[发明专利]一种低换相转矩脉动无刷直流电机

说明书

本发明公开一种新型低换相转矩脉动无刷直流电机，包括直流电机和传感器装置；直流电机包括第一定子、第一转子、第一转子磁钢和后端盖；传感器装置包括第二定子、第二转子、环形磁铁和传感器集成电路；第二定子为环形、与第一转子对应设置，第二转子与第一转子同轴同步旋转；第二转子的外圈安装有环形磁铁；传感器集成电路固定于第二定子的内圈表面；传感器集成电路包括用于采集第二转子的位置信号的位置传感器，位置传感器安装于滞后安装位置，滞后安装位置为从最佳换相位置沿第二转子旋转方向正向移动5°‑10°。本发明的新型低换相转矩脉动无刷直流电机，减小了无刷直流电机换相过程中产生的电磁转矩脉动，提高了电机的转矩性能，同时降低霍尔传感器的安装难度。

技术领域

本发明涉及直流电机技术领域，特别是涉及一种低换相转矩脉动无刷直流电机。

背景技术

直流无刷电机，设置传感器在无刷直流电机运行过程中获取转子的位置信号，由信号可推算出电机相应状态下应有的换相信息，根据换相原理控制功率开关的开通关断，从而在气隙内形成步进式的旋转磁场，驱动永磁转子不停的旋转。位置信息的准确性对换相性能的影响很大，位置信号不准确可能会加大转矩脉动、电机振动等，严重时导致电机换相失败。而无刷直流电机的换相转矩脉动是无法消除的，它产生的原因有二：

(1)绕组电感阻碍了电流的快速变化，使电流的上升和下降都需要经历一段时间，所以相电流不是矩形，而是梯形的。

(2)每相绕组反电动势梯形波平顶部分宽度很难达到120°。

因此，如何通过电机结构设计和优化换相方法来减小换相转矩脉动是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种低换相转矩脉动无刷直流电机，以解决现有技术中换相转矩脉动较大的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种低换相转矩脉动无刷直流电机，包括直流电机和传感器装置；

所述直流电机包括第一定子、第一转子、第一转子磁钢和后端盖；所述第一定子与所述第一转子同轴对应设置，所述第一转子磁钢安装于所述第一转子的外圈；

所述传感器装置包括第二定子、第二转子、环形磁铁和传感器集成电路；

所述第二定子为环形、固定于所述后端盖上与所述第一转子对应设置，所述第二转子与所述第一转子同轴同步旋转；所述第二转子的外圈安装有环形磁铁；所述传感器集成电路固定于所述第二定子的内圈表面；

所述传感器集成电路包括用于采集所述第二转子的位置信号的位置传感器，所述位置传感器安装于滞后安装位置，所述滞后安装位置为从最佳换相位置沿所述第二转子旋转方向正向移动5°-10°。

其中，所述滞后安装位置为从最佳换相位置沿所述第二转子旋转方向正向移动10°。

其中，所述环形磁铁为与所述第一转子磁钢的极对数相同的环形磁铁。

其中，所述位置传感器的标志面指向所述第二转子旋转的轴心。

其中，所述位置传感器为霍尔传感器。

其中，所述直流电机在三相全波六状态下工作，每对极下的所述第二定子的内圈表面存在两组6个霍尔传感器安装位置，每组3个霍尔传感器相互间隔120°。

其中，还包括装卸盖，所述后端盖的边缘固定连接有向外延伸的延伸部，所述装卸盖与所述延伸部可拆卸连接，所述后端盖与所述装卸盖和所述延伸部形成用于容纳所述传感器装置的腔。

其中，还包括前端盖，所述前端盖和所述后端盖相对应设置形成用于容纳所述直流电机的空间。