无刷直流马达制造技术

一种无刷直流马达。本发明专利技术得到一种在将三相无刷直流马达的绕组端子短路而进行短路制动动作时，在磁铁难以产生消磁的转子。为此，本发明专利技术将两种矫顽力不同的磁铁圆周状地交替配置而形成环形。在强力产生退磁场的磁铁部分配置矫顽力大的磁铁。退磁场的产生部分为定子的凸极部分，定子的凸极部中心在磁铁的NS极的边界附近时，反电动势为最大。由于在NS极边界附近位置，退磁场为最大值，因此在NS极边界附近配置矫顽力强的磁铁。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种将磁铁用于转子的无刷直流马达，特别涉及一种马达转子的改 良，该马达转子的改良以改善在将马达的绕组短路而进行的短路制动动作时所产生的、磁 铁的消磁现象为目的。
技术介绍
近年来，在送风机的用途中，为了提高流量-静压特性而不断推进叶轮的高速旋 转化。另一方面，从确保安全性的观点考虑，在断开电源时，有时需要叶片短时间停止工作。 此时，为了在电源断开后使马达在马达驱动电路动作的短时间内停止，采用了使马达的绕 组端子间短路而通过马达的反电动势产生制动转矩的短路制动方式。图4示出现在经常使用的一般风扇马达驱动用电路的简略接线图。此风扇马达由 三相无刷直流马达构成，马达部分构成为例如图5所示的结构。即，由在圆环状铁芯I的外 周周向等间隔地具有六个凸极2的定子铁芯3、卷绕在各凸极2的三相的绕组4构成定子5。 以包围该定子5的方式设置转子8，该转子8由与各凸极2隔着微小空隙相对置的圆环状磁 铁6和保持此磁铁6的圆环状转子轭7构成。磁铁6例如由环状的铁氧体粘结磁铁构成， 且被四极磁化，同一磁极宽度的四磁极NS交替且等间隔地配置。此转子8在其旋转中心位 置一体地具有旋转轴，且其通过图外的轴承被支撑为在与定子5同心的位置自由旋转。在图4中，接通与电源11连接的开关12后，电容器13进行充电，且电源电压分 别施加在逆变电路14以及控制此逆变电路14的晶体管群的晶体管驱动电路部15。逆变 电路14具有上臂的晶体管群14a和下臂的晶体管群14b，被三角形接线的马达绕组4的各 端子分别连接在上臂的晶体管群14a和下臂的晶体管群14b的各相间。并且，由于开关12 被接通，被提供有电源的晶体管驱动电路部15对晶体管群14a/14b进行驱动控制，逆变电 路14的上下臂的各晶体管群14a/14b按照各相被依次进行接通/断开控制，而依次向三相 的绕组4通电，各相的绕组4依次被励磁后，通过被磁化的各相的凸极2和磁铁6间的电磁 相互作用而在转子8产生旋转力，从而转子旋转。另外，在图4中，以内部电阻16和电感器 17和反电动势18的串联电路等价表示绕组4。在此，当在转子旋转中断开开关12而切断电源11时，晶体管驱动电路部15依靠 电容器13所积蓄的电荷继续短时间工作。在该可工作时间内，晶体管驱动电路部15进行如 下动作将与马达绕组端子连接的逆变电路14的三相份的上臂的晶体管群14a全部断开， 将下臂的晶体管群14b全部接通。三相马达绕组4由于下臂晶体管群14b而短路。由于转 子8在旋转，如图4所示，在各相的马达绕组4产生大的马达反电动势18。其结果是，大的 短路电流流入各马达绕组4，产生制动转矩，由此，能够使转子在短时间(即电容器13的电 荷残留而晶体管驱动电路部15动作的时间)内停止。但是，在上述的现有技术的短路动作中，从卷绕有绕组4的定子3的凸极2向与之 对置的转子8的磁铁6提供大的退磁场。图6示出刚切断电源后的三相各绕组4的反电动 势波形。图中的A点位置为U相的产生反电动势最大的位置。图5所示的磁铁6的磁极位置与定子凸极2之间的位置关系示出此A点所示情况。U相的凸极2被励磁为N极，/ U相的凸极2被励磁为S极。U相凸极2和磁铁6的N磁极在区域X的位置以同极对置，/ U相凸极2和磁铁6的S磁极在区域Y的位置以同极对置。图7为示出铁氧体粘结磁铁的特性的消磁曲线。21表示粘结磁铁的B-H曲线，22 表示粘结磁铁的4 311-H曲线，23表示所构成的磁路的导磁系数。由B-H曲线21和导磁系数23的交点(B点)算出发生消磁时的临界退磁场强度Hdl约为120 K A / m。也就是说，使用磁铁时的导磁系数为图 的符号23所表示的时，磁铁依此导磁系数23和B-H曲线21的交点(B点)处的磁通密度而动作。来自B点的垂线和4 Ji I 一 H曲线22的交点(C 点)表示外部磁场为零时的磁化强度。认为在反方向施加外部磁场时，导磁系数平行移动了相应于外部磁场的部分，此时，由于若C点平行移动超过4 π I — H曲线22的弯曲点(D 点)的话，则产生不可逆变化(也就是由外部磁场引起的消磁)，因此平行移动到此弯曲点(D 点)时的磁场强度为临界退磁场强度Hdl，大约为120 KA / m。并且，从之前的被励磁为N极的U相凸极和被励磁为S极的/ U相凸极产生的临界退磁场强度超过Hdl时，相对置的位置的磁铁6的磁极部分消磁。图8为沿磁铁的周向角度Θ示出磁铁内径面的表面磁通密度的分布的图。24表不消磁现象产生前的表面磁通密度的分布，25为产生消磁时的表面磁通密度的分布。可知在四极磁铁6的NS极的磁极边界附近产生消磁现象，在磁极中央部分不产生消磁。用于马达的铁氧体的树脂结合型的粘结磁铁由于超过由磁路动作点确定的临界退 磁场强度Hd的退磁场而消磁，不能维持作为风扇用马达所需的特性。在此，作为减少短路电流而抑制消磁的方法，有将电阻器与各相绕组连接的方法。并且，与马达起动时同样， 也考虑构成电流限制电路的方法。但是，任何一种方法均会产生制动停止时间延迟和电路形状大型化，成本增加等问题。并且，也有一种通过以磁铁自身作为矫顽力高的铁氧体烧结材料而抑制消磁的方法，但在环形磁铁中，由于其径向尺寸和厚度尺寸而在制造上受到限制，且很多时候不能在厚度薄的形状的环形磁铁使用烧结材料。还有将磁铁分割成分体形状的方法，但此时磁铁的定位和粘结工序变得复杂。任何一种方法均会弓I起相当大程度的成本增加。
技术实现思路
本专利技术是针对上述现有问题点而被完成的，本专利技术的目的在于提供一种无刷直流马达，该无刷直流马达具有即使在使马达的绕组短路而进行短路制动动作的情况下也能够将磁铁的消磁抑制在最小程度的转子。本专利技术为实现上述目的，将两种矫顽力不同的磁铁圆周状地交替配置且形成环形，并在强力产生退磁场的部分配置矫顽力大的磁铁。即，退磁场的产生部分为定子的凸极部分，定子的凸极部中心来到磁铁的NS极的边界附近时，反电动势最大。由于在NS极边界附近，退磁场为最大值，所以在NS极边界附近配置矫顽力强的磁铁。并且，以矫顽力小的磁铁作为树脂结合型的粘结磁铁，将其按照一定间隔配置且成型为具有连接相邻的多个极间的连接部，并形成为在矫顽力小的磁铁间配置矫顽力大的磁铁的结构，使此矫顽力大的磁铁的定位作业变得容易。根据本专利技术，具有如下所述的优点，例如，能够构成适合送风机驱动用马达的转子。( I)通过只在绕组短路时强力产生退磁场的磁铁部分配置矫顽力大的磁铁，能够 将磁铁的材料费增加抑制在最小限度。(2)由于能够不用变更电路结构地应用现有技术，因此没有马达外观形状和电路 成本的增加。(3)通过使用矫顽力小的铁氧体类的树脂结合型的廉价粘结磁铁材料成型为具有 连接相邻的多个极间的连接部，而构成矫顽力大的烧结分体磁铁的定位部分，从而提高易 作业性。由以下的本专利技术优选实施方式的详细说明，参照附图，可以更清楚地理解本专利技术 的上述及其他特征，要素，步骤，特点和优点。附图说明图图图图图图图图1为本专利技术实施方式的无刷直流马达的切断俯视图。2不出图1中的磁铁的展开图，(a)表不磁化前(未磁化时)，(b)表不磁化后。 3为示出图2中的磁铁的消磁曲线的特性图。4为示出一般风扇马达的驱动用电路的简略接线图。5为现有无刷直流马达的切断俯视图。6为无刷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无刷直流马达，其具有：定子，其具有由软磁材料构成且卷绕有马达绕组的多个主磁极部和所述定子的前端的凸极部；转子，其具有与所述定子的凸极部隔着气隙对置的磁铁，所述无刷直流马达的特征在于，所述磁铁使用两种矫顽力不同的磁铁要素而形成为环形，两磁铁要素分别具有多个磁极部，两磁铁要素的各自的磁极部在圆周方向交替配置，且在NS极边界附近配置矫顽力强的磁铁要素的磁极部。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：神基，加藤隆弥，关口治，大岩昭二，
申请(专利权)人：日本电产伺服有限公司，
类型：发明
国别省市：