專利名稱：一種爪極式永磁同步電動(dòng)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種爪極式永磁同步電動(dòng)機(jī)，尤其涉及一種采用直流電供電、同時(shí)具備交流爪極式永磁同步電動(dòng)機(jī)特性的爪極式永磁同步電動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，爪極式永磁同步電動(dòng)機(jī)是一種廣泛使用于家用電器中的一種驅(qū)動(dòng)元件，如空調(diào)器導(dǎo)風(fēng)板、冷暖風(fēng)機(jī)擺頭機(jī)構(gòu)、監(jiān)控器云臺(tái)、電動(dòng)閥門等的驅(qū)動(dòng)。通常采用單相交流供電的爪極式永磁同步電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)。隨著技術(shù)的進(jìn)步及人們對(duì)節(jié)能、環(huán)保意識(shí)的提高，各種家用電器中的主電動(dòng)
機(jī)-單相交流異步電動(dòng)機(jī)，逐漸由高效、節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保的無刷直流電機(jī)取代，這已成為
必然的趨勢(shì)。同時(shí)這也帶來一個(gè)問題，這些電器中需要擺動(dòng)的器件，原來都采用單相交流供電的爪極式永磁同步電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)。如今再用交流爪極式永磁同步電動(dòng)機(jī)，必然在電器中要建立兩套電源系統(tǒng)(I、交流供電系統(tǒng)給交流爪極式永磁同步電動(dòng)機(jī)供電；2、直流供電系統(tǒng)給無刷直流電機(jī)供電。)這樣造成結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本使用一套直流供電系統(tǒng)是最優(yōu)選的方案。這樣就要求有一種新型電機(jī)出現(xiàn)，即既具有交流爪極式永磁同步電動(dòng)機(jī)的特性又能在直流供電下運(yùn)行。為了滿足上述特性要求，目前國內(nèi)外一般采用直流電動(dòng)機(jī)加裝減速器來驅(qū)動(dòng)，其缺點(diǎn)有三1、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高；2、噪音大；3、不能反轉(zhuǎn)，易造成堵轉(zhuǎn)燒毀。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中爪極式永磁同步電動(dòng)機(jī)所存在的缺陷，提供一種直流供電的爪極式永磁同步電動(dòng)機(jī)。該新型電動(dòng)機(jī)完全具有爪極式永磁同步電動(dòng)機(jī)的性能，同時(shí)又能由直流供電運(yùn)行。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種爪極式永磁同步電動(dòng)機(jī)，包括帶有不對(duì)稱極爪的機(jī)殼、面蓋，前述電動(dòng)機(jī)米用直流電供電；所述機(jī)殼內(nèi)設(shè)有對(duì)稱極爪的中殼、位于機(jī)殼與中殼之間設(shè)有線框架和繞制在線框架上的繞組線圈、置于機(jī)殼中心軸上有帶有齒輪的永磁轉(zhuǎn)子、位于中殼的齒輪軸上裝有與永磁轉(zhuǎn)子相互嚙合的多個(gè)齒輪和輸出軸、設(shè)于電動(dòng)機(jī)外部以連接線與繞組線圈連接并可將輸入的直流電變換成一定頻率可控的脈動(dòng)電流的執(zhí)行器，永磁轉(zhuǎn)子與齒輪和輸出軸相互嚙合形成減速齒輪系統(tǒng)。在不對(duì)稱極爪磁路中，定子與轉(zhuǎn)子之間將產(chǎn)生起動(dòng)力矩使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度與進(jìn)入電機(jī)的脈動(dòng)電流的頻率是成正比的，即為同步。轉(zhuǎn)子上的齒輪與齒輪軸上的齒輪及輸出軸上的齒輪相互嚙合組成一個(gè)減速齒輪系統(tǒng)，這樣轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)將通過減速齒輪系統(tǒng)使輸出軸旋轉(zhuǎn)并輸出力矩。另外，本實(shí)用新型的電動(dòng)機(jī)必須通過執(zhí)行器才能運(yùn)行；該執(zhí)行器可以根據(jù)實(shí)際需要采用不同的輸出頻率對(duì)電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。作為對(duì)前述技術(shù)方案的進(jìn)一步設(shè)計(jì)所述的執(zhí)行器上設(shè)有可產(chǎn)生一定頻率、可控脈動(dòng)電壓的時(shí)鐘發(fā)生器，還設(shè)有可產(chǎn)生兩路相位正好相反、兩路控制信號(hào)的反向器。[0008]作為對(duì)前述技術(shù)方案的更進(jìn)一步設(shè)計(jì)前述的繞組線圈為雙線圈繞組，執(zhí)行器的兩路控制信號(hào)分別連接雙線圈繞組的兩個(gè)線圈并導(dǎo)通，使兩個(gè)線圈產(chǎn)生相位正好相反的電流，在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生交變的脈動(dòng)磁場(chǎng)，交變的脈動(dòng)磁場(chǎng)在機(jī)殼、中殼和永磁轉(zhuǎn)子中形成一個(gè)閉合磁路。或者是繞組線圈為單線圈繞組，執(zhí)行器的兩路控制信號(hào)分別連接單線圈繞組的兩端并導(dǎo)通，在線圈的兩端之間產(chǎn)生交變電壓和交變電流，在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生交變的脈動(dòng)磁場(chǎng)，交變的脈動(dòng)磁場(chǎng)在機(jī)殼、中殼和永磁轉(zhuǎn)子中形成一個(gè)閉合磁路。作為對(duì)前述技術(shù)方案的再進(jìn)一步設(shè)計(jì)前述的執(zhí)行器可安裝于機(jī)殼的外側(cè)或機(jī)殼的底部或面蓋上，執(zhí)行器也可以外置通過連接線直接與繞組線圈連接。綜上所述，本實(shí)用新型的爪極永磁同步電動(dòng)機(jī)具有的優(yōu)點(diǎn)如下I.現(xiàn)有技術(shù)的爪極式永磁同步電動(dòng)機(jī)使用的電源是50Hz或者60Hz的單相交流電，本實(shí)用新型采用的電源是直流電；2.現(xiàn)有技術(shù)的爪極式永磁同步電動(dòng)機(jī)不使用執(zhí)行器來運(yùn)行，本實(shí)用新型的“電動(dòng)機(jī)必須要通過執(zhí)行器才能運(yùn)行；3.現(xiàn)有技術(shù)的爪極式永磁同步電動(dòng)機(jī)使用的50Hz或者60Hz的交流電，其頻率是固定的，本實(shí)用新型中的電動(dòng)機(jī)可以通過執(zhí)行器根據(jù)需要采用不同的頻率進(jìn)行控制；4.現(xiàn)有技術(shù)的爪極式永磁同步電動(dòng)機(jī)的采用單繞組線圈，而本實(shí)用新型的線圈可以采用單繞組方式或者雙繞組方式；5.現(xiàn)有技術(shù)的爪極式永磁同步電動(dòng)機(jī)在繞組上電壓的波形是正弦型，本實(shí)用新型的電動(dòng)機(jī)在繞組上電壓的波形是方波型。因此，本實(shí)用新型的電動(dòng)機(jī)具有功耗小、力矩大、噪聲低、可直流供電、運(yùn)行可靠、使用方便的特點(diǎn)。在一定頻率下電機(jī)運(yùn)行其轉(zhuǎn)速不受電壓影響，保持衡定不變。電機(jī)在負(fù)載時(shí)如果過載或堵轉(zhuǎn)，電機(jī)線圈不會(huì)燒毀。

圖I為本實(shí)施例I的爪極永磁同步電動(dòng)機(jī)的分解示意圖；圖2為本實(shí)施例I的爪極永磁同步電動(dòng)機(jī)與執(zhí)行器連接的示意圖；圖3為執(zhí)行器安裝在爪極永磁同步電動(dòng)機(jī)底部的示意圖；圖4為執(zhí)行器安裝在爪極永磁同步電動(dòng)機(jī)側(cè)部的示意圖；圖5為執(zhí)行器以連接線與爪極永磁同步電動(dòng)機(jī)直接連接的示意圖；圖6為雙繞組線圈公共端接直流電源正極控制框圖；圖7為雙繞組線圈公共端接直流電源負(fù)極控制框圖；圖8為單線圈繞組的控制框圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I本實(shí)用新型實(shí)施例I所描述的一種爪極式永磁同步電動(dòng)機(jī)，如圖I所示，包括帶有不對(duì)稱極爪的機(jī)殼I、面蓋2,電動(dòng)機(jī)米用直流電供電；機(jī)殼內(nèi)設(shè)有對(duì)稱極爪的中殼3、位于機(jī)殼與中殼之間設(shè)有線框架4和繞制在線框架上的繞組線圈5、置于機(jī)殼中心軸上有帶有齒輪的永磁轉(zhuǎn)子6、位于中殼的齒輪軸上有并與永磁轉(zhuǎn)子相互嚙合的多個(gè)齒輪7和輸出軸8、設(shè)于電動(dòng)機(jī)外部以連接線與繞組線圈連接并可將輸入的直流電變換成一定頻率可控的脈動(dòng)電流的執(zhí)行器9，執(zhí)行器安裝于面蓋的頂面，如圖2所示。永磁轉(zhuǎn)子與齒輪軸上的齒輪10和輸出軸相互哨合形成減速齒輪系統(tǒng)，永磁轉(zhuǎn)子上的齒輪與齒輪軸上的齒輪哨合，多個(gè)齒輪軸上的齒輪相互哨合與輸出軸上的齒輪哨合，實(shí)施減速齒輪系統(tǒng)的傳遞和動(dòng)作；輸出軸的軸端穿過面蓋。執(zhí)行器上設(shè)有時(shí)鐘發(fā)生器和反向器，執(zhí)行器通過時(shí)鐘發(fā)生器產(chǎn)生一定頻率的可控的脈動(dòng)電壓，同時(shí)通過反向器產(chǎn)生兩路相位正好相反的兩路控制信號(hào)。繞組線圈為雙線圈繞組，執(zhí)行器的兩路控制信號(hào)分別連接雙線圈繞組的兩個(gè)線圈并導(dǎo)通，使兩個(gè)線圈產(chǎn)生相位正好相反的電流，在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生交變的脈動(dòng)磁場(chǎng)，交變的脈動(dòng)磁場(chǎng)在機(jī)殼、中殼和永磁轉(zhuǎn)子中形成一個(gè)閉合磁路。雙繞組線圈公共端接直流電源正極控制框圖如圖6所示。雙繞組線圈公共端接直流電源負(fù)極控制框圖如圖7所示。在不對(duì)稱極爪磁路中，定子與轉(zhuǎn)子之間將產(chǎn)生起動(dòng)力矩使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的 速度與進(jìn)入電機(jī)的脈動(dòng)電流的頻率是成正比的，即為同步。轉(zhuǎn)子上的齒輪與齒輪軸上的齒輪及輸出軸上的齒輪相互嚙合組成一個(gè)減速齒輪系統(tǒng)，這樣轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)將通過減速齒輪系統(tǒng)使輸出軸旋轉(zhuǎn)并輸出力矩。另外，電動(dòng)機(jī)必須通過執(zhí)行器才能運(yùn)行；該執(zhí)行器可以根據(jù)實(shí)際需要采用不同的輸出頻率對(duì)電機(jī)進(jìn)行速度控制。當(dāng)然，上述實(shí)施例I的繞組線圈也可以為單線圈繞組，其實(shí)施方式為執(zhí)行器的兩路控制信號(hào)分別連接單線圈繞組的兩端并導(dǎo)通，在線圈的兩端之間產(chǎn)生交變電壓和交變電流，在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生交變的脈動(dòng)磁場(chǎng)，交變的脈動(dòng)磁場(chǎng)在機(jī)殼、中殼和永磁轉(zhuǎn)子中形成一個(gè)閉合磁路。單線圈繞組的控制框圖如圖8所示。另外，上述實(shí)施例的執(zhí)行器也可以安裝于機(jī)殼的底部，如圖3所示；或者是執(zhí)行器安裝在機(jī)殼的外側(cè)，如圖4所示；也可以是執(zhí)行器外置通過連接線直接與繞組線圈連接，如圖5所示。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容作任何形式上的限制。凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種爪極式永磁同步電動(dòng)機(jī)，包括帶有不對(duì)稱極爪的機(jī)殼(I)、面蓋(2)，其特征在于所述電動(dòng)機(jī)米用直流電供電；所述機(jī)殼內(nèi)設(shè)有對(duì)稱極爪的中殼(3)、位于機(jī)殼與中殼之間設(shè)有線框架(4)和繞制在線框架上的繞組線圈(5)、置于機(jī)殼中心軸上有帶有齒輪的永磁轉(zhuǎn)子(6)、位于中殼齒輪軸上有多個(gè)與永磁轉(zhuǎn)子相互嚙合的齒輪(7)和輸出軸(8)、設(shè)于電動(dòng)機(jī)外部以連接線與繞組線圈連接并可將輸入的直流電變換成一定頻率可控的脈動(dòng)電流的執(zhí)行器(9),永磁轉(zhuǎn)子與齒輪和輸出軸齒輪相互哨合形成減速齒輪系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的爪極式永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的執(zhí)行器上設(shè)有可產(chǎn)生一定頻率、可控脈動(dòng)電壓的時(shí)鐘發(fā)生器，還設(shè)有可產(chǎn)生兩路相位正好相反、兩路控制信號(hào)的反向器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的爪極式永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的繞組線圈為雙線圈繞組，執(zhí)行器的兩路控制信號(hào)分別連接雙線圈繞組的兩個(gè)線圈并導(dǎo)通。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的爪極式永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的繞組線圈為單線圈繞組，執(zhí)行器的兩路控制信號(hào)分別連接單線圈繞組的兩端并導(dǎo)通。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的爪極式永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特征在于所述的執(zhí)行器可安裝于機(jī)殼的外側(cè)或機(jī)殼的底部或面蓋上，執(zhí)行器也可以外置通過連接線直接與繞組線圈連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種爪極式永磁同步電動(dòng)機(jī)，包括帶有不對(duì)稱極爪的機(jī)殼、面蓋，前述電動(dòng)機(jī)采用直流電供電；所述機(jī)殼內(nèi)設(shè)有對(duì)稱極爪的中殼、在機(jī)殼與中殼之間設(shè)有線框架和繞制在線框架上的繞組線圈、置于機(jī)殼中心軸上有帶有齒輪的永磁轉(zhuǎn)子、在中殼的齒輪軸上裝有多個(gè)與永磁轉(zhuǎn)子相互嚙合的齒輪和輸出軸、設(shè)于電動(dòng)機(jī)外部以連接線與繞組線圈連接并可將輸入的直流電變換成一定頻率可控的脈動(dòng)電流的執(zhí)行器，永磁轉(zhuǎn)子與齒輪和輸出軸齒輪相互嚙合形成減速齒輪系統(tǒng)。該電動(dòng)機(jī)具有功耗小、力矩大、可直流供電、運(yùn)行可靠、使用方便的特點(diǎn)。在一定頻率下電機(jī)運(yùn)行其轉(zhuǎn)速不受電壓影響，保持衡定不變。電機(jī)在負(fù)載時(shí)如果過載或堵轉(zhuǎn)，電機(jī)線圈不會(huì)燒毀。
文檔編號(hào)H02K21/00GK202475204SQ201120539949
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者張家駒, 張炯 申請(qǐng)人:江門市勝思特電器有限公司