一種用于油煙機(jī)的無位置傳感器永磁無刷直流電動機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電動機(jī)，具體是一種用于油煙機(jī)的無位置傳感器永磁無刷直流電動機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場上用于油煙機(jī)的主驅(qū)動電機(jī)共有兩種，其中絕大部分使用單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式感應(yīng)電動機(jī)，極少一部分使用有位置傳感器的永磁無刷直流電動機(jī)。
[0003]單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式感應(yīng)電動機(jī)的起動電流大于額定工作電流，一般為額定電流的3-5倍，故啟動時對電網(wǎng)和電動機(jī)造成大電流沖擊。單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)感應(yīng)電動機(jī)的起動力矩小，故電網(wǎng)電壓低于180V工況條件下電動機(jī)很難起動和運(yùn)轉(zhuǎn)，不能寬電壓范圍工作。用于油煙機(jī)的單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)感應(yīng)電動機(jī)采用抽頭調(diào)速并通過開/關(guān)控制，一般只能設(shè)2檔或者3檔，控制性能簡單，無穩(wěn)速功能。當(dāng)室外的負(fù)壓增大時，電動機(jī)就掉速，功率增大，不能自動適應(yīng)負(fù)荷變化。使用單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)感應(yīng)電動機(jī)的油煙機(jī)排風(fēng)量較低，產(chǎn)生的風(fēng)壓靜壓值較低，全壓效率低，普遍處于10-20%左右。圖7所示，其為現(xiàn)有技術(shù)中某型號油煙機(jī)使用單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)感應(yīng)電動機(jī)的空氣性能記錄。
[0004]有位置傳感器的永磁無刷直流電動機(jī)一般需在電機(jī)內(nèi)部安置可以感應(yīng)轉(zhuǎn)子位置信號的霍爾元件。由于油煙機(jī)處在廚房，屬于高溫潮濕工作環(huán)境，一般傳感器如霍爾元件對于高溫潮濕環(huán)境敏感，長期工作下容易發(fā)生溫度漂移失效，可靠性和電機(jī)工作壽命期望值不高。對于環(huán)境不敏感的傳感器如旋轉(zhuǎn)編碼器的價格非常高昂，不適于日常家用電器用途，因此有必要對現(xiàn)有技術(shù)中的電機(jī)技術(shù)及結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步改善。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的是為了克服已有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，生產(chǎn)成本低，結(jié)構(gòu)方法新穎，工作穩(wěn)定高效的一種用于油煙機(jī)的無位置傳感器永磁無刷直流電動機(jī)。
[0006]本實用新型目的是用以下方式實現(xiàn)的:一種用于油煙機(jī)的無位置傳感器永磁無刷直流電動機(jī)，其包括安裝有滾動軸承的前端蓋及后端蓋，主軸上安裝轉(zhuǎn)子后通過該滾動軸承可轉(zhuǎn)動地安裝在前后端蓋上，所述的前后端蓋間還安裝定子鐵芯，其特征在于:所述的定子鐵芯由硅鋼片自動扣合疊壓而成，采用12槽圓周分布設(shè)計，定子鐵芯前后兩端設(shè)置有可以對插搭接的前繞線架和后繞線架，繞線架安裝在定子鐵芯的線槽中組成槽絕緣，絕緣槽內(nèi)安裝線圈；
[0007]所述的線圈采用集中式繞組工藝，分別由U、V、W三相組成，其中U相由U1、U2、U3、U4四個線圈串聯(lián)構(gòu)成，V相由V1、V2、V3、V4四個線圈串聯(lián)構(gòu)成，W相由Wl、W2、W3、W4四個線圈串聯(lián)構(gòu)成；U、V、W三相線圈通過UN、VN、W1^^聯(lián)構(gòu)成三相星形繞組，繞組通過引出線與比例積分微分(PID)模糊控制驅(qū)動器電聯(lián)。
[0008]所述的前繞線架和后繞線架由耐熱阻燃塑料注射成型。
[0009]所述的轉(zhuǎn)子為通過鑲嵌注塑工藝成型固定在主軸外的磁環(huán)。
[0010]所述的磁環(huán)為8極磁場的永磁體。
[0011]本實用新型的有益效果是:1、本實用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、組裝方便，生產(chǎn)成本低，市場競爭力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。2、本電機(jī)結(jié)合比例積分微分模糊控制器(PID)，電動機(jī)具有起動及運(yùn)轉(zhuǎn)性能好，寬電壓范圍正常工作，無級調(diào)速，自動適應(yīng)負(fù)荷等能力和優(yōu)點(diǎn)。使用無位置傳感器永磁無刷直流電動機(jī)的油煙機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓靜壓值高，排風(fēng)量大，全壓效率高，節(jié)能省電。3、電機(jī)無需使用例如光敏開關(guān)，霍爾元件或旋轉(zhuǎn)編碼器等位置傳感器件。節(jié)省了額外的位置傳感器及其附件的材料成本，相應(yīng)的工藝成本和檢測成本，同時避免了傳感器本身及其組裝生產(chǎn)過程中可能存在的失效風(fēng)險，提高了產(chǎn)品可靠性。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0013]圖2為本實用新型中轉(zhuǎn)子磁路示意圖。
[0014]圖3為本實用新型中定子結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4為本實用新型中三相繞組接線示意圖。
[0016]圖5為本實用新型中結(jié)構(gòu)裝配圖。
[0017]圖6為本實用新型中為本實用新型電機(jī)空氣性能記錄表。
[0018]圖7為本實用新型中為現(xiàn)有技術(shù)中電機(jī)空氣性能記錄表。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本實用新型作具體進(jìn)一步的說明。一種用于油煙機(jī)的無位置傳感器永磁無刷直流電動機(jī)，其包括安裝有滾動軸承I的前端蓋2及后端蓋3，主軸4上安裝轉(zhuǎn)子后通過該滾動軸承I可轉(zhuǎn)動地安裝在前后端蓋上，所述的前后端蓋間還安裝定子鐵芯5，其特征在于:所述的定子鐵芯由硅鋼片自動扣合疊壓而成，采用12槽圓周分布設(shè)計，定子鐵芯5前后兩端設(shè)置有可以對插搭接的前繞線架6和后繞線架7，繞線架安裝在定子鐵芯的線槽中組成槽絕緣，絕緣槽內(nèi)安裝線圈8 ;
[0020]所述的線圈8采用集中式繞組工藝，分別由U、V、W三相組成，其中U相由Ul、U2、U3、U4四個線圈串聯(lián)構(gòu)成，V相由V1、V2、V3、V4四個線圈串聯(lián)構(gòu)成，W相由W1、W2、W3、W4四個線圈串聯(lián)構(gòu)成；U、V、W三相線圈通過UN、VN、W#聯(lián)構(gòu)成三相星形繞組，繞組通過引出線9與比例積分微分(PID)模糊控制驅(qū)動器電聯(lián)。
[0021]所述的前繞線架6和后繞線架7由耐熱阻燃塑料注射成型。
[0022]所述的轉(zhuǎn)子為通過鑲嵌注塑工藝成型固定在主軸外的磁環(huán)91。
[0023]所述的磁環(huán)91為8極磁場的永磁體。
[0024]工作原理:本實用新型提供了一種用于油煙機(jī)的無位置傳感器永磁無刷直流電動機(jī)，該永磁無刷直流電動機(jī)結(jié)合無位置傳感器驅(qū)動控制系統(tǒng)，通過比例積分微分(PID)模糊控制功能可對電動機(jī)進(jìn)行無級調(diào)速和自動穩(wěn)速控制，電網(wǎng)電壓低至150V、高至250V也可正常運(yùn)轉(zhuǎn)實現(xiàn)寬電壓范圍工作，從而提升其適用范圍。
[0025]在實際使用過程中，通過比例積分微分(PID)模糊控制功能對電動機(jī)進(jìn)行自動控制。當(dāng)油煙機(jī)室外的負(fù)壓較大，需要油煙機(jī)輸出更高動能時，而傳統(tǒng)的感應(yīng)電動機(jī)不能調(diào)節(jié)，只有掉速，消耗電力增大；而當(dāng)油煙機(jī)室外的負(fù)壓較小，感應(yīng)電動機(jī)往往能量過剩白白浪費(fèi)電力。在本結(jié)構(gòu)中，無刷直流電動機(jī)隨油煙機(jī)室外的負(fù)壓變化自動調(diào)節(jié)控制，對負(fù)荷進(jìn)行自動匹配，改善了舒適性，也可以節(jié)省了電力。
[0026]使用本實用新型的永磁無刷直流電動機(jī)結(jié)合無位置傳感器驅(qū)動控制系統(tǒng)作為主驅(qū)動的油煙機(jī)，風(fēng)壓靜壓值高，排風(fēng)量大，全壓效率高，節(jié)能省電。圖7所示，其為本實用新型中電機(jī)的空氣性能測試記錄表。與圖6的感應(yīng)電機(jī)對比可知，使用同一油煙機(jī)型號，風(fēng)壓最大靜壓值提高了 37%，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定風(fēng)量時的靜壓值提高了 37.4%，最大風(fēng)量增大了 23.1%，全壓效率提高了 12.3%，標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量時主電機(jī)的輸入功率降低了 13.8%。通過對比得知，本結(jié)構(gòu)的電機(jī)具有優(yōu)良的電氣性能，故可廣泛推廣使用。
[0027]進(jìn)一步地:由于本實用新型提供的永磁無刷直流電動機(jī)采用無位置傳感器控制方案。電機(jī)無需使用例如光敏開關(guān)，霍爾元件或旋轉(zhuǎn)編碼器等位置傳感器件。節(jié)省了額外的位置傳感器及其附件的材料成本，相應(yīng)的工藝成本和檢測成本，同時避免了傳感器本身及其組裝生產(chǎn)過程中可能存在的失效風(fēng)險，提高了產(chǎn)品可靠性。
[0028]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實用新型范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于油煙機(jī)的無位置傳感器永磁無刷直流電動機(jī)，其包括安裝有滾動軸承(I)的前端蓋(2 )及后端蓋(3 )，主軸(4 )上安裝轉(zhuǎn)子后通過該滾動軸承(I)可轉(zhuǎn)動地安裝在前后端蓋上，所述的前后端蓋間還安裝定子鐵芯(5)，其特征在于:所述的定子鐵芯由硅鋼片自動扣合疊壓而成，采用12槽圓周分布設(shè)計，定子鐵芯(5)前后兩端設(shè)置有可以對插搭接的前繞線架(6)和后繞線架(7)，繞線架安裝在定子鐵芯的線槽中組成槽絕緣，絕緣槽內(nèi)安裝線圈(8)； 所述的線圈(8)采用集中式繞組工藝，分別由U、V、W三相組成，其中U相由U1、U2、U3、U4四個線圈串聯(lián)構(gòu)成，V相由V1、V2、V3、V4四個線圈串聯(lián)構(gòu)成，W相由Wl、W2、W3、W4四個線圈串聯(lián)構(gòu)成；U、V、W三相線圈通過UN、VN、W1^^聯(lián)構(gòu)成三相星形繞組，繞組通過引出線(9)與比例積分微分(PID)模糊控制驅(qū)動器電聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于油煙機(jī)的無位置傳感器永磁無刷直流電動機(jī)，其特征在于:所述的前繞線架(6)和后繞線架(7)由耐熱阻燃塑料注射成型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于油煙機(jī)的無位置傳感器永磁無刷直流電動機(jī)，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)子為通過鑲嵌注塑工藝成型固定在主軸外的磁環(huán)(91)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于油煙機(jī)的無位置傳感器永磁無刷直流電動機(jī)，其特征在于:所述的磁環(huán)(91)為8極磁場的永磁體。
【專利摘要】一種用于油煙機(jī)的無位置傳感器永磁無刷直流電動機(jī)，其包括安裝有滾動軸承的前端蓋及后端蓋，主軸上安裝轉(zhuǎn)子后通過該滾動軸承可轉(zhuǎn)動地安裝在前后端蓋上，其特征在于：所述的定子鐵芯由硅鋼片自動扣合疊壓而成，定子鐵芯前后兩端設(shè)置有可以對插搭接的前繞線架和后繞線架，繞線架安裝在定子鐵芯的線槽中組成槽絕緣，絕緣槽內(nèi)安裝線圈，線圈與比例積分微分模糊控制驅(qū)動器電聯(lián)。本實用新型的有益效果是：本電機(jī)結(jié)合比例積分微分模糊控制器(PID)，電動機(jī)具有起動及運(yùn)轉(zhuǎn)性能好，寬電壓范圍正常工作，無級調(diào)速，自動適應(yīng)負(fù)荷等能力和優(yōu)點(diǎn)。使用無位置傳感器永磁無刷直流電動機(jī)的油煙機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓靜壓值高，排風(fēng)量大，全壓效率高，節(jié)能省電。
【IPC分類】H02K1-16, H02K29-00, H02K3-28
【公開號】CN204597749
【申請?zhí)枴緾N201520154164
【發(fā)明人】潘金凌, 李承華
【申請人】佛山市順德區(qū)志尚電器有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年3月18日