[实用新型]一种小型高速风扇装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及风扇电机驱动领域，具体涉及一种高速风扇的驱动装置。

背景技术

一直以来，中小型风机或风扇电机，大多采用单相异步电动机驱动，虽然控制装置简单，但是单相异步电动机效率较低，相对来说，永磁无刷直流电动机的应用，在同风量要求的前提下，使用永磁无刷直流电动机要比单相异步电动机节电至少30％。另外，单相异步电动机直接驱动的话，最高转速受到限制，往往最高不能超过3000rpm，如果需要更高速度，需要加增速齿轮，而这样势必更降低了效率，传统的高速的场合往往会采用有刷直流电动机，但有刷直流电动机相对来说要经常维护、平均故障率也高。

目前，在某些风扇产品中，尤其是微型风扇驱动中，采用两相永磁无刷直流电动机较多，控制相对简单，但速度要求不能太高。

发明内容

本实用新型提出了一种使用三相永磁无刷直流电动机驱动的高速直驱小型风扇，利用纯硬件的模式实现，可靠性高，维护方便，可实现5000rpm-8000rpm的速度运行。

本实用新型的技术方案为：

一种小型高速风扇装置，包括速度给定(1)、控制电路(2)、电源电路(3)、隔离电路(4)、逆变电路(5)、位置检测(6)、三相永磁无刷直流电动机(7)、风扇(8)；速度给定(1)将信号输出给控制电路(2)，控制电路(2)通过隔离电路(4)进行信号隔离后输出给逆变电路(5)，逆变电路(5)完成对三相永磁无刷直流电动机(7)三相绕组的供电开关控制，三相永磁无刷直流电动机(7)轴端驱动风扇(8)旋转，位置检测(6)是通过电动机内部的霍尔传感器检测转子位置，并将信号反馈给控制电路(2)的主控芯片，利于判断位置和计算速度，速度给定(1)、逆变电路(5)、隔离电路(4)、控制电路(2)所需不同的直流电源由专门的电源电路(3)产生。

在硬件采用上，速度给定(1)为电位器；控制电路(2)采用MC33035为主控芯片；隔离电路(4)采用快速线性光耦TIL113；逆变电路(5)采用MOSFET开关器件；风扇(8)叶片为5叶片均布结构。

本实用新型的有益效果是，本实用新型替代了原有的高速有刷直流电动机驱动的直驱风扇，额定速度为5000rpm，与原有220W有刷直流电动机相比，该替代无刷直流电动机仅为150W的功率。

相比原来的有刷电机，该三相永磁无刷直流电动机(7)维护方便，相比两相永磁无刷直流电动机，更适合频繁的要求启停的高速直驱场合。

附图说明

图1为本实用新型的装置的结构原理图。

图2为风扇机构图。

具体实施方式

如图1所示，一种小型高速风扇装置，包括速度给定(1)、控制电路(2)、电源电路(3)、隔离电路(4)、逆变电路(5)、位置检测(6)、三相永磁无刷直流电动机(7)、风扇(8)；速度给定(1)将信号输出给控制电路(2)，控制电路(2)通过隔离电路(4)进行信号隔离后输出给逆变电路(5)，逆变电路(5)完成对三相永磁无刷直流电动机(7)三相绕组的供电开关控制，三相永磁无刷直流电动机(7)轴端驱动风扇(8)旋转，位置检测(6)是通过电动机内部的霍尔传感器检测转子位置，并将信号反馈给控制电路(2)的主控芯片，利于判断位置和计算速度，速度给定(1)、逆变电路(5)、隔离电路(4)、控制电路(2)所需不同的直流电源由专门的电源电路(3)产生；在硬件采用上，速度给定(1)为电位器；控制电路(2)采用MC33035为主控芯片；隔离电路(4)采用快速线性光耦TIL113；逆变电路(5)采用MOSFET开关器件；风扇(8)叶片为5叶片均布结构(见图2)。

如图1所示，速度给定(1)通过电位器实现，其所需+5V电源由电源电路(3)提供，速度给定的模拟电压信号输出给控制电路(2)主控芯片MC33035的A/D接口，该给定信号在MC33035内与反馈的位置检测(6)信号综合，然后产生六路PWM控制信号，这六路信号首先经过隔离电路(4)TIL113光耦隔离，再进入逆变电路(5)，逆变电路的主变流电路为六只MOSFET管组成的三相桥式电路，三相永磁无刷直流电动机(7)三相绕组为星形连接，任何瞬时都有其中两相绕组PWM波通电导通。

逆变电路(5)即电机绕组所需24V直流线电压、控制电路(2)的MC33035所需24V直流电压都有电源电路产生，位置检测(6)霍尔传感器所需6.25V直流电源由MC33035产生提供。