CN100337387C - 开关磁阻电机的降低噪音结构 - Google Patents

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Abstract

在本发明开关磁阻电机的降低噪音结构中，定子(101)的两侧结合有托架(102，102′)；上述定子内侧可旋转地设置有转子(103)；上述转子(103)的轴孔内压入固定有旋转轴(104)；上述转子(103)的一侧旋转轴(105)上设置有传感器圆盘(106)；与上述传感器圆盘(106)相对着的上述托架(102′)的内侧设置有印刷电路板(107)，上述印刷电路板(107)上设置有感知上述传感器圆盘(106)旋转的传感器(108)；在上述开关磁阻电机结构基础上，上述传感器圆盘(106)还起到追加在上述转子(103)上的追加惯性体作用，当上述转子(103)旋转时改变共振频率，减少共振，最终减少了噪音。

Description

开关磁阻电机的降低噪音结构
技术领域
本发明涉及一种开关磁阻电机(SRM：SWITCHED RELUCTANCE MOTOR)，进一步说，则涉及一种可以带来如下效果的开关磁阻电机的降低噪音结构(NOISE REDUCTION STRUCTURE OF SWITCHED RELUCTANCE MOTOR)：无需额外设置用于减少电机噪音的部件，所以能够使电机整体小型化。
背景技术
一般的开关磁阻电机是：利用开关器件控制向卷绕在多相定子上的线圈供应的电源，产生旋转扭矩(torque)，通过依次改变转子和定子之间的励磁状态，通过磁场吸引力能够产生正方向旋转扭矩；在不改变特定励磁状态时可以使转子静止在一定位置上；以最大感应(inductance)为起点，通过控制向开关器件施加的输入脉冲信号的位相能够产生逆旋转力，可以控制多种驱动，广泛使用在需要控制方向的电子产品上。
下面参照附图，对上述开关磁阻电机的一实施方式进行简单说明。
图1显示出已有技术开关磁阻电机的结构的横剖面图。
开关磁阻电机两侧按照一定间隔设置有一对托架1、1′；上述托架1、1′之间设置有定子2，上述定子2由钢板叠加而成；上述定子2的内侧按照一定角度突出形成有多个定子侧齿(teeth)(附图中没有显示出)，上述定子侧齿上分别缠绕有线圈3。
另外，上述定子2的内侧可旋转地***有转子4，上述转子4也由钢板叠加而成；在上述转子4的外周面上，按照一定角度突出形成有多个转子侧齿(附图中没有显示出)。
另外，上述转子4的中心形成有轴孔，上述轴孔内压入有旋转轴5；上述旋转轴5的两端部通过滚珠轴承(ball bearing)6支撑着，上述滚珠轴承(ball bearing)6固定在上述托架1、1′的内侧。
另外，上述转子4一侧的旋转轴5上压入固定有传感器圆盘(sensor disk)7；固定在上述托架1′内侧的印刷电路板(PCB)8上设置有传感器(sensor)9，上述传感器(sensor)9用于感知上述传感器圆盘7的旋转。
上述已有技术开关磁阻电机通过上述传感器9检测出转子侧齿的位置，输出位置检测脉冲，加载在上述位置检测脉冲向三相(A，B，C)的励磁线圈3施加电流，则会产生电磁力Fr。
另外，向某一相施加电流进行励磁之后产生电磁力，然后向相邻的相施加电流进行励磁，则上述转子4的转子侧齿为了减少磁阻，产生按照一定方向旋转的旋转扭矩；然后按照上述过程依次改变各相的励磁状态，产生旋转上述转子4的驱动力。
但是，上述已有技术开关磁阻电机为了励磁各相反复开启/关闭(ON/OFF)的过程中，会出现关闭(OFF)电流时电磁力Fr突然减少的扭矩脉动(TORQUE RIPPLE)现象。扭矩脉动使得定子产生振动，如图2的坐标图所示，每当各相电流被关闭时，周期性地产生上述振动，上述振动将成为噪音的主要部分。
另外，上述开关磁阻电机使用在窗式空调机上时，如图3所示，室内侧设置有轴流风扇11；室外侧设置有涡轮送风机(turbo blower)12；假定上述***为3个自由度旋转轴系模型时，将产生扭转共振频率，上述***的扭转共振频率在电机的工作范围内与脉动产生的噪音一起共振，所以振动引起的噪音将比设计的还要大。
另外，虽然通过在某种程度上调整旋转质量惯性转矩值(J)和扭转刚性值(Kt)可以调整上述共振频率的变化，但是设计上的制约导致不能解决现实噪音较大的问题。
发明内容
本发明的主要目的是能够提供一种解决上述已有技术的问题的开关磁阻电机的降低噪音结构。
本发明的另外一个目的是提供一种能够带来如下效果的开关磁阻电机的降低噪音结构：减少扭矩脉动产生的振动噪音以及同时产生的轴系扭转振动，从而减少由于共振引起的电机的整体噪音。
本发明还有另外一个目的是提供一种能够带来如下效果的开关磁阻电机的降低噪音结构：减少部件个数，降低制造成本；同时减小电机的整体体积。
为了实现上述发明目的，本发明提供一种开关磁阻电机的降低噪音结构，其开关磁阻电机大体上包括一对托架、定子、线圈、转子、传感器圆盘和传感器。上述一对托架保持一定间距地设置在电机的两侧；上述定子固定在上述托架的内侧，并由叠层铁芯构成；上述线圈卷绕在形成在上述定子内侧的定子侧齿上；上述转子可旋转地设置在上述定子的内侧，上述转子的外周面上形成有转子侧齿，上述转子由叠层铁芯构成；上述传感器圆盘固定在上述转子的一侧；上述传感器设置在固定在上述托架的内侧的印刷电路板(PCB)上，用于感知传感器圆盘的旋转；其特征在于：上述传感器圆盘具有特定质量，成为改变共振频率的追加惯性体。
其中，上述传感器圆盘是中央厚四周薄的中空体，上述传感器圆盘的边缘等间距地形成有多个突出部分，上述突出部分用于上述传感器转子的位置。
因此，在本发明开关磁阻电机的降低噪音结构中，在定子的内侧设置了转子；在上述转子的轴孔内压入固定有旋转轴；在上述转子的一侧设置有传感器圆盘；在上述传感器圆盘相对着的位置上设置有传感器。对于具有上述结构的开关磁阻电机，使得上述传感器圆盘成为具有特定质量的追加惯性体，当转子旋转时，通过追加惯性体改变共振频率，减少共振，降低噪音。
另外，由于无需额外设置追加设置部件，使得上述传感器圆盘起到追加惯性体的作用，无需额外设置用于减少电机噪音的部件，所以能够使电机整体小型化。
附图说明
图1显示出已有技术开关磁阻电机的结构的横剖面图；
图2显示出已有技术转子的旋转产生的扭矩坐标图；
图3显示出已有技术电机的运动特性的结构图；
图4显示出本发明具有降低噪音结构的开关磁阻电机的纵剖面图；
图5显示出本发明传感器圆盘追加惯性体的正面图；
图6显示出图5的平面图；
图7显示出图6的A-A′切开剖面图。
主要部件附图标记说明
100：线圈                           101：定子
102，102′：托架                    103：转子
104：旋转轴                         106：传感器圆盘
107：印刷电路板(PCB)                108：传感器
具体实施方式
下面参照附图所示实施例，对本发明的具有降低噪音结构的开关磁阻电机进行详细说明。
图4显示出本发明具有降低噪音结构的开关磁阻电机的纵剖面图。
本发明具有降低噪音结构的开关磁阻电机结构与已有技术基本相同。
也就是说，缠绕有线圈100的定子101的两侧结合有托架102、102′；上述定子101的内侧可旋转地***有转子103；在上述转子103的中心形成的轴孔内***有旋转轴104；上述旋转轴104的两端部被结合在上述托架102、102′上的滚珠轴承105支撑着。
另外，在上述转子103的一侧，传感器圆盘106压入固定在上述旋转轴104上；固定在上述托架102′的内侧的印刷电路板(PCB)107上设置有用于感知上述传感器圆盘106的旋转的传感器108。
其中，本发明上述传感器圆盘106具有特定质量，能够起到对上述转子103追加惯性体的作用。
图5显示出本发明传感器圆盘追加惯性体的正面图。图6显示出图5的平面图。图7显示出图6的A-A′切开剖面图。
如图5至图7所示，上述传感器圆盘106是具有一定质量的中央厚四周薄的中空体，起到追加惯性体的作用。上述传感器圆盘106的外侧边缘形成有突出部分111，上述传感器108通过上述突出部分111能够感知旋转的转子103位置。
本发明具有降低噪音结构的开关磁阻电机的工作过程与已有技术类似。
通过上述传感器107检测出转子侧齿的位置，输出位置检测脉冲，上述位置检测脉冲向三相(A，B，C)的励磁线圈100施加电流，则产生电磁力Fr；依次向各相施加电流进行励磁，则上述转子103的转子侧齿为了减少磁阻，沿着单方向旋转产生旋转扭矩；如上所述，依次改变各相的励磁状态，产生转子103旋转的驱动力；这时上述转子103进行旋转时，上述传感器圆盘106与上述转子103一起旋转，上述传感器108能够感知上述转子103的位置；同时由于上述传感器圆盘106具有特定质量，还起到追加在上述转子103上的追加惯性体的作用，通过改变共振频率，最终减少了噪音。

Claims (1)

1、一种开关磁阻电机的降低噪音结构，其磁阻电机包括一对托架、定子、线圈、转子、传感器圆盘和传感器；上述一对托架保持一定间距地设置在电机的两侧；上述定子固定在上述托架的内侧，并由叠层铁芯构成；上述线圈卷绕在形成在上述定子内侧的定子侧齿上；上述转子可旋转地设置在上述定子的内侧，上述转子的外周面上形成有转子侧齿，上述转子由叠层铁芯构成；上述传感器圆盘固定在上述转子的一侧；上述传感器设置在固定在上述托架的内侧的印刷电路板上，用于感知传感器圆盘的旋转；其特征在于：
上述传感器圆盘是中央厚四周薄的中空体，作为改变共振频率的追加惯性体；
上述传感器圆盘的边缘等间距地形成有多个突出部分，上述突出部分用于感知上述转子的位置。
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