CN2921380Y - 外转子永磁无刷直流电机调速离心通风机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种外转子永磁无刷直流电机调速离心通风机，包括永磁无刷直流电动机和PWM逆变器，PWM逆变器的输入端连接电源，PWM逆变器的输出端连接永磁无刷直流电动机，其特征在于设置控制电路和传感器，传感器输出端连接控制电路的输入端，控制电路的输出端连接PWM逆变器的控制端。本实用新型通过增设控制电路和传感器，传感器输出端连接控制电路的输入端，控制电路的输出端连接PWM逆变器的控制端，通过控制风机调速调节风量、风压，比采用调节阀门调风量、风压，节电效果好，效率高、功率大，与普通电机传动型离心通风机相比，成本降低50％，效率提高3～5％，节电20％。

Description

外转子永磁无刷直流电机调速离心通风机

技术领域

本实用新型外转子永磁无刷直流电机调速离心通风机，属于换气设备领域。

背景技术

通风机产品的耗电量占全国总发电量的40％左右，是全国耗电最大的工业装备。目前通风机用电机大都采用感应电机，通风机节能方面的研究重点历来就放在大型风机上，这就是采用感应电机变频调速的方式调节风量的大小，从而得到节能效果。小型风机由于单机耗电量较低，其节能方面的研究一直未能得到充分重视。实际上，这些小型风机虽然单台的耗电量很小，但是数量巨大，因此降低这些小型风机的耗电量同样具有十分深远的社会意义。

小型风机从几百瓦到十千瓦之间居多，作为风机电机的感应电机，功率越小，其功率因数和效率也就越低，因此对这一功率范围的风机即使采用变频调速方式进行风量的调节，其节能效果也受到限制。永磁无刷直流电机无需电流励磁，转子无铁耗，因此与感应电机相比具有更高的功率因数和效率，电机功率越小，对比优越性越大。所以，小型风机采用永磁无刷直流电机驱动具有比感应电机更明显的节能效果，具有很大的潜力。

小型风机采用永磁无刷直流电机在节能效果上远高于感应电机的变频调速，因此如何降低永磁无刷直流电机及其驱动***的成本成为其在这一范围内风机应用的关键。实际上，永磁无刷直流电机的控制远比感应电机控制简单，其控制器成本也只会低于感应电机控制器，但是采用高性能稀土永磁材料的永磁无刷直流电机尽管可以得到比感应电机高30％的功率密度，但由于昂贵的磁体材料，使得永磁无刷直流电机本身的成本为感应电机的2倍以上，这无疑限制了永磁无刷直流电机在小功率等级范围风机上的应用。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种外转子永磁无刷直流电机调速离心通风机，效率高，功率大，能耗低。

本实用新型所述的外转子永磁无刷直流电机调速离心通风机，包括永磁无刷直流电动机和PWM逆变器，PWM逆变器的输入端连接电源，PWM逆变器的输出端连接永磁无刷直流电动机，其特征在于设置控制电路和传感器，传感器输出端连接控制电路的输入端，控制电路的输出端连接PWM逆变器的控制端。

其中，传感器为转子位置传感器，安装在转子上，控制电路包括转子位置传感器译码器电路、带温度补偿的内部基准电源、频率可设定的锯齿波振荡器、误差放大器、脉宽调制(PWM)比较器、输出驱动电路和保护故障输出电路。

本实用新型是对常规电路单元的组合运用，各部分为常规电路单元，按照常规连线方式连接应用即可。

本实用新型通过增设控制电路和传感器，传感器输出端连接控制电路的输入端，控制电路的输出端连接PWM逆变器的控制端，通过控制风机调速调节风量、风压，比采用调节阀门调风量、风压，节电效果好，效率高、功率大，与普通电机传动型离心通风机相比，成本降低50％，效率提高3～5％，节电20％。

附图说明

图1、本实用新型的控制原理图。

具体实施方式

下面结合实施例附图对本实用新型作进一步的说明。

如图所示，PWM逆变器的输入端连接电源，PWM逆变器的输出端A、B、C连接通风机的定子绕组a、b、c，传感器输出端连接控制电路的输入端，控制电路的输出端连接PWM逆变器的控制端。

通风机采用外转子永磁无刷直流电机。

控制电路采用由转子位置传感器译码器电路、带温度补偿的内部基准电源、频率可设定的锯齿波振荡器、误差放大器、脉宽调制(PWM)比较器、输出驱动电路和保护故障输出电路等常规模块组成的电路。

控制电路与风机的接线方式：

外转子永磁无刷直流电动机有三相电源接线和六条电子换向器接线。在电动机的定子饶组槽内，均布固定有三个电子换向器——霍尔元件，并依靠这一电子换向器将直流电流转换为方波电流输入到定子多相绕组中。永磁无刷直流电动机通过安装于定子侧的位置传感器检测转子磁极位置，顺序给电机定子绕组通电，使电机产生持续的电磁转矩。为使电机具有最理想的运行性能，电机绕组中的相电流和相电势必须满足一定的关系，即电流为120°宽度的方波，在持续120°电角度后，有60°的截止区，然后反方向通电120°方波电流，相电势应为平顶宽度超过120°的梯形波，而且某一相的电流和电势应为同相位，只有这样才能保证电机具有最大的平均电磁转矩及最少的纹波转矩，而纹波转矩和齿槽转矩是产生电机振动和噪音的主要源泉。

该控制电路的典型控制功能包括PWM开环速度控制、使能控制(起动或停止)、正反转控制和能耗制动控制，适当加上一些***元件，可实现软起动。

该控制电路驱动输出分上下两部分，三个上侧驱动输出吸入电流能力为50mA，耐压为40V，可用来驱动外接逆变桥上桥臂的NPN功率晶体管和P沟道MOSFET功率管。三个下侧驱动输出是推挽输出，电流能力为100mA，可直接驱动NPN晶体管和N沟道功率MOSFET。三个下侧驱动输出信号为脉宽调制(PWM)信号，三个上侧驱动信号为非PWM信号。在正常驱动时，上下驱动信号各有一个有输出，因此只要改变下侧驱动信号的脉冲宽度，便相当于改变了供给电动机绕组的平均电压，从而控制其转矩和转速。

Claims (2)

1、一种外转子永磁无刷直流电机调速离心通风机，包括永磁无刷直流电动机和PWM逆变器，PWM逆变器的输入端连接电源，PWM逆变器的输出端连接永磁无刷直流电动机，其特征在于设置控制电路和传感器，传感器输出端连接控制电路的输入端，控制电路的输出端连接PWM逆变器的控制端。

2、根据权利要求1所述的外转子永磁无刷直流电机调速离心通风机，其特征在于传感器为转子位置传感器，安装在转子上，控制电路包括转子位置传感器译码器电路、带温度补偿的内部基准电源、频率可设定的锯齿波振荡器、误差放大器、脉宽调制(PWM)比较器、输出驱动电路和保护故障输出电路。

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