專利名稱：無刷直流電機控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及直流電機控制技術(shù)，尤其涉及一種無刷直流電機控制裝置。
技術(shù)背景無刷直流電機控制裝置的工作原理是通過霍爾元件感應(yīng)到的轉(zhuǎn)子所在的 位置，控制電流經(jīng)過定子繞組的順序，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，該磁場與轉(zhuǎn)子的 磁鐵相互作用，使電機順時/逆時轉(zhuǎn)動。在現(xiàn)有技術(shù)中，是在轉(zhuǎn)子上設(shè)置一磁 鋼，并在定子上設(shè)置三個霍爾元件，通過該三個霍爾元件感應(yīng)磁鋼的位置，來給對應(yīng)的繞組供電。這種方案的缺點是，在電機里需要設(shè)置3個霍爾元件， 使電機結(jié)構(gòu)復雜，對應(yīng)的控制電路結(jié)構(gòu)也較為復雜。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種無刷直流電機控制裝置，該裝 置簡化了電機結(jié)構(gòu)，同時也使控制電路更加簡單，且操作方便。 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案-一種無刷直流電機控制裝置，用于控制電流經(jīng)過所述電機三相繞組的順 序，該裝置包括有一個設(shè)置在電機轉(zhuǎn)子上的磁環(huán)，所述磁環(huán)由三組弧形磁體排列而成，并 在轉(zhuǎn)子的帶動下與轉(zhuǎn)子同軸心轉(zhuǎn)動；一個設(shè)置在電機內(nèi)固定平面上的霍爾元件，用于感應(yīng)所述磁環(huán)的磁性度 比，并根據(jù)所述磁性度比輸出對應(yīng)的電角度信號；控制電路，與所述霍爾元件相連，用于根據(jù)所述霍爾元件輸出電角度的 信號確定轉(zhuǎn)子的磁極，并給對應(yīng)的定子繞組供電。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的實施例通過利用一個霍爾元件采集三組磁體的磁信號，實現(xiàn)了 只需要一個霍爾元件來控制電機三相繞組的上電順序，簡化了電機結(jié)構(gòu)，同 時也使控制電路更加簡單，操作方便。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述。


圖1是本發(fā)明提供的直流電機控制裝置第一實施例的組成結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明提供的直流電機控制裝置第二實施例磁環(huán)的排列結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
參考圖1，該圖是本發(fā)明提供的直流電機控制裝置第一實施例的組成結(jié) 構(gòu)圖；如圖所示，本實施例包括有一個設(shè)置在轉(zhuǎn)子(圖中未示出)上的磁環(huán)1，所述磁環(huán)由三組弧形磁體 排列而成，并在轉(zhuǎn)子的帶動下與轉(zhuǎn)子同軸心轉(zhuǎn)動；具體實現(xiàn)時，所述磁環(huán)可 以設(shè)置在轉(zhuǎn)子側(cè)壁的蓋板上。一霍爾元件2，其主要作用是感應(yīng)所述磁環(huán)的磁性度比，并根據(jù)所述磁 性度比輸出對應(yīng)的電角度信號；具體實現(xiàn)時，所述霍爾元件2可固定在一個 不動的平面，如定子(圖中未示出)或電機主軸3上；為了盡量避免誤差的 考慮，所述霍爾元件2應(yīng)設(shè)置在與所述磁環(huán)1距離較近的位置；另外，為了 保護霍爾元件考慮，還可在所述霍爾元件外設(shè)置保護套4。控制電路(圖中未示出)，與所述霍爾元件2相連，用于根據(jù)所述霍爾元 件2輸出的電角度信號確定其對應(yīng)繞組的相位，并給該相繞組供電；具體實 現(xiàn)時，控制電路通過控制電子開關(guān)來控制繞組的通斷電，電子開關(guān)的引出線 可接到三相繞組的引出線。其中，所述三組弧形磁體為三個從N極到S極依次排列的雙極磁鋼。每 個磁鋼的正中間沒有磁場，且其與相鄰磁鋼連接處的磁力線相互抵消，因此， 當每個磁鋼的上述區(qū)域靠近霍爾元件時，霍爾元件的輸出信號為0;而當每 個磁體的N極區(qū)域靠近霍爾元件時，霍爾元件的輸出信號為1;而當每個磁 體的S極區(qū)域靠近霍爾元件時，霍爾元件的輸出信號為-1。因此，控制電路 根據(jù)所述信號的改變來該控制其供電繞組的相位。從停機位繞組開始計數(shù)， 任意選用0、 l或-l作為參考信號，即可確定需要供電的繞組的相位，從而給 該相繞組上電。具體實現(xiàn)時，本實施例的霍爾元件采用線性霍爾元件；若選 取0為計數(shù)參考信號，則每收到六個0信號為一個計數(shù)周期、若選取1或-1 為計數(shù)參考信號，則每收到三個1或-1信號為一個計數(shù)周期，該計數(shù)周期可 任意分為三組，每組對應(yīng)一相繞組。下面詳細描述本發(fā)明提供的無刷直流控制電機第二實施例。本實施例與前述第一實施例相比，其主要區(qū)別在于磁環(huán)的構(gòu)成和排列方 式。參考圖2，該圖是本實施例磁環(huán)的排列結(jié)構(gòu)圖；如圖所示，每組弧形磁 體為沿磁場線軸向排列而成的三個單面單極磁鋼，且每兩相磁鋼排列方式均 不相同。當N極靠近霍爾元件時，霍爾元件輸出的是高電平信號；當S極靠 近霍爾元件時，霍爾元件輸出的是低電平信號。因此，控制電路從停機位繞 組開始，根據(jù)接收到的電平信號順序組合，即可確定其對應(yīng)的繞組相位，從 而給該相繞組供電。具體實現(xiàn)時，本實施例的霍爾元件2采用開關(guān)霍爾元件。本發(fā)明主要應(yīng)用于以電動機啟動發(fā)電機的風力發(fā)電設(shè)備，當風速不足以 啟動發(fā)電機時，給電動機的繞組通電產(chǎn)生磁場，使電動機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而帶 動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)發(fā)電機的啟動；發(fā)電機啟動后，電動機停止工作，發(fā)電 機靠風力驅(qū)動；當風速不足以驅(qū)動發(fā)電機時，電動機的設(shè)定繞組通電產(chǎn)生穩(wěn) 定的磁場，該磁場可與其周圍發(fā)電機的磁場相互作用，使其停在對應(yīng)的位置。本發(fā)明的實施例通過利用一個霍爾元件采集三組磁體的磁信號，實現(xiàn)了 只需要一個霍爾元件來控制電機三相繞組的上電順序，簡化了電機結(jié)構(gòu)，同 時也使控制電路更加簡單，操作方便。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾， 這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1. 一種無刷直流電機控制裝置，用于控制電流經(jīng)過所述電機三相繞組的順序，其特征在于，該裝置包括有一個設(shè)置在電機轉(zhuǎn)子上的磁環(huán)，所述磁環(huán)由三組弧形磁體排列而成，并在轉(zhuǎn)子的帶動下與轉(zhuǎn)子同軸心轉(zhuǎn)動；一個設(shè)置在電機內(nèi)固定平面上的霍爾元件，用于感應(yīng)所述磁環(huán)的磁性度比，并根據(jù)所述磁性度比輸出對應(yīng)的電角度信號；控制電路，與所述霍爾元件相連，用于根據(jù)所述霍爾元件輸出的電角度信號確定轉(zhuǎn)子的磁極，并給對應(yīng)的定子繞組供電。
2、 如權(quán)利要求1所述的無刷直流電機控制裝置，其特征在于，所述霍爾 元件為開關(guān)霍爾元件，而每組弧形磁體為沿磁場線軸向排列而成的三個單面 單極磁鋼，且每兩組磁鋼排列方式均不相同。
3、 如權(quán)利要求l所述的無刷直流電機控制裝置，其特征在于，所述霍爾 元件為線性霍爾元件，而所述三組弧形磁體為三個從N極到S極依次排列的 雙極磁鋼。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的無刷直流電機控制裝置，其特征在 于，所述霍爾元件固定在定子或者主軸上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l-3中任一項所述的無刷直流電機控制裝置，其特征在 于，所述定子轉(zhuǎn)軸上還設(shè)置有霍爾元件保護套。
6、 如權(quán)利要求1-3中任一項所述的無刷直流電機控制裝置，其特征在于， 所述磁環(huán)安裝在轉(zhuǎn)子側(cè)壁的蓋板上。
全文摘要
本發(fā)明公開一種無刷直流電機控制裝置，用于控制電流經(jīng)過所述電機三相繞組的順序，該裝置包括有一個設(shè)置在電機轉(zhuǎn)子上的磁環(huán)，所述磁環(huán)由三組弧形磁體排列而成，并在轉(zhuǎn)子的帶動下與轉(zhuǎn)子同軸心轉(zhuǎn)動；一個設(shè)置在電機內(nèi)固定平面上的霍爾元件，用于感應(yīng)所述磁環(huán)的磁性度比，并根據(jù)所述磁性度比輸出對應(yīng)的電角度信號；控制電路，與所述霍爾元件相連，用于根據(jù)所述霍爾元件輸出的電角度信號確定轉(zhuǎn)子的磁極，并給對應(yīng)的定子繞組供電。本發(fā)明簡化了電機結(jié)構(gòu)，同時也使控制電路更加簡單，操作方便。
文檔編號H02P6/14GK101272113SQ20081006685
公開日2008年9月24日 申請日期2008年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月25日
發(fā)明者林其訪, 陳施宇 申請人:陳施宇;林其訪