[发明专利]无刷直流电动机

说明书

技术领域

本发明涉及电气控制技术，尤其涉及一种无刷直流电动机。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明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0.1～1.0mm，第二过渡圆弧线的半径为0.1～0.6mm。

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。

本发明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1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为本发明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为本发明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；