[发明专利]一种可替代Z4系列电机的多相永磁无刷直流方波电动机

说明书

技术领域

 本发明涉及一种直流电机，特别是涉及一种可替代Z4系列有刷直流电机的多相永磁无刷直流方波电动机。

背景技术

Z4系列有刷直流电机是我国标准系列小型直流电机；Z4系列直流电机广泛应用于冶金工业轧机、金属切削机床、造纸、染织、印刷、水泥、塑料挤出机械等各类工业部门。 

直流电机由磁场、电枢、换向器、电刷组成。由于有刷直流电机的机械换向结构和电刷的存在，使直流电机存在，整系列平均效率只有83.8%；电刷和换向器产生火花，使电刷换向器很快损坏、腐蚀，如不经常维修，可能会使电机报废，维修量大，适应环境差；体积、重量比较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可替代Z4系列有刷直流电机的多相永磁无刷直流方波电动机。本电机取消电刷，用电子换相，通过控制器对电机进行整体调控使电机平均效率达到94%以上，可以替代Z4系列电机，达到节能减排要求。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种可替代Z4系列电机的多相永磁无刷直流方波电动机，其所述电动机由电动机本体，位置、速度传感器和电子开关控制线路四部分组成；多相永磁直流电动机由多台三相永磁无刷直流电动机共用一套机械构件构成，包括有：电机本体、电机定子、电机转子、转子磁钢、组合传感器定子、组合传感器转子、风扇；其定子绕组制成三相、或制成六相、或九相、或多相；转子轴向表面外贴有瓦形磁钢，永久磁钢按极对数组成；三相定子绕组分别与电子开关线路中相应的功率开关器件联结；位置、速度传感器的跟踪转子与电动机转轴相联结；定子A、B、C相绕组分别与功率开关管G_A⁺、G_A^-、G_B⁺、G_B^-、G_C⁺、G_C^- 相接；位置传感器对应永磁转子磁极的极性N或S，并输出相应的信号U、V、W、到控制器；同轴光电编码器相接即时速度信息，并输出相应信号A、B到控制器。

所述的一种可替代Z4系列电机的多相永磁无刷直流方波电动机，其所述控制器接受来自位置传感器的信号，U、V、W ；接受速度传感器A、B的信号；接受逆变器输给电机的相应的相电流I_A1、I_C1,信息；根据U、V、W信号对逆变器发出相应桥臂的导通 T_ON或截止T_OFF 指令；定子绕组按次序导通，定子相电流随转子位置的变化而按次序换相。

所述的一种可替代Z4系列电机的多相永磁无刷直流方波电动机，其所述电动机的驱动系统为一个双裕度3裕度设计，为刚性多裕度系统控制。

本发明的优点与效果是：

本发明提供一种取消电刷，用电子换相，通过控制器对电机进行整体调控使电机平均效率达到94%以上，负载率在25%—125%之内均是高效区的电机和驱动系统。可以替代Z4系列电机，其体积、重量比Z4同规格小，使用寿命长，维修量小，适用领域宽；达到节能减排要求。

附图说明

图1为本发明电机结构示意图；

图2为本发明三相永磁直流无刷电机系统逆变器框图；

图3为本发明三相永磁直流无刷电机系统控置器框图；

图4为本发明六相永磁直流无刷电机系统逆变器框图；

图5为本发明六相永磁直流无刷电机系统控置器框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

电动机主要由电动机本体，位置、速度传感器和电子开关控制线路四部分组成。

图1为本发明电机结构图。

图中：1、电机本体；2、电机定子；3、电机转子；4、转子磁钢；5、组合传感器定子；6、组合传感器转子；7、风扇。

其定子绕组一般制成三相、也可制成六相、九相、多相不等。转子轴向表面外贴有瓦形磁钢，永久磁钢按一定极对数(2p=2,4,6…)组成。三相定子绕组分别与电子开关线路中相应的功率开关器件联结；位置、速度传感器的跟踪转子与电动机转轴相联结。 

图2-图3所示为三相永磁直流无刷电机系统框图。

图中ID为直流母线上电流传感器的输出电流；M为p对极永磁无刷直流电动机定子；N/S为p对极永磁无刷直流电动机转子；U、V、W、A、B为转子位置、速度传感器输出。Ω^#转速控制指令。