CN202488323U - 一种可变频的三相无刷永磁电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可变频的三相无刷永磁电机，包括电机壳，电机壳内设置有围成环形的磁铁，电机壳上还设置有轴承座，轴承座上活动设置有电机轴，电机轴穿过电机壳，电机轴上固定有定子铁芯，所述定子铁芯位于围成环形的磁铁的内圈，所述定子铁芯上设置有三相绕组，所述定子铁芯连接变频控制回路板，本实用新型的可变频的三相无刷永磁电机采用了变频控制回路板对电机进行变频和控制，电机的运作电压、电流较低，大大降低电机的能耗，电机在正常运作时的功率在30W或以下，其能耗只有普通电机的二分之一，可变频控制的电机运转平稳、耗材少和噪音低，能无级调速，而且电机运转时发热量小，热量能够及时散发，使用安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电机，特别是一种带有变频控制回路的三相无刷永磁电机。
背景技术
现有的家用吊扇一般都是采用单相交流电容运转异步电机驱动，该电机的结构复杂，生产成本比较高，电机运动效率低、能耗大、噪音较大、体积也相对较大，一般的家用吊扇的电机在运行时其功率达到60W以上，功率较大，电机发热也较大，该电机在长时间运行后，电机内部发热大，影响电机的使用寿命，严重的会造成火灾。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种可变频的三相无刷永磁电机，其能耗少，环保节能。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种可变频的三相无刷永磁电机，包括由上盖和下盖组成的中空柱形的电机壳，所述电机壳内设置有围成环形的磁铁，电机壳上还设置有轴承座，轴承座上活动设置有电机轴，所述电机轴穿过电机壳，电机轴上固定有定子铁芯，所述定子铁芯位于围成环形的磁铁的内圈，所述定子铁芯上设置有三相绕组，所述定子铁芯连接变频控制回路板，所述变频控制回路板包括有用于检测反电势和电机转速的检测模块、与检测模块的输出端连接进行数据处理的单片机控制模块、与单片机控制模块的输出端连接用于驱动电机的驱动模块、为上述模块提供电源的电源模块，所述驱动模块的输出端连接到定子铁芯的三相绕组。
作为上述技术方案的进一步改进，所述变频控制回路板上设置有遥控接收模块，所述遥控接收模块的输出端连接单片机控制模块，所述遥控接收模块用于接收匹配的遥控器的信号，通过遥控器可以对电机进行遥控，操作更加方便。
作为上述技术方案的进一步改进，所述变频控制回路板上设置有过流保护电路，防止电流过大对电机造成损坏，延长电机的使用寿命。
作为上述技术方案的进一步改进，所述变频控制回路板上设置有指示灯和蜂鸣器，指示灯可用于指示电机的运作状态，蜂鸣器可用于故障报警，使用户能及时了解到电机的运作状态。
作为上述技术方案的进一步改进，所述定子铁芯的***设置有多组规格相同的齿，齿的外侧面为抛物线，抛物线的顶点为定子铁芯的外弧圆周面，定子铁芯的齿与齿之间相邻的抛物线形成不均匀的气隙，所述定子铁芯的齿与齿之间形成绕线槽，三相绕组设置在绕线槽内。具有不均匀气隙的定子铁芯在电机运转时能消除“死点”，保证电机能持续不断的工作。
作为上述技术方案的进一步改进，所述三相绕组的各相绕线间隔设置在绕线槽内。
作为上述技术方案的进一步改进，所述的磁铁为一体成型的磁环，所述磁铁通过外加压力直接固定在电机壳内壁，采用电机壳直接充当磁环的磁轭，简化电机结构，减少电机配件，降低生产成本。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的可变频的三相无刷永磁电机采用了变频控制回路板对电机进行变频控制，变频电机的能效高，在较低电压、电流的情况下运作，大大降低电机的能耗，电机在正常运作时的功率在30W或以下，其能耗只有普通电机的二分之一，可变频控制的电机运转平稳、耗材少和噪音低，能无级调速，而且电机运转时发热量小，热量能够及时散发，使用安全。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是变频控制回路板的模块框图；
图3是变频控制回路板的原理图；
图4是电源模块的电路原理图；
图5是检测模块的电路原理图；
图6是单片机控制模块的电路原理图；
图7是驱动模块的电路原理图；
图8是遥控接收模块的电路原理图；
图9是过流保护电路；
图10是指示灯与蜂鸣器；
图11是定子铁芯的结构示意图；
图12是图11中A处的放大示意图。
具体实施方式
参照图1，本实用新型的一种可变频的三相无刷永磁电机，包括由上盖2和下盖1组成的中空柱形的电机壳，电机壳内设置有围成环形的磁铁3，电机壳上还设置有轴承座4，轴承座4上活动设置有电机轴5，电机轴5穿过电机壳，电机轴5上固定有定子铁芯6，定子铁芯6位于围成环形的磁铁3的内圈，所述定子铁芯6上设置有三相绕组66，所述定子铁芯6连接变频控制回路板7。本实用新型的可变频的三相无刷永磁电机采用了变频控制回路板7对电机进行变频控制，有效降低电机的运作电压、电流，大大降低电机的能耗，例如带动一般的家用吊扇运转时，电机的功率处于30W或以下，其能耗只有普通电机的二分之一，而且可变频电机运转时发热量小，热量能够及时散发，不存在热量积聚而引发火灾的隐患，使用安全；可变频控制的电机由于采用电机轴和轴承座配合运转，其运转平稳、噪音低，能实现无级调速，电机体积小、耗材少。
参照图2至图10，变频控制回路板7用于控制电机运转，由于本设计的电机是三相电机，通过变频控制回路板7可控制电机实现正转、反转、启动、停止、定时、无级调速等操作。变频控制回路板7内包括有电源模块74、检测模块71、单片机控制模块72、驱动模块73。电源模块74用于为变频控制回路板7上所有回路提供电压稳定的工作电源，电源模块74可选择接入交流电或者直流电，电源模块74包括有滤波回路和整流稳压回路。检测模块71的输出端连接单片机控制模块72，单片机控制模块72用于进行数据处理并对电机发出控制指令，单片机控制模块72的输出端连接有驱动模块73，所述驱动模块73的输出端连接到定子铁芯6的三相绕组66用于驱动电机运转。此外，变频控制回路板7上设置有用于接收匹配的遥控器信号的遥控接收模块75，遥控接收模块75的输出端连接单片机控制模块72，用户可选用遥控器进行遥控或者线控方式；驱动模块73上连接有过流保护电路76，过流保护电路76由单片机控制模块72控制，防止驱动电流过大对电机造成损坏；变频控制回路板7上还设置有指示灯和蜂鸣器，指示灯可用于指示电机的运作状态，蜂鸣器可用于故障报警，使用户能及时了解到电机的运作状态。
进一步，变频控制回路板7控制电机转速时必须检测转子位置回馈控制中心校正，传统电机的做法是在电机内安装霍尔位置传感器。但是，霍尔位置传感器不耐高温、怕静电，使电机不能再恶劣环境下使用；霍尔位置传感器的设置增加电机引出线，其安装工艺复杂，接错线会损害，因霍尔位置传感器损害导致电机返修的事件经常发生，严重影响电机的使用寿命。本设计的变频控制回路板7设置有检测模块71，检测模块71用于检测电机转动时产生的反电势和电机转速，检测电机转动时产生的反电势可以确定转子的位置，本设计采用反电动势检测技术取代霍尔位置传感器，减少了电机的引出线，降低了生产成本，简化了生产工艺，延长电机使用寿命，电机也可以在高温、潮湿等恶劣环境下使用。
参照图11、12，定子铁芯6的***设置有多组规格相同的齿61，齿61的外侧面为抛物线63，抛物线63的顶点为定子铁芯6的外弧圆周面64，定子铁芯6的齿与齿之间相邻的抛物线63形成不均匀的气隙65，所述定子铁芯6的齿与齿之间形成绕线槽62，三相绕组66设置在绕线槽62内。定子铁芯6的不均匀气隙65在电机运转时能消除“死点”，保证电机能持续不断的工作。
优选的，所述三相绕组66的各相绕线间隔设置在绕线槽62内，使每一相的两侧都是相隔120度的不同的相线绕组。
优选的，磁铁3为一体成型的磁环，磁铁3通过外加压力直接固定在电机壳内壁，利用铁制的电机壳直接充当磁环的磁轭，磁铁3和电机壳构成电机的转子，简化电机结构，减少电机配件，降低生产成本。
本设计的可变频的三相无刷永磁电机与单相交流异步电机相比，在相同的功率和转速条件下，本设计的电机体积为单相交流异步电机体积的38.6%，重量为其34.8%，制作用材约为单相交流异步电机的30%，而效率比单相交流异步电机高30~50%，因此，本设计的电机具有很大的发展优势，逐步取代传统的单相交流异步电机成为大部分用电设备的动力源。
本设计的可变频的三相无刷永磁电机的优点是：能耗低、噪音低；启动力矩大、运转平稳；运转时温升小，使用安全；用材省，制作成本较低，由于不用设置霍尔位置传感器，电机更加耐用。
以上所述仅为本实用新型的优先实施方式，只要以基本相同手段实现本实用新型目的的技术方案都属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种可变频的三相无刷永磁电机，包括由上盖（2）和下盖（1）组成的中空柱形的电机壳，所述电机壳内设置有围成环形的磁铁（3），电机壳上还设置有轴承座（4），轴承座（4）上活动设置有电机轴（5），所述电机轴（5）穿过电机壳，电机轴（5）上固定有定子铁芯（6），所述定子铁芯（6）位于围成环形的磁铁（3）的内圈，其特征在于：所述定子铁芯（6）上设置有三相绕组（66），所述定子铁芯（6）连接变频控制回路板（7），所述变频控制回路板（7）包括有用于检测反电势和电机转速的检测模块（71）、与检测模块（71）的输出端连接进行数据处理的单片机控制模块（72）、与单片机控制模块（72）的输出端连接用于驱动电机的驱动模块（73）、为上述模块提供电源的电源模块（74），所述驱动模块（73）的输出端连接到定子铁芯（6）的三相绕组（66）。
2.根据权利要求1所述的一种可变频的三相无刷永磁电机，其特征在于：所述变频控制回路板（7）上设置有遥控接收模块（75），所述遥控接收模块（75）的输出端连接单片机控制模块（72）。
3.根据权利要求1所述的一种可变频的三相无刷永磁电机，其特征在于：所述变频控制回路板（7）上设置有过流保护电路（76）。
4.根据权利要求1所述的一种可变频的三相无刷永磁电机，其特征在于：所述变频控制回路板（7）上设置有指示灯和蜂鸣器。
5.根据权利要求1所述的一种可变频的三相无刷永磁电机，其特征在于：所述定子铁芯（6）的***设置有多组规格相同的齿（61），齿（61）的外侧面为抛物线（63），抛物线（63）的顶点为定子铁芯（6）的外弧圆周面（64），定子铁芯（6）的齿与齿之间相邻的抛物线（63）形成不均匀的气隙（65），所述定子铁芯（6）的齿与齿之间形成绕线槽（62），三相绕组（66）设置在绕线槽（62）内。
6.根据权利要求5所述的一种可变频的三相无刷永磁电机，其特征在于：所述三相绕组（66）的各相绕线间隔设置在绕线槽（62）内。
7.根据权利要求1所述的一种可变频的三相无刷永磁电机，其特征在于：所述的磁铁（3）为一体成型的磁环，所述磁铁（3）通过外加压力直接固定在电机壳内壁。
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