[实用新型]单相直流无刷无位置传感器电机、驱动及电源管理电路

说明书

本实用新型公开了单相直流无刷无位置传感器电机、驱动及电源管理电路，本实用新型提供的电机采用单相直流无刷变气隙结构，气隙的隙距从进入端沿结束端方向减小，这样的气隙结构造就气隙磁通随着转子磁极与定子齿相对位置变化而成函数关系变化。通过采集电机工作状态下线圈中的电流值，该电流与无刷电机转子的位置和转速呈函数关系，通过该电流即可计算当前转子位置。电机采用无位置传感器，提高了电机的可靠性。

技术领域

本实用新型涉及电机领域，尤其是涉及一种单相直流无刷无位置传感器电机、驱动及电源管理电路。

背景技术

单相直流无刷电机，是指由激励线圈中只有单一相位电流驱动，而转子部分由成对磁极的永磁铁或励磁线圈组成。电机反电势为单一相位交流电压。驱动电流换相由外部电路完成，换相时间点由外部的霍尔位置传感器提供。

目前的单相直流无刷电机存在以下问题：

1）目前的电机采用霍尔传感器开关感应转子磁极极性切换的瞬间产生信号，从而得知转子当前位置，常规霍尔传感器开关只能在转子磁极极性切换的瞬间产生信号，在转子转运过程无法得知转子当前位置，因此只能方波驱动，驱动效率低下，转矩波动大，运转过程电磁噪音大；

2）由于采用霍尔传感器实现位置感应，导致提供驱动电流的驱动电路采用单节锂电池供电时为减小驱动电流需要升压电路，导致驱动电路复杂，线圈驱动电流路径中串联功率器件多，电路效率低，成本高，可靠性降低。

实用新型内容

为了解决现有技术所存在的技术问题，本实用新型在此的目的在于提供一种可靠性提高的单相直流无刷无位置传感器电机。

为实现本实用新型的目的，在此提供的单相直流无刷无位置传感器电机包括定子和转子，所述定子包括主要由内轭部和安装于所述内轭部外侧的至少两个定子齿构成的定子磁芯，所述定子齿之间形成绕线槽；所述每一个定子齿分别包括绕线部和极靴，所述绕线部上绕制有线圈；

所述转子包括与所述定子齿数量相等的转子磁极，所述每一个转子磁极分别分布于所述每一个定子齿的极靴的外周；所述转子磁极的周壁与所述极靴之间形成气隙，所述气隙包括进入端和结束端，所述气隙的隙距从所述进入端沿所述结束端方向减小。

本实用新型提供的电机采用单相直流无刷变气隙结构，气隙的隙距从进入端沿结束端方向减小，这样的气隙结构造就气隙磁通随着转子磁极与定子齿相对位置变化而成函数关系变化。通过采集电机工作状态下线圈中的电流值，该电流与无刷电机转子的位置和转速呈函数关系，通过该电流即可计算当前转子位置。电机采用无位置传感器，提高了电机的可靠性。

本实用新型在此的第二个目的在于提供一种用于驱动本实用新型提供的单相直流无刷无位置传感器电机的驱动电路，该驱动电路包括控制电路、桥式电路和采集电路，所述桥式电路与所述控制电路的信号输出端连接，其工作状态受所述控制电路控制；所述采集电路与所述控制电路的信号输入端连接，用于采集电机转子转动过程中定子线圈中的电流值并将该电流值输入所述控制电路；所述控制电路用于向所述线圈加载激励，并根据所述采集电路输入的电流值获得所述转子的当前位置状态，并控制加载于所述线圈上的电流大小改变所述电机构件的转矩状态。

本实用新型在此的第三个目的在于提供一种电源管理电路，该电路包括供电电池、场效应管Q1和电源退耦电容C1，所述供电电池输出的电源加载于所述场效应管Q1的漏极，所述场效应管Q1的源极作为输出端与所述主驱动电路连接，栅极接电路地；所述电源退耦电容C1的第一极板接所述场效应管Q1的漏极，第二极板接电路地。

本实用新型的有益效果包括：

1）电机多槽多极结构为传统成熟工艺，生产成本低，效率高；

2）无位置传感器，单相直流无刷电机结构工作不受电机振动及温升影响，可靠性提高。

附图说明