[发明专利]二合一共轴直流无刷马达

说明书

技术领域

本发明涉及直流无刷马达领域技术，尤其是指一种成本低廉，性能更优的高效能马达，其系通过公用转轴而输出叠加扭矩的二合一共轴直流无刷马达。

背景技术

现有之直流无刷马达通常包含有外转子直流无刷马达（如图1所示）及内转子直流无刷马达（如图2所示）两种，它们都包括有转子组合、定子组合及连接件；转子组合主要零件有永久性转子磁铁6（6’）、转子架7（7’）及转轴8等，转子架7（7’）是连接转轴8与永久性转子磁铁6（6’）的主要零件，通过连接组装后转子磁铁6（6’）与转轴8的位置固定，（图3是现有普通外转子直流无刷马达在停止状态时，定子与转子在径向的相互位置示意图；以及，图4是现有普通内转子直流无刷马达在停止状态时，定子与转子在径向的相互位置示意图。）运行时转子磁铁6（6’）与转轴8同步旋转；定子组合主要有线包绕组1、驱动电路2、定子固定座3等，线包绕组1包含有定子铁心及线包等，定子铁心由矽钢片叠加而成，矽钢片设计为齿形，线包绕在定子铁心的齿上；连接件主要有轴承4、卡扣、端盖5、垫片、弹簧等轴上周边零件，它们将转子组合与定子组合连接并定位安装，安装完成后转子组合可以自由旋转；电源导通后，通过驱动电路2的感应及切换，定子磁场交替变换，促使转子磁铁6（6’）有效旋转并通过转轴输出扭矩，形成一个完整的直流无刷马达。

普通直流无刷马达的定子齿数与转子磁极数在数量上相同，且均沿转轴中心对称分布；马达停止时，定子极性齿与转子磁铁相吸，使定子极性齿中点与转子磁场极性中点处于对齐相位，因此，在马达启动的瞬间，定子磁场与转子磁场产生的作用力在径向达到最大，但在周向为零，即马达的启动扭矩为零，马达启动困难；并且，马达运行时定子每次切换极性的瞬间，马达输出的扭矩都为零，因此直流无刷马达在运行过程中堵转有死角（注：直流电刷马达在运行过程中无死角问题）；同时，由于马达的最大扭矩值即为扭矩的最大振幅值，所以马达运行时的扭矩变化大，马达容易抖动，运行噪音大。

针对直流无刷马达不能启动的问题，现行的做法是，将定子的电极齿设计为两边大小不对称的外形，这样电机静止时，定子极性齿与转子磁铁相吸会使转子的极性中点与定子极性齿中点偏离一定相位，从而保证通电启动时马达的扭矩不为零，达到马达启动的目的，在运行中依靠惯力使得马达能连续运转；通过这样设计，马达启动虽然能启动与运行，但启动时的扭矩相对很小，所以负载较大时启动困难，马达的零扭矩依然存在，马达的扭矩振幅并未得到改善，所以堵转时死角依然存在，马达易抖动，马达运行噪音大，马达只适合于小负载品质要求不高的场合使用。

针对上述直流无刷马达之启动困难，运行堵转有死角及扭矩振幅大引发马达抖动及噪音的问题，目前采用最多的是用三相马达电路来解决，但这种解决方案因三相马达电路的电路成本昂贵、电路复杂以及电路空间相对较大，在微型马达中电路需要外挂等缺点，其应用推广受到限制。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种二合一共轴直流无刷马达，其通过将两个马达的扭矩相互叠加，使其最小合成扭矩一直大于零，并且最小合成扭矩为其中一马达之最大扭矩，大大减小了扭矩振幅，马达运行无死角，启动性能佳，马达电磁切换振动减小，有效降低了噪音。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种二合一共轴直流无刷马达，包括有公用转轴、第一马达和第二马达，该第一马达和第二马达串联设置于该公用转轴上；启动或运行时，该第一马达和第二马达产生之瞬间扭矩是错位的，其合成扭矩一直大于零，当第一马达扭矩为零时，第二马达扭矩达到最大，当第一马达扭矩最大时，第二马达扭矩为零，即其最小合成扭矩为其中一马达之最大扭矩，马达运行过程中无死角，马达启动性能好。

作为一种优选方案，所述第一马达包括有相配合的第一定子和第一转子，前述第二马达包括有相配合的第二定子和第二转子；其中，该第一定子和第二定子均与前述公用转轴同心安置，以及，该第一转子和第二转子均完全固定于公用转轴上并与公用转轴同步旋转；该第一转子的磁场极性中点与第一定子极性齿中点在径向投影的相对相位相对于第二转子的磁场极性中点与第二定子极性齿中点在径向投影的相对相位是错位的，错位角度等于180°/定子齿数。