[发明专利]双绕组两相无刷直流电动机

摘要

本发明是一种双绕组两相无刷直流电动机，其涉及一种电动机，包括定子部件、转子部件、控制器。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。两相绕组电流相位相差九十度电角度，不存在转矩为零的死点，不需要采用不对称气隙结构，定子铁芯中间是环形的极靴，电机气隙中无开口齿槽则无齿槽转矩。与普通微型单相无刷直流风机相比，其气隙中磁场畸变小，定子磁动势谐波损耗小，输出转矩大，电机效率高。控制器采用两个普通微型单相无刷直流风机的控制器芯片，并且采用外接功率开关管扩充电流驱动能力，具有成本低的优点。转子磁极数为二极则转子磁极极弧角度大，霍尔元件追踪转子永磁体磁极状态的精度高、不容易产生失控现象。

主权项

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。