[实用新型]一种单相变频调速永磁同步电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种单相变速永磁同步电机，特别是涉及一种采暖、通风与空调风机用单相变速永磁同步电机，属于电机领域。

背景技术

单相风扇电机在采暖、通风与空调小功率风机领域得到了广泛应用，考虑到成本因素，目前普遍采用电容启动或电容运转单相的异步电机与永磁同步电机，但效率不高，单机功率虽然不大，但使用数量很多，电能浪费十分严重。因此，许多厂商纷纷推出高效率的三相永磁同步电机，因成本较高，主要应用在大功率的风机领域，在小功率风机领域难以推广。

实用新型内容

针对现有存在不足，本实用新型提供一种高效节能、结构简单、无需启动或运转电容、成本低廉、可变速的单相永磁同步电机。

下面说明本实用新型所涉及的工作原理。

电容运转单相永磁同步电机系统结构图如图1所示，根据永磁同步电机的理论，电机的效率η为：

式中分别为α绕组和β绕组轴转子磁链，v_α、v_β分别为α和β绕组的电压，i_α、i_β分别为α和β绕组的电流，n为电机转速。

从公式(1)中可以发现，如果v_β等于0，即β绕组短路，那么电机的效率将能得到一定的提高。

根据上述的构思，本实用新型采用下述技术方案，包括直流电源E、H桥逆变器、永磁同步电机、单片机和驱动电路。

所述的H桥逆变器包括开关器件T1、开关器件T2、开关器件T3、开关器件T4，开关器件T1的D极、开关器件T3的D极、直流电源E正端汇接，开关器件T2的S极、开关器件T4的S极、直流电源E负端汇接后接地。

所述的永磁同步电机包括α绕组、β绕组两个定子绕组，α绕组和β绕组空间上垂直，β绕组的两端短接，α绕组的上端与开关器件T1的S极、开关器件 T2的D极汇接，α绕组的下端与开关器件T3的S极、开关器件T4的D极汇接。

所述的单片机采用R8C2L，单片机的P21引脚与驱动电路的HIN1引脚、 HIN2引脚连接，单片机的P23引脚与驱动电路的LIN1引脚、LIN2引脚连接。

所述的驱动电路采用IR2130，驱动电路的HO1引脚与开关器件T1的G极连接，驱动电路的HO2引脚与开关器件T3的G极连接，驱动电路的LO1引脚与开关器件T2的G极连接，驱动电路的LO2引脚与开关器件T4的G极连接。

本实用与现有技术相比较，α绕组接到H桥逆变器，而β绕组短接，不从电源吸收功率，其电流只在绕组内部循环，用以产生旋转磁场，因此，具有高效节能、结构简单、无需启动或运转电容、成本低廉、可变速的特点。

附图说明

图1是电容运转单相永磁同步电机系统结构图。

图2是本实用新型的系统结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对实用新型作进一步说明。

如图2所示，本实用新型的一种单相变频调速永磁同步电机包括直流电源E、 H桥逆变器、永磁同步电机、单片机和驱动电路。H桥逆变器包括开关器件T1、开关器件T2、开关器件T3、开关器件T4，开关器件T1的D极、开关器件T3 的D极、直流电源E正端汇接，开关器件T2的S极、开关器件T4的S极、直流电源E负端汇接后接地；永磁同步电机包括α绕组、β绕组两个定子绕组，α绕组和β绕组空间上垂直，β绕组的两端短接，α绕组的上端与开关器件T1的 S极、开关器件T2的D极汇接，α绕组的下端与开关器件T3的S极、开关器件T4的D极汇接；单片机采用R8C2L，单片机的P21引脚与驱动电路的HIN1 引脚、HIN2引脚连接，单片机的P23引脚与驱动电路的LIN1引脚、LIN2引脚连接；驱动电路采用IR2130，驱动电路的HO1引脚与开关器件T1的G极连接，驱动电路的HO2引脚与开关器件T3的G极连接，驱动电路的LO1引脚与开关器件T2的G极连接，驱动电路的LO2引脚与开关器件T4的G极连接。

本实用新型的工作过程是：

系统启动后，单片机R8C2L产生压频比恒定的PWM波通过驱动模块IR2130 分别送到H桥逆变器的四个开关器件经放大后送到永磁电机的α绕组，电机即开始运转。改变R8C2L的P35脚电压，可以调节电机的速度。

上述具体实施方式用来解释本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型做出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围内。