[发明专利]双绕组两相无刷直流电动机

权利要求书

1.一种双绕组两相无刷直流电动机，包括定子部件、转子部件(6)、控制器(30)；其特征在于双绕组两相无刷直流电动机转子磁极数为二极、定子槽数为四槽、定子绕组为双绕组工作方式；定子部件中有两相绕组，每相绕组包括两个绕组线圈，同相序两个绕组线圈在空间上相差一百八十度，相邻两个绕组线圈属于不同相序，相邻两个绕组线圈在空间上相差九十度；控制器(30)采用两个普通微型单相无刷直流风机的控制器芯片(29)，每个控制器芯片(29)内包含有一个霍尔传感器；或者，每个控制器芯片(29)与一个霍尔传感器分立元件配合使用；每个霍尔传感器放置在相邻两个绕组线圈之间；两个霍尔传感器放置位置在空间上相差九十度；控制器(30)使两相绕组的电流相位相差九十度电角度；采用外接功率开关管(15)扩充电流驱动能力的控制器(30)中，还包括四个功率开关模块；

控制器(30)或内定子控制器(54)的接线图中，绕组线圈A一(4)、绕组线圈A二(9)组成A相绕组，A相绕组由控制器芯片A(3)控制；绕组线圈B壹(12)、绕组线圈B贰(7)组成B相绕组，B相绕组由控制器芯片B(10)控制；控制器芯片A(3)的引脚Ⅱ连接接地点(1)，控制器芯片A(3)的引脚Ⅰ连接绕组线圈A一(4)的首端，绕组线圈A一(4)的尾端连接电源母线(11)；控制器芯片A(3)的引脚Ⅲ连接绕组线圈A二(9)的首端，绕组线圈A二(9)的尾端连接电源母线(11)；控制器芯片B(10)的引脚Ⅱ连接接地点(1)，控制器芯片B(10)的引脚Ⅰ连接绕组线圈B壹(12)的首端，绕组线圈B壹(12)的尾端连接电源母线(11)；控制器芯片B(10)的引脚Ⅲ连接绕组线圈B贰(7)的首端，绕组线圈B贰(7)的尾端连接电源母线(11)；接地点(1)连接直流电源负极，电源母线(11)连接直流电源正极；

采用外接功率开关管(15)扩充电流驱动能力的控制器(30)或内定子控制器(54)的接线图中，功率开关管(15)采用场效应管或三极管，每个功率开关模块中包括功率开关管(15)和限流偏置电阻(16)，在采用P沟道结型场效应管的功率开关模块中，限流偏置电阻(16)并联在功率开关管(15)的栅极和源极之间；绕组线圈A一＇(18)、绕组线圈A二＇(22)组成A相绕组，A相绕组由控制器芯片A ＇(17)控制；绕组线圈B壹＇(26)、绕组线圈B贰＇(20)组成B相绕组，B相绕组由控制器芯片B ＇(24)控制；控制器芯片A ＇(17)的引脚Ⅱ连接接地点(1)，控制器芯片A ＇(17)的引脚Ⅰ连接功率开关模块A一(13)的栅极，功率开关模块A一(13)的源极连接电源母线(11)，功率开关模块A一(13)的漏极连接绕组线圈A一＇(18)的尾端，绕组线圈A一＇(18)的首端连接接地点(1)；控制器芯片A ＇(17)的引脚Ⅲ连接功率开关模块A二(14)的栅极，功率开关模块A二(14)的源极连接电源母线(11)，功率开关模块A二(14)的漏极连接绕组线圈A二＇(22)的尾端，绕组线圈A二＇(22)的首端连接接地点(1)；控制器芯片B ＇(24)的引脚Ⅱ连接接地点(1)，控制器芯片B ＇(24)的引脚Ⅰ连接功率开关模块B壹(25)的栅极，功率开关模块B壹(25)的源极连接电源母线(11)，功率开关模块B壹(25)的漏极连接绕组线圈B壹＇(26)的尾端，绕组线圈B壹＇(26)的首端连接接地点(1)；控制器芯片B ＇(24)的引脚Ⅲ连接功率开关模块B贰(23)的栅极，功率开关模块B贰(23)的源极连接电源母线(11)，功率开关模块B贰(23)的漏极连接绕组线圈B贰＇(20)的尾端，绕组线圈B贰＇(20)的首端连接接地点(1)；接地点(1)连接直流电源负极，电源母线(11)连接直流电源正极；

定子部件包括定子铁芯(31)、定子磁轭(32)和四个定子绕组，每个定子绕组包括绕组骨架(27)、绕组线圈(28)，绕组骨架(27)中间是骨架通孔(42)，绕组线圈(28)安装在绕组骨架(27)上；定子磁轭(32)呈环形，定子磁轭(32)径向内侧边缘均布四个连接凹槽(33)，连接凹槽(33)的轮廓呈燕尾形；定子铁芯(31)中间是环形的极靴(85)，极靴(85)的中间是圆形的定子气隙内腔(39)，极靴(85)径向外侧边缘均布有四个定子磁极，依次是定子磁极B贰(36)、定子磁极A二(37)、定子磁极B壹(40)、定子磁极A一(41)，每个定子磁极径向外侧端部各有一个连接榫头(34)，连接榫头(34)的轮廓呈燕尾形，并且连接榫头(34)的轮廓与定子磁轭(32)的连接凹槽(33)的轮廓相啮合；极靴(85)径向外侧边缘均布有四个隔磁凹槽(38)，每个隔磁凹槽(38)位于相邻两个定子磁极之间，每个隔磁凹槽(38)与定子气隙内腔(39)之间形成一个截面非常小的隔磁磁桥(35)；

转子部件(6)包括转轴(43)、转子铁芯(44)、隔磁衬套(45)、永磁体(46)，转轴(43)呈圆柱形，隔磁衬套(45)呈圆筒形，隔磁衬套(45)的材质是非导磁材料，隔磁衬套(45)安装在转轴(43)径向外表面的中间位置；转子铁芯(44)呈圆筒形，转子铁芯(44)径向外表面安装有二个瓦片形的永磁体(46)，相邻永磁体(46)径向外表面互为异性磁极；转子铁芯(44)安装在隔磁衬套(45)的径向外表面；

双绕组两相无刷直流电动机在装配时，把四个定子绕组分别安装在定子铁芯(31)的定子磁极上，把定子铁芯(31)的连接榫头(34)安装在定子磁轭(32)的连接凹槽(33)中，把控制器(30)安装在定子部件上，并把绕组线圈(28)与控制器(30)用导线(2)连接，再把转子部件(6)安装在定子铁芯(31)的定子气隙内腔(39)中。

2.根据权利要求1所述的一种双绕组两相无刷直流电动机，其特征在于外转子式双绕组两相无刷直流电动机包括内定子部件、外转子部件、内定子控制器(54)；所述外转子式电动机转子磁极数为二极、定子槽数为四槽、定子绕组为双绕组工作方式；内定子部件中有两相绕组，每相绕组包括两个绕组线圈，同相序两个绕组线圈在空间上相差一百八十度，相邻两个绕组线圈属于不同相序，相邻两个绕组线圈在空间上相差九十度；内定子控制器(54)采用两个普通微型单相无刷直流风机的控制器芯片(29)，每个控制器芯片(29)内包含有一个霍尔传感器；或者，每个控制器芯片(29)与一个霍尔传感器分立元件配合使用；每个霍尔传感器放置在相邻两个绕组线圈之间；两个霍尔传感器的放置位置在空间上相差九十度；内定子控制器(54)使两相绕组的电流相位相差九十度电角度；采用外接功率开关管(15)扩充电流驱动能力的内定子控制器(54)中，还包括四个功率开关模块；

内定子部件包括内定子机座(55)、内定子绕组骨架一(56)、内定子铁芯(57)、内定子绕组骨架二(58)、内定子绕组线圈(59)、轴套(72)；内定子铁芯(57)中间是环形的内定子磁轭(66)，内定子磁轭(66)的中间是内定子通孔，内定子磁轭(66)径向外侧边缘均布有四个内定子磁极，依次是定子磁极B贰＇(67)、定子磁极A二＇(68)、定子磁极B壹＇(65)、定子磁极A一＇(64)，相邻两个内定子磁极之间是内定子线槽(69)；内定子绕组骨架一(56)、内定子绕组骨架二(58)的轴向截面与内定子铁芯(57)的轴向截面相同，内定子绕组骨架一(56)轴向外侧一端有若干个焊接柱(70)；把内定子绕组骨架一(56)、内定子绕组骨架二(58)分别安装在内定子铁芯(57)轴向两侧，并分别在四个内定子磁极上缠绕内定子绕组线圈(59)；轴套(72)呈圆筒形；内定子机座(55)中间是机座筒体，机座筒体径向内侧是轴套腔，轴套(72)安装在轴套腔内；把内定子铁芯(57)中间的内定子通孔安装在机座筒体径向外表面；内定子机座(55)的一端有机座法兰，机座法兰用于固定内定子部件；通过焊接柱(70)把内定子控制器(54)安装在内定子部件上；并把内定子绕组线圈(59)与内定子控制器(54)用导线(2)连接；

外转子部件包括外转子转轴(60)、外转子永磁体(61)、外转子磁轭(62)、外转子外壳(63)、开口挡圈(71)；外转子外壳(63)呈一端封闭的圆筒形，外转子外壳(63)内侧中间有一个联接凹槽；外转子转轴(60)呈圆柱形，外转子转轴(60)的一端表面有环形凹槽，环形凹槽处安装有开口挡圈(71)，外转子转轴(60)的另一端固定在外转子外壳(63)的联接凹槽内；外转子外壳(63)径向内侧有圆筒形的外转子磁轭(62)，外转子磁轭(62)径向内侧有二个瓦片形的外转子永磁体(61)，相邻外转子永磁体(61)径向内表面互为异性磁极；在二个瓦片形的外转子永磁体(61)径向内侧形成转子气隙内腔(86)；外转子转轴(60)安装在内定子部件的轴套(72)轴孔中，通过外转子转轴(60)把外转子部件安装在内定子部件径向外侧；外转子式双绕组两相无刷直流电动机作为风机电动机时，风扇叶片可以直接嵌在外转子外壳(63)径向外表面。