一種新型單相無刷馬達(dá)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型單相無刷馬達(dá)，包括殼體、定子鐵芯、轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)軸、控制系統(tǒng)，其中轉(zhuǎn)軸與殼體活動(dòng)連接，轉(zhuǎn)子鐵芯上均勻地設(shè)有偶數(shù)個(gè)轉(zhuǎn)子凸極，該轉(zhuǎn)子凸極的端部設(shè)有缺口，定子鐵芯上設(shè)有定子齒，該定子齒的數(shù)量是轉(zhuǎn)子凸極的兩倍，相鄰定子齒的根部間隔地繞有勵(lì)磁線圈和工作線圈，該勵(lì)磁線圈和工作線圈產(chǎn)生的磁極數(shù)等于定子齒的齒數(shù)，相鄰勵(lì)磁線圈的繞線方向相反，相鄰工作線圈的繞線方向相反，該勵(lì)磁線圈與工作線圈相連接，該工作線圈與控制系統(tǒng)相連接，該控制系統(tǒng)控制工作線圈產(chǎn)生的磁通量的方向與勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的磁通量的方向相對(duì)應(yīng)。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、工作效率高、可靠性強(qiáng)、適用范圍廣的特點(diǎn)。
【專利說明】一種新型單相無刷馬達(dá)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種馬達(dá)，特別是涉及到一種單相無刷馬達(dá)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，單相無刷馬達(dá)廣泛的運(yùn)用于小電器、家電以及工業(yè)生產(chǎn)中，這類馬達(dá)一般包括定子和與定子相匹配的轉(zhuǎn)子，在定子上設(shè)有繞組，在轉(zhuǎn)子上設(shè)有永磁體，即通過磁場(chǎng)之間斥力來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)。這類磁體具有效率低，可靠性低，調(diào)速范圍小的缺點(diǎn)。
[0003]在市場(chǎng)上，也存在一類開關(guān)磁阻馬達(dá)，這類馬達(dá)一般包括定子和與定子相匹配的轉(zhuǎn)子，在定子和轉(zhuǎn)子上都設(shè)有磁極，在定子的磁極上設(shè)有勵(lì)磁線圈或永磁體，通過開關(guān)切換勵(lì)磁線圈的磁通量方向，就能夠改變定子上磁場(chǎng)的分布，即會(huì)在轉(zhuǎn)子上形成磁阻性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩，推動(dòng)轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。這類馬達(dá)一般采用三相繞組結(jié)構(gòu)，以保證馬達(dá)具有自啟能力，因此控制系統(tǒng)復(fù)雜，控制成本高。同時(shí)由于設(shè)有永磁體，一方面使得馬達(dá)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)成本提高，另一方面永磁體受溫度的影響大，即相應(yīng)馬達(dá)的適用范圍受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、工作效率高、可靠性強(qiáng)、適用范圍廣的新型單相無刷馬達(dá)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種新型單相無刷馬達(dá)，包括殼體、與殼體固定相連的定子鐵芯、與定子鐵芯相匹配的轉(zhuǎn)子鐵芯、與轉(zhuǎn)子鐵芯套接的轉(zhuǎn)軸、控制系統(tǒng)，其中轉(zhuǎn)軸與殼體活動(dòng)連接，轉(zhuǎn)子鐵芯上均勻地設(shè)有偶數(shù)個(gè)轉(zhuǎn)子凸極，該轉(zhuǎn)子凸極的端部設(shè)有缺口，定子鐵芯上設(shè)有定子齒，該定子齒的數(shù)量是轉(zhuǎn)子凸極的兩倍，相鄰所述定子齒的根部通過跨距繞組的方式間隔地繞有勵(lì)磁線圈和工作線圈，勵(lì)磁線圈和工作線圈產(chǎn)生的磁極數(shù)等于定子齒的齒數(shù)，相鄰所述勵(lì)磁線圈的繞線方向相反，相鄰所述工作線圈的繞線方向相反，該勵(lì)磁線圈與工作線圈相連接，該工作線圈與控制系統(tǒng)相連接，該控制系統(tǒng)控制工作線圈產(chǎn)生的磁通量的方向與勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的磁通量的方向相對(duì)應(yīng)。由于將轉(zhuǎn)子凸極設(shè)計(jì)為偶數(shù)個(gè)，定子齒設(shè)計(jì)為轉(zhuǎn)子凸極的兩倍，在相鄰所述定子齒的根部以跨距繞組的方式間隔地繞有勵(lì)磁線圈和工作線圈，勵(lì)磁線圈和工作線圈產(chǎn)生的磁極數(shù)等于定子齒的齒數(shù)，相鄰所述勵(lì)磁線圈的繞線方向相反，相鄰所述工作線圈的繞線方向相反，通過控制系統(tǒng)控制工作線圈產(chǎn)生的磁通量的方向發(fā)生周期性變化，使工作線圈和勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的磁通量的對(duì)應(yīng)關(guān)系發(fā)生周期性變化，即調(diào)節(jié)勵(lì)磁線圈和工作線圈的總的磁通量發(fā)生周期性變化，就可以實(shí)現(xiàn)為轉(zhuǎn)子凸極提供連續(xù)電磁轉(zhuǎn)矩，使得轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)子鐵芯一起連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)在轉(zhuǎn)子凸極的端部設(shè)有缺口，可以使得馬達(dá)能夠自啟。因此本發(fā)明一種新型單相無刷馬達(dá)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、工作效率高、調(diào)速范圍廣、可靠性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)本發(fā)明一種新型單相無刷馬達(dá)通過持續(xù)工作的勵(lì)磁線圈提供方向不變的磁場(chǎng)，代替了永磁體，進(jìn)一步節(jié)省了成本，并且使用本發(fā)明一種新型單相無刷馬達(dá)的適用范圍也更加廣泛。
[0006]在一些實(shí)施方式中，缺口臨近轉(zhuǎn)子凸極中心的一側(cè)偏離轉(zhuǎn)子凸極機(jī)械中心線的夾角可以為5°?15°。由于缺口臨近轉(zhuǎn)子凸極中心的一側(cè)偏離轉(zhuǎn)子凸極機(jī)械中心線的夾角為5。?15°，即根據(jù)轉(zhuǎn)子凸極的數(shù)量來確定相應(yīng)夾角的大小，因此可以使得本發(fā)明一種新型單相無刷馬達(dá)能夠更好的完成自啟。
[0007]在一些實(shí)施方式中，定子齒為端部為弧形的T形結(jié)構(gòu)。由于將定子齒設(shè)計(jì)為端部為弧形的T形結(jié)構(gòu)，因此可以有效的擋住勵(lì)磁線圈和工作線圈，防止繞線的脫落。
[0008]在一些實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子凸極的端部可以為弧形，該轉(zhuǎn)子凸極端部的弧度與定子齒的端部的弧度相同。由于將定子齒和轉(zhuǎn)子凸極都設(shè)計(jì)為弧度相同的弧形，因此可以有效的減小定子齒和轉(zhuǎn)子凸極之間的間隙，從而提高電磁轉(zhuǎn)矩。
[0009]在一些實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子凸極的端部的寬度可以與定子齒的端部的寬度相同。由于將轉(zhuǎn)子凸極端部的寬度設(shè)計(jì)為與定子齒端部的寬度相同，使得穿過轉(zhuǎn)子的磁通量大，轉(zhuǎn)子上獲得的電磁轉(zhuǎn)矩也會(huì)增大，因此本發(fā)明一種新型單相無刷馬達(dá)具有轉(zhuǎn)動(dòng)力矩大，工作效率高的優(yōu)點(diǎn)。
[0010]在一些實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)軸與殼體可以通過軸承相連，該轉(zhuǎn)軸上設(shè)有與軸承相匹配的卡環(huán)。由于通過卡環(huán)和殼體配合對(duì)軸承進(jìn)行定位，因此本發(fā)明一種新型單相無刷馬達(dá)工作會(huì)更加穩(wěn)定、可靠。
[0011]在一些實(shí)施方式中，勵(lì)磁線圈可以與工作線圈并聯(lián)。由于采用勵(lì)磁線圈與工作線圈并聯(lián)，勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的磁通方向不變，通過控制系統(tǒng)控制工作線圈中的電流方向發(fā)生周期性變化，使工作線圈的磁通方向周期性變化，因此能夠?yàn)檗D(zhuǎn)子提供連續(xù)的電磁轉(zhuǎn)矩。
[0012]在一些實(shí)施方式中，工作線圈的數(shù)量可以為兩組，兩組工作線圈的繞線方向相反，兩組工作線圈并聯(lián)，勵(lì)磁線圈與兩組工作線圈串聯(lián)。由于采用勵(lì)磁線圈與工作線圈串聯(lián)，勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的磁通方向不變，兩組工作線圈輪流接通，產(chǎn)生周期變化的磁通，因此能夠?yàn)檗D(zhuǎn)子提供連續(xù)的電磁轉(zhuǎn)矩。
[0013]在一些實(shí)施方式中，控制系統(tǒng)包括控制芯片、與控制芯片相連的位置傳感器和開關(guān)，所述開關(guān)與工作線圈相連，所述位置傳感器與轉(zhuǎn)軸相連。由于通過位置傳感器確定定子齒與轉(zhuǎn)子凸極的位置關(guān)系，并且通過調(diào)節(jié)開關(guān)來改變工作線圈的磁通量方向，進(jìn)而使得轉(zhuǎn)子上可以獲得連續(xù)穩(wěn)定的電磁轉(zhuǎn)矩。因此本發(fā)明一種新型單相無刷馬達(dá)具有運(yùn)行的穩(wěn)定性強(qiáng)、工作效率高和可靠性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
[0014]在一些實(shí)施方式中，位置傳感器可以包括磁環(huán)和與磁環(huán)相匹配的霍爾元件，該磁環(huán)與轉(zhuǎn)軸套接，霍爾元件固定在殼體上，該霍爾元件與控制芯片電連接。由于通過霍爾元件與套接在轉(zhuǎn)軸上的磁環(huán)配合，可以準(zhǔn)確獲得轉(zhuǎn)子凸極和定子齒的位置關(guān)系，并將該位置關(guān)系的信號(hào)發(fā)送到控制芯片上，從而準(zhǔn)確的完成對(duì)工作線圈的控制，因此本發(fā)明一種新型單相無刷馬達(dá)具有運(yùn)行的穩(wěn)定性強(qiáng)和可靠性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明一種新型單相無刷馬達(dá)一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為圖1中一種新型單相無刷馬達(dá)另一視角的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明一種新型單相無刷馬達(dá)一種工作狀態(tài)的示意圖；
[0018]圖4為本發(fā)明一種新型單相無刷馬達(dá)另一種工作狀態(tài)的示意圖；
[0019]圖5為本發(fā)明一種新型單相無刷馬達(dá)的一種繞線方式圖；[0020]圖6為圖5中一種新型單相無刷馬達(dá)的勵(lì)磁線圈和工作線圈的連接方式圖；
[0021]圖7為本發(fā)明一種新型單相無刷馬達(dá)的另一種繞線方式圖；
[0022]圖8為圖7中一種新型單相無刷馬達(dá)的勵(lì)磁線圈和工作線圈的連接方式圖；
[0023]圖9為本發(fā)明一種新型單相無刷馬達(dá)的控制系統(tǒng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0025]圖1和圖2示意性的給出了本發(fā)明一種新型單相無刷馬達(dá)的一個(gè)實(shí)施例，包括殼體I與殼體I固定相連的定子鐵芯2、與定子鐵芯2相匹配的轉(zhuǎn)子鐵芯3、與轉(zhuǎn)子鐵芯3套接的轉(zhuǎn)軸4、控制系統(tǒng)5，其中轉(zhuǎn)軸4與殼體I通過軸承6活動(dòng)連接，在轉(zhuǎn)軸4上設(shè)有卡環(huán)7，卡環(huán)7為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，卡環(huán)7與轉(zhuǎn)軸4套接,卡環(huán)7與轉(zhuǎn)軸4固定連接?？ōh(huán)7到殼體內(nèi)壁的距離與軸承4的寬度相匹配，卡環(huán)7殼體I配合可以對(duì)軸承6進(jìn)行定位，保證軸承6運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性。
[0026]轉(zhuǎn)子鐵芯3上均勻地設(shè)有四個(gè)轉(zhuǎn)子凸極31，轉(zhuǎn)子凸極31的端部為弧形，轉(zhuǎn)子凸極31的端部設(shè)有缺口 311，缺口 311臨近轉(zhuǎn)子凸極31中心的一側(cè)偏離轉(zhuǎn)子凸極31機(jī)械中心線的夾角β為10°。
[0027]定子鐵芯2上設(shè)有八個(gè)定子齒21，定子齒21是端部為弧形的T形結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子凸極31端部的弧度與定子齒21的端部的弧度相同，轉(zhuǎn)子凸極31的端部的寬度與定子齒21的端部的寬度相同。
[0028]參照?qǐng)D5和圖7中的本發(fā)明一種新型單相無刷馬達(dá)的繞線方式圖?？芍谙噜徦龆ㄗ哟艠O21的根部通過跨距繞組的方式間隔地繞有勵(lì)磁線圈22和工作線圈23，勵(lì)磁線圈22和工作線圈23產(chǎn)生的磁極數(shù)等于定子齒21的齒數(shù)，相鄰所述勵(lì)磁線圈22的繞線方向相反，相鄰所述工作線圈23的繞線方向相反。圖中，21a和21h、21b和21c、21d和21e、21f和21g定子齒21的根部繞的是勵(lì)磁線圈22，其中21a和21h與21b和21c、21f和21g定子齒21上的勵(lì)磁線圈22的繞向相反，21d和21e與21b和21c、21f和21g定子齒21上的勵(lì)磁線圈22的繞向相反，即相鄰的勵(lì)磁線圈22產(chǎn)生的磁通量的方向相反。21a和21b、21c和21d、21e和21f、21g和21h定子齒21的根部繞的是工作線圈23，其中21a和21b與21c和21d、21g和21h定子齒21上的工作線圈23的繞向相反，21e和21f與21c和21d、21g和21h定子齒21上的工作線圈23的繞向相反，即相鄰的工作線圈23產(chǎn)生的磁通量的方向相反。
[0029]圖5和圖6給出了本發(fā)明一種新型單相無刷馬達(dá)的定子齒21上的一種繞線方式圖以及相應(yīng)的勵(lì)磁線圈和工作線圈的連接方式圖。如圖可知，在定子齒21上繞勵(lì)磁線圈22時(shí)，采用跨距繞組的方式，先在21a、21h定子齒21上沿逆時(shí)針方向繞銅線；繞完以后，再在21f、21g定子齒21上沿順時(shí)針方向繞銅線；繞完以后，再在21d、21e定子齒21上沿逆時(shí)針方向繞銅線；最后再在21b、21c定子齒21上順逆時(shí)針方向繞銅線。所有勵(lì)磁線圈22只有一組相對(duì)應(yīng)的正負(fù)極接線端A和B。同上，工作線圈23也是采用這種繞線方式。間隔地繞于相鄰勵(lì)磁線圈23之間，工作線圈23的數(shù)量為兩組，兩組工作線圈23的繞線方式相同。兩組工作線圈23有兩組相對(duì)應(yīng)的正負(fù)極接線端C和D與E和F。兩組工作線圈23的電流的接入方向相反，即相同定子齒21上的兩組工作線圈23產(chǎn)生的磁通量的方向相反。兩組工作線圈23分別與相應(yīng)的開關(guān)53 (m、n)通過導(dǎo)線相連，兩組工作線圈23并聯(lián)。勵(lì)磁線圈22與兩組工作線圈23串聯(lián)。在工作過程中，勵(lì)磁線圈22—直處于工作狀態(tài)，即圖5中21a和21h、21b和21c、21d和21e、21f和21g定子齒21上的勵(lì)磁線圈22的磁通量的一直存在且方向保持不變。分別與兩組工作線圈23相連的m、η開關(guān)53在位置傳感器52和控制芯片51的控制下交替打開和閉合，使得圖5中21a和21b、21c和21d、21e和21f、21g和21h定子齒21上的是工作線圈23的磁通量周期性的改變。
[0030]圖7和圖8給出了本發(fā)明一種新型單相無刷馬達(dá)的定子齒21上的另一種繞線方式圖以及相應(yīng)的勵(lì)磁線圈和工作線圈的連接方式圖。如圖可知，勵(lì)磁線圈22和工作線圈23的繞線方式與圖5中的繞線方式相同，但是工作線圈23只設(shè)有一組。即勵(lì)磁線圈22只有一組相對(duì)應(yīng)的正負(fù)極接線端A和B，工作線圈23只有一組相對(duì)應(yīng)的正負(fù)極接線端C和D。勵(lì)磁線圈22與工作線圈23并聯(lián)。工作線圈23的左端C分別于開關(guān)53 (W、y)相連，工作線圈23的右端D分別于開關(guān)53 (X、z),其中w、z開關(guān)53同時(shí)接通，x、y開關(guān)53同時(shí)接通，并且它們之間交替接通，同樣滿足在工作工程中，勵(lì)磁線圈22中產(chǎn)生的磁通量的一直存在且方向保持不變，工作線圈23產(chǎn)生的磁通量發(fā)生周期性變化。
[0031]參照?qǐng)D1和圖9:控制系統(tǒng)5包括控制芯片51、與控制芯片51相連的位置傳感器52和開關(guān)53。控制芯片51采用的是深圳市東鶴微電子商行提供的型號(hào)為L(zhǎng)298N的電機(jī)控制芯片。開關(guān)53與工作線圈23通過導(dǎo)線相連，開關(guān)53為MOSFET (金氧半場(chǎng)效晶體管)，通過控制芯片51的調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)開關(guān)53的周期性接通和斷開，即周期性的調(diào)節(jié)相應(yīng)定子齒21上工作線圈23的磁通量方向。位置傳感器52包括磁環(huán)521和與磁環(huán)521相匹配的霍爾元件522，其中磁環(huán)521為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，磁環(huán)521與轉(zhuǎn)軸4套接，磁環(huán)521固定在轉(zhuǎn)軸4上，霍爾元件522為深圳市雙杰龍電子有限公司提供的型號(hào)為DN6851的霍爾元件，霍爾元件522固定在殼體I上，霍爾元件522與控制芯片51通過導(dǎo)線相連接?；魻栐?22與磁環(huán)521配合通過反饋轉(zhuǎn)子凸極31的位置，并將該位置信號(hào)傳輸?shù)娇刂菩酒?1，控制芯片51調(diào)節(jié)相應(yīng)開關(guān)53的接通狀態(tài)，從而改變相應(yīng)定子齒21上工作線圈23磁通量方向，達(dá)到改變本發(fā)明一種新型單相無刷馬達(dá)電磁分布情況，為轉(zhuǎn)子提供持續(xù)的電磁轉(zhuǎn)矩的目的。
[0032]圖6和圖8中的開關(guān)53與控制芯片51相連，控制芯片51通過位置傳感器52傳輸過來的位置信號(hào)控制相應(yīng)開關(guān)53的連通狀態(tài)。串聯(lián)或并聯(lián)的勵(lì)磁線圈22和工作線圈23組成的電路直接與電源相連。
[0033]參照?qǐng)D2至圖4中的新型單相無刷馬達(dá)，當(dāng)轉(zhuǎn)子凸極31位于缺口 311的側(cè)邊與21b定子齒21的極靴邊211對(duì)齊和缺口 311的側(cè)邊與21a定子齒21的極靴邊211對(duì)齊之間的位置時(shí)，即位于圖3和圖4所示的狀態(tài)之間時(shí)，如圖2中轉(zhuǎn)子凸極31所處的位置，此時(shí)霍爾元件522與固定在轉(zhuǎn)軸4上的磁環(huán)521配合，能夠準(zhǔn)確的感應(yīng)轉(zhuǎn)子凸極31所處的位置，并將位置信號(hào)傳輸?shù)娇刂菩酒?1，控制芯片51調(diào)整相應(yīng)開關(guān)53使得21a和21h定子齒21上勵(lì)磁線圈22產(chǎn)生的磁通量方向與2Ig和2Ih定子齒21上工作線圈23產(chǎn)生的磁通量的方向相對(duì)應(yīng)，即它們之間可以產(chǎn)生一個(gè)閉合的磁感線回路。同時(shí)21b和21c定子齒21與21a和21b定子齒21、21d和21e定子齒21與21c和21d定子齒21、21f和21g定子齒21與21e和21f定子齒21上勵(lì)磁線圈22和工作線圈23產(chǎn)生的磁通量的方向相對(duì)應(yīng)，此時(shí)轉(zhuǎn)子鐵芯3就會(huì)獲得順時(shí)針方向的電磁轉(zhuǎn)矩，使得轉(zhuǎn)子鐵芯3順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子凸極31轉(zhuǎn)動(dòng)到轉(zhuǎn)子凸極31上的缺口 311的側(cè)邊與21a定子齒21的極靴邊211相對(duì)應(yīng)之前，即圖4所示的狀態(tài)之前時(shí)，同上，霍爾元件522將信號(hào)反饋給控制芯片51，控制芯片51調(diào)節(jié)開關(guān)53，使得工作線圈23上產(chǎn)生的磁通量方向改變，由于慣性和工作線圈23中產(chǎn)生的余磁的作用，轉(zhuǎn)子凸極31會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到并越過圖4所示的狀態(tài)。與此同時(shí)，在控制芯片51的控制下，工作線圈23上產(chǎn)生的磁通量的方向發(fā)生改變，此時(shí)21a和21h定子齒21與21a和21b定子齒21、21b和21c定子齒21與21c和21d定子齒21、21d和21e定子齒21與21e和21f 定子齒21、21f和21g定子齒21與21g和21h定子齒21上勵(lì)磁線圈22和工作線圈23產(chǎn)生的磁通量的方向相對(duì)應(yīng)，使得轉(zhuǎn)子3獲得順時(shí)針方向的電磁轉(zhuǎn)矩。如此轉(zhuǎn)子鐵芯3每轉(zhuǎn)動(dòng)1/8周，如圖3到圖4的狀態(tài)，控制系統(tǒng)5控制工作線圈23發(fā)生一次變化，即通過控制系統(tǒng)5控制工作線圈23產(chǎn)生的磁通量發(fā)生周期性變化，使得轉(zhuǎn)子鐵芯3獲得連續(xù)的順時(shí)針方向的電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子鐵芯3沿順時(shí)針方向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0034]本發(fā)明一種新型單相無刷馬達(dá)在工作過程中。接通電源后，定子齒21上就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，由于轉(zhuǎn)子凸極31的端部設(shè)有缺口 311，該缺口 311對(duì)應(yīng)的區(qū)域的磁阻大于轉(zhuǎn)子凸極31上另外部分對(duì)應(yīng)的區(qū)域的磁阻，這樣使得轉(zhuǎn)子鐵芯3上獲得磁阻性質(zhì)的電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子鐵芯3朝著設(shè)有缺口的一側(cè)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子鐵芯3轉(zhuǎn)動(dòng)就會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0035]轉(zhuǎn)軸4轉(zhuǎn)動(dòng)后，與轉(zhuǎn)軸4固定連接的磁環(huán)521就會(huì)與霍爾元件522配合，獲得定子齒21和轉(zhuǎn)子凸極31位置關(guān)系，并將相應(yīng)信號(hào)傳遞給控制芯片51，控制芯片51通過調(diào)節(jié)相應(yīng)開關(guān)53的開關(guān)狀態(tài)，就會(huì)使得工作線圈23產(chǎn)生的適當(dāng)?shù)拇磐?，在?lì)磁線圈22和工作線圈23產(chǎn)生的總的磁通量的作用下，轉(zhuǎn)子鐵芯3能夠獲得電磁轉(zhuǎn)矩繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。在轉(zhuǎn)子鐵芯3轉(zhuǎn)動(dòng)的工程中，工作線圈23產(chǎn)生的磁通量的方向不斷發(fā)生周期性變化，為轉(zhuǎn)子鐵芯3提供連續(xù)的電磁轉(zhuǎn)矩，使得轉(zhuǎn)軸4和轉(zhuǎn)子鐵芯3 —起連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0036]本發(fā)明不限于定子齒21為八個(gè)，轉(zhuǎn)子凸極31為四個(gè)。滿足轉(zhuǎn)子凸極31的數(shù)量為偶數(shù)個(gè)，且定子齒21的數(shù)量為轉(zhuǎn)子凸極31的數(shù)量的兩倍皆屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。如定子齒21的數(shù)量為四個(gè)，轉(zhuǎn)子凸極31的數(shù)量為兩個(gè)；定子齒21的數(shù)量為十六個(gè)，轉(zhuǎn)子凸極31的數(shù)量為八個(gè)等。
[0037]轉(zhuǎn)子凸極31端 部的缺口 311臨近轉(zhuǎn)子凸極31中心的一側(cè)偏離轉(zhuǎn)子凸極31機(jī)械中心線的夾角β為5°~15°。當(dāng)轉(zhuǎn)子凸極31的數(shù)量少時(shí)，需要將β設(shè)計(jì)得較大，如當(dāng)轉(zhuǎn)子凸極31的數(shù)量為二個(gè)時(shí)，可以將β設(shè)為15°。當(dāng)轉(zhuǎn)子凸極31的數(shù)量多時(shí)，可以將β設(shè)計(jì)得較小，如當(dāng)轉(zhuǎn)子凸極31的數(shù)量為八時(shí)，可以將β設(shè)為5°。
[0038]轉(zhuǎn)子凸極31的端部的寬度與定子齒21的端部的寬度不一定相同，可根據(jù)需要調(diào)整它們的寬度。作為優(yōu)選方式，將轉(zhuǎn)子凸極31的端部的寬度設(shè)計(jì)為與定子齒21的端部的寬度相同，會(huì)使得穿過轉(zhuǎn)子凸極31的磁通量大，因此轉(zhuǎn)子鐵芯3上獲得的電磁轉(zhuǎn)矩也會(huì)增大。
[0039]本發(fā)明一種新型單相無刷馬達(dá)只能繞缺口 311的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，為了增加該該新型單相無刷馬達(dá)的適用范圍，可以將轉(zhuǎn)軸4的兩端都延伸到殼體I的外面，這樣就能夠?yàn)樨?fù)載提供雙向的轉(zhuǎn)動(dòng)，適應(yīng)更多的使用場(chǎng)合。
[0040]以上僅是本發(fā)明的一種實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種新型單相無刷馬達(dá)，其中，包括殼體(I)、與殼體(I)固定相連的定子鐵芯(2)、與定子鐵芯(2)相匹配的轉(zhuǎn)子鐵芯(3)、與轉(zhuǎn)子鐵芯(3)套接的轉(zhuǎn)軸(4)、控制系統(tǒng)(5)，所述轉(zhuǎn)軸(4)與殼體(I)活動(dòng)連接，所述轉(zhuǎn)子鐵芯(3)上均勻地設(shè)有偶數(shù)個(gè)轉(zhuǎn)子凸極(31)，所述轉(zhuǎn)子凸極(31)的端部設(shè)有缺口(311)，所述定子鐵芯(2)上設(shè)有定子齒(21)，所述定子齒(21)的數(shù)量是轉(zhuǎn)子凸極(31)的兩倍，相鄰所述定子齒(21)的根部通過跨距繞組的方式間隔地繞有勵(lì)磁線圈(22)和工作線圈(23)，所述勵(lì)磁線圈(22)和工作線圈(23)產(chǎn)生的磁極數(shù)等于定子齒(21)的齒數(shù)，相鄰所述勵(lì)磁線圈(22)的繞線方向相反，相鄰所述工作線圈(23)的繞線方向相反，所述勵(lì)磁線圈(22)與工作線圈(23)相連接，所述工作線圈(23)與控制系統(tǒng)(5)相連接，所述控制系統(tǒng)(5)控制工作線圈(23)產(chǎn)生的磁通量的方向與相應(yīng)的勵(lì)磁線圈(22)產(chǎn)生的磁通量的方向相對(duì)應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型單相無刷馬達(dá)，其中，所述缺口(311)臨近轉(zhuǎn)子凸極(31)中心的一側(cè)偏離轉(zhuǎn)子凸極(31)機(jī)械中心線的夾角為5°?15°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型單相無刷馬達(dá)，其中，所述定子齒(21)是端部為弧形的T形結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型單相無刷馬達(dá)，其中，所述轉(zhuǎn)子凸極(31)的端部為弧形，所述轉(zhuǎn)子凸極(31)端部的弧度與定子齒(21)的端部的弧度相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種新型單相無刷馬達(dá)，其中，所述轉(zhuǎn)子凸極(31)的端部的寬度與定子齒(21)的端部的寬度相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型單相無刷馬達(dá)，其中，所述轉(zhuǎn)軸(4)與殼體(I)通過軸承(6)相連，所述轉(zhuǎn)軸(4)上設(shè)有與軸承(6)相匹配的卡環(huán)(7)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型單相無刷馬達(dá)，其中，所述勵(lì)磁線圈(22)與工作線圈(23)并聯(lián)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型單相無刷馬達(dá)，其中，所述工作線圈(23)的數(shù)量為兩組，所述兩組工作線圈(23)產(chǎn)生的磁通量的方向相反，所述兩組工作線圈(23)并聯(lián)，所述勵(lì)磁線圈(22)與兩組工作線圈(23)串聯(lián)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1?8任一項(xiàng)所述的一種新型單相無刷馬達(dá)，其中，所述控制系統(tǒng)(5)包括控制芯片(51)、與控制芯片(51)相連的位置傳感器(52)和開關(guān)(53)，所述開關(guān)(53)與工作線圈(23)相連，所述位置傳感器(52)與轉(zhuǎn)軸(4)相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種新型單相無刷馬達(dá)，其中，所述位置傳感器(52)包括磁環(huán)(521)和與磁環(huán)(521)相匹配的霍爾元件(522)，所述磁環(huán)(521)與轉(zhuǎn)軸(4)套接，所述霍爾元件(522)固定在殼體(I)上，所述霍爾元件(522)與控制芯片(51)電連接。
【文檔編號(hào)】H02K3/28GK103475115SQ201310410706
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】丁劍, 張小鋒 申請(qǐng)人:深圳市雅騰電機(jī)有限公司