具有良好的启动性能。优选地，上述各定子齿51的偏心角0大小相等；和/或各定子齿51的齿顶圆弧线511的半径相等。从定子齿任意横截面的角度来看，当各定子齿51的偏心角0相等，且各定子齿51所对应的齿顶圆弧线511的半径本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：章启忠，张唯，
申请(专利权)人：浙江亿利达风机股份有限公司，
类型：发明
国别省市：