[发明专利]错位多驱动直流无刷马达

说明书

技术领域

本发明涉及直流无刷马达领域技术，尤其是指一种结构紧凑、马达运行无死角、启动性能好且大大降低了成本的错位多驱动直流无刷马达。

背景技术

如图1至图3所示，现有之直流无刷马达通常包含有一转子R，一定子P，一驱动电路IC；该转子R围绕该定子P，该定子P极性齿(包括有P1、P2、P3、P4)数量与转子R磁极(包括有R1、R2、R3、R4)数量相等并在圆周上相对应。这样，当马达运行中进行极性切换时，由于所有的各定子极性齿中点与各转子磁极中点相对应，所有的定子极性齿必须同时切换，在定子极性齿切换的瞬间，马达的径向力最大而周向分力为零，所以马达堵转有死角，又因为马达停止时，由于定子极性齿P1、P2、P3、P4与转子磁极R1、R2、R3、R4分别对应相吸，使定子各极性齿中点与转子各磁极中点处于对齐相位，因此，在马达启动的瞬间，定子各极性齿磁场与转子各磁极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，马达的启动困难；并且，因为马达的最小扭矩为零，所以马达的振幅比大于1，马达运行时的扭矩变化大，马达容易抖动，运行噪音大。

针对直流无刷马达启动困难的问题，目前有如下方案：

一、将定子的极性齿设计为两边大小不对称的外形，这样马达静止时，定子极性齿与转子磁极相吸会使转子磁极中点与定子极性齿中点偏离微小相位，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，马达的扭矩振幅比并未得到改善，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。

二、目前采用最多的是用三相马达电路来解决，但三相直流无刷马达电路的电路成本昂贵、其成本通常是普通马达驱动电路的数十倍，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；

例如：专利200920169532.2一种非全圆周驱动的无刷直流电动机，此专利具体系一种非均匀分布的三个定子极性齿为一组的三相马达，其明显存在上述不足之处；

又如专利200810190379.1无刷直流马达及其驱动单元，精通业内技术的人员会发现，其基本方案是，马达的所有定子具有相同的外形，其定子齿数与转子磁极数在数量上一一对应，一个定子对应一个驱动电路，其定子在轴向简单的叠加但在径向的相对相位是均匀交错排列的，此专利中虽然未提到能有效解决马达的死角问题，但其提供的方案在实质上刚好解决了马达零扭矩的问题，其马达运行无死角；由于它是由二个或多个定子在轴向叠加，而每个定子的绝缘材料及线包所占轴向空间比例很大，这样就浪费了马达宝贵的轴向空间，所有定子总矽钢片在轴向的总厚度相对转子整个轴向空间所占比例很小，其负载能力很小。众所周知，在外转子直流无刷马达中，马达的高度越高，其零件的精度与成型越困难，其转子的平衡性越差，因此，在马达相同高度的情况下，要获得与普通直流无刷马达相同的负载能力是不可能的，反之，要获得较高的马达负载能力，必然大大增加外转子在轴向的高度，当高度达到一定时，其必然大大增加生产制程的成本。另外，当其运用到内转子直流无刷马达上时，由于磁铁在轴向的有效长度利用率较小，而内转子马达的磁铁通常为昂贵的磁钢或稀土材料，其磁性材料浪费的成本就相对较大；

还有，专利200910025738.2一种分段转子形状磁阻电机，其为三相6/4结构或四相8/6结构或三相12/8结构，其系内转子马达，转子磁极数量比定子极性齿数量少，其同样存在价格昂贵、所占空间大等多种缺陷。

因此，需研究出一种新的技术方案来解决上述问题。

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错位多驱动直流无刷马达，其结构紧凑、马达运行无死角、启动性能好且相比传统三相马达而言大大降低了成本。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：