[发明专利]单绕组两相无刷直流电动机

摘要

本发明是一种单绕组两相无刷直流电动机，其涉及一种电动机，包括定子部件、转子部件、控制器。转子磁极数为二极、定子绕组数为四个、定子绕组为单绕组工作方式。两相绕组电流相位相差九十度电角度，不存在转矩为零的死点，不需要采用不对称气隙结构，定子铁芯中间是环形的极靴，电机气隙中无开口齿槽则无齿槽转矩。与普通微型单相无刷直流风机相比，其气隙中磁场畸变小，定子磁动势谐波损耗小，输出转矩大，电机效率高。控制器采用两个普通微型单相无刷直流风机的控制器芯片，控制器芯片驱动类型属于单绕组工作方式，具有成本低的优点。转子磁极数为二极则转子磁极极弧角度大，霍尔元件追踪转子永磁体磁极状态的精度高、不容易产生失控现象。

主权项

1.一种单绕组两相无刷直流电动机，包括定子部件、转子部件(11)、控制器(18)；其特征在于所述电动机转子磁极数为二极、定子绕组数为四个、定子绕组为单绕组工作方式；定子部件中有两相绕组，每相绕组包括两个绕组线圈(14)，同相序两个绕组线圈(14)在空间上相差一百八十度，相邻两个绕组线圈(14)属于不同相序，相邻两个绕组线圈(14)在空间上相差九十度；相邻两个绕组线圈(14)磁动势串联产生串联磁场，在电动机换相过程中，依次改变产生串联磁场的相邻两个绕组线圈(14)的不同组合，形成定子旋转磁场；控制器(18)采用两个普通微型单相无刷直流风机的控制器芯片(17)，控制器芯片(17)驱动类型属于单绕组工作方式；每个控制器芯片(17)内包含有一个霍尔传感器；或者，每个控制器芯片(17)与一个霍尔传感器分立元件配合使用；每个霍尔传感器放置在不同相序的绕组线圈(14)径向内侧；两个霍尔传感器放置位置在空间上相差九十度；控制器(18)使两相绕组的电流相位相差九十度电角度；控制器(18)的接线图中，绕组线圈A一(12)、绕组线圈A二(8)组成A相绕组，A相绕组由控制器芯片A (5)控制；绕组线圈B壹(10)、绕组线圈B贰(3)组成B相绕组，B相绕组由控制器芯片B (2)控制；控制器芯片A (5)的引脚Ⅲ连接电源母线(6)，控制器芯片A (5)的引脚Ⅱ连接接地点(7)，控制器芯片A (5)的引脚Ⅳ是漏极开路输出的转速信号或报警信号的引脚；控制器芯片A (5)的引脚Ⅰ连接绕组线圈A一(12)的尾端，绕组线圈A一(12)的首端连接绕组线圈A二(8)的尾端，绕组线圈A二(8)的首端连接控制器芯片A (5)的引脚Ⅴ；控制器芯片B (2)的引脚Ⅲ连接电源母线(6)，控制器芯片B (2)的引脚Ⅱ连接接地点(7)，控制器芯片B (2)的引脚Ⅳ是漏极开路输出的转速信号或报警信号的引脚；控制器芯片B (2)的引脚Ⅰ连接绕组线圈B壹(10)的尾端，绕组线圈B壹(10)的首端连接绕组线圈B贰(3)的尾端，绕组线圈B贰(3)的首端连接控制器芯片B (2)的引脚Ⅴ；定子部件包括定子铁芯(13)、四个绕组铁芯(16)和四个定子绕组，每个定子绕组包括绕组骨架(15)、绕组线圈(14)，绕组骨架(15)中间是骨架通孔(32)，绕组线圈(14)安装在绕组骨架(15)上；定子铁芯(13)中间是环形的极靴(48)，极靴(48)的中间是圆形的定子气隙内腔(23)，极靴(48)径向外侧边缘均布有四个定子磁极，依次是磁极一(21)、磁极二(24)、磁极三(27)、磁极四(30)，每个定子磁极径向外侧端部各有一个定子磁轭，分别是磁轭一(22)、磁轭二(25)、磁轭三(28)、磁轭四(31)，相邻两个定子磁轭之间是绕组空腔(19)，每个绕组空腔(19)沿着圆周方向两侧各有一个锁定凹槽(20)，锁定凹槽(20)的轮廓呈燕尾形，极靴(48)径向外侧边缘均布有四个隔磁凹槽(26)，每个隔磁凹槽(26)位于相邻两个定子磁极之间，每个隔磁凹槽(26)与定子气隙内腔(23)之间形成一个截面非常小的隔磁磁桥(29)；绕组铁芯(16)呈矩形，绕组铁芯(16)的两端各有一个锁定榫头(47)，锁定榫头(47)的轮廓呈燕尾形，锁定榫头(47)的轮廓与定子铁芯(13)的锁定凹槽(20)的轮廓相啮合；转子部件(11)包括转轴(33)、转子铁芯(34)、隔磁衬套(35)、永磁体(36)，转轴(33)呈圆柱形，隔磁衬套(35)呈圆筒形，隔磁衬套(35)的材质是非导磁材料，隔磁衬套(35)安装在转轴(33)径向外表面的中间位置；转子铁芯(34)呈圆筒形，转子铁芯(34)径向外表面安装有二个瓦片形的永磁体(36)，相邻永磁体(36)径向外表面互为异性磁极；转子铁芯(34)安装在隔磁衬套(35)的径向外表面；单绕组两相无刷直流电动机在装配时，把四个定子绕组的骨架通孔(32)分别安装在四个绕组铁芯(16)上，把绕组铁芯(16)两端的锁定榫头(47)安装在定子铁芯(13)的锁定凹槽(20)中，把控制器(18)安装在定子部件上，并把绕组线圈(14)与控制器(18)用导线(1)连接，再把转子部件(11)安装在定子铁芯(13)的定子气隙内腔(23)中；四个绕组铁芯(16)分别命名为绕组铁芯一(49)、绕组铁芯二(50)、绕组铁芯三(51)、绕组铁芯四(52)；绕组铁芯一(49)位于磁轭一(22)与磁轭二(25)之间的绕组空腔(19)中，绕组铁芯二(50)位于磁轭二(25)与磁轭三(28)之间的绕组空腔(19)中，绕组铁芯三(51)位于磁轭三(28)与磁轭四(31)之间的绕组空腔(19)中，绕组铁芯四(52)位于磁轭四(31)与磁轭一(22)之间的绕组空腔(19)中；四个定子绕组的绕组线圈(14)分别命名为绕组线圈B贰(3)、绕组线圈A二(8)、绕组线圈B壹(10)、绕组线圈A一(12)；绕组线圈B贰(3)位于磁轭一(22)与磁轭二(25)之间的绕组空腔(19)中，绕组线圈A二(8)位于磁轭二(25)与磁轭三(28)之间的绕组空腔(19)中，绕组线圈B壹(10)位于磁轭三(28)与磁轭四(31)之间的绕组空腔(19)中，绕组线圈A一(12)位于磁轭四(31)与磁轭一(22)之间的绕组空腔(19)中。