一種用于油煙機(jī)的無位置傳感器永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)機(jī)，具體是一種用于油煙機(jī)的無位置傳感器永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場上用于油煙機(jī)的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)共有兩種，其中絕大部分使用單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，極少一部分使用有位置傳感器的永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)。
[0003]單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流大于額定工作電流，一般為額定電流的3-5倍，故啟動(dòng)時(shí)對電網(wǎng)和電動(dòng)機(jī)造成大電流沖擊。單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)力矩小，故電網(wǎng)電壓低于180V工況條件下電動(dòng)機(jī)很難起動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)，不能寬電壓范圍工作。用于油煙機(jī)的單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)采用抽頭調(diào)速并通過開/關(guān)控制，一般只能設(shè)2檔或者3檔，控制性能簡單，無穩(wěn)速功能。當(dāng)室外的負(fù)壓增大時(shí)，電動(dòng)機(jī)就掉速，功率增大，不能自動(dòng)適應(yīng)負(fù)荷變化。使用單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的油煙機(jī)排風(fēng)量較低，產(chǎn)生的風(fēng)壓靜壓值較低，全壓效率低，普遍處于10-20%左右。圖7所示，其為現(xiàn)有技術(shù)中某型號油煙機(jī)使用單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的空氣性能記錄。
[0004]有位置傳感器的永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)一般需在電機(jī)內(nèi)部安置可以感應(yīng)轉(zhuǎn)子位置信號的霍爾元件。由于油煙機(jī)處在廚房，屬于高溫潮濕工作環(huán)境，一般傳感器如霍爾元件對于高溫潮濕環(huán)境敏感，長期工作下容易發(fā)生溫度漂移失效，可靠性和電機(jī)工作壽命期望值不高。對于環(huán)境不敏感的傳感器如旋轉(zhuǎn)編碼器的價(jià)格非常高昂，不適于日常家用電器用途，因此有必要對現(xiàn)有技術(shù)中的電機(jī)技術(shù)及結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步改善。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是為了克服已有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，生產(chǎn)成本低，結(jié)構(gòu)方法新穎，工作穩(wěn)定高效的一種用于油煙機(jī)的無位置傳感器永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)。
[0006]本實(shí)用新型目的是用以下方式實(shí)現(xiàn)的:一種用于油煙機(jī)的無位置傳感器永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)，其包括安裝有滾動(dòng)軸承的前端蓋及后端蓋，主軸上安裝轉(zhuǎn)子后通過該滾動(dòng)軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在前后端蓋上，所述的前后端蓋間還安裝定子鐵芯，其特征在于:所述的定子鐵芯由硅鋼片自動(dòng)扣合疊壓而成，采用12槽圓周分布設(shè)計(jì)，定子鐵芯前后兩端設(shè)置有可以對插搭接的前繞線架和后繞線架，繞線架安裝在定子鐵芯的線槽中組成槽絕緣，絕緣槽內(nèi)安裝線圈；
[0007]所述的線圈采用集中式繞組工藝，分別由U、V、W三相組成，其中U相由U1、U2、U3、U4四個(gè)線圈串聯(lián)構(gòu)成，V相由V1、V2、V3、V4四個(gè)線圈串聯(lián)構(gòu)成，W相由Wl、W2、W3、W4四個(gè)線圈串聯(lián)構(gòu)成；U、V、W三相線圈通過UN、VN、W1^^聯(lián)構(gòu)成三相星形繞組，繞組通過引出線與比例積分微分(PID)模糊控制驅(qū)動(dòng)器電聯(lián)。
[0008]所述的前繞線架和后繞線架由耐熱阻燃塑料注射成型。
[0009]所述的轉(zhuǎn)子為通過鑲嵌注塑工藝成型固定在主軸外的磁環(huán)。
[0010]所述的磁環(huán)為8極磁場的永磁體。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:1、本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、組裝方便，生產(chǎn)成本低，市場競爭力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。2、本電機(jī)結(jié)合比例積分微分模糊控制器(PID)，電動(dòng)機(jī)具有起動(dòng)及運(yùn)轉(zhuǎn)性能好，寬電壓范圍正常工作，無級調(diào)速，自動(dòng)適應(yīng)負(fù)荷等能力和優(yōu)點(diǎn)。使用無位置傳感器永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的油煙機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓靜壓值高，排風(fēng)量大，全壓效率高，節(jié)能省電。3、電機(jī)無需使用例如光敏開關(guān)，霍爾元件或旋轉(zhuǎn)編碼器等位置傳感器件。節(jié)省了額外的位置傳感器及其附件的材料成本，相應(yīng)的工藝成本和檢測成本，同時(shí)避免了傳感器本身及其組裝生產(chǎn)過程中可能存在的失效風(fēng)險(xiǎn)，提高了產(chǎn)品可靠性。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0013]圖2為本實(shí)用新型中轉(zhuǎn)子磁路示意圖。
[0014]圖3為本實(shí)用新型中定子結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4為本實(shí)用新型中三相繞組接線示意圖。
[0016]圖5為本實(shí)用新型中結(jié)構(gòu)裝配圖。
[0017]圖6為本實(shí)用新型中為本實(shí)用新型電機(jī)空氣性能記錄表。
[0018]圖7為本實(shí)用新型中為現(xiàn)有技術(shù)中電機(jī)空氣性能記錄表。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作具體進(jìn)一步的說明。一種用于油煙機(jī)的無位置傳感器永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)，其包括安裝有滾動(dòng)軸承I的前端蓋2及后端蓋3，主軸4上安裝轉(zhuǎn)子后通過該滾動(dòng)軸承I可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在前后端蓋上，所述的前后端蓋間還安裝定子鐵芯5，其特征在于:所述的定子鐵芯由硅鋼片自動(dòng)扣合疊壓而成，采用12槽圓周分布設(shè)計(jì)，定子鐵芯5前后兩端設(shè)置有可以對插搭接的前繞線架6和后繞線架7，繞線架安裝在定子鐵芯的線槽中組成槽絕緣，絕緣槽內(nèi)安裝線圈8 ;
[0020]所述的線圈8采用集中式繞組工藝，分別由U、V、W三相組成，其中U相由Ul、U2、U3、U4四個(gè)線圈串聯(lián)構(gòu)成，V相由V1、V2、V3、V4四個(gè)線圈串聯(lián)構(gòu)成，W相由W1、W2、W3、W4四個(gè)線圈串聯(lián)構(gòu)成；U、V、W三相線圈通過UN、VN、W#聯(lián)構(gòu)成三相星形繞組，繞組通過引出線9與比例積分微分(PID)模糊控制驅(qū)動(dòng)器電聯(lián)。
[0021]所述的前繞線架6和后繞線架7由耐熱阻燃塑料注射成型。
[0022]所述的轉(zhuǎn)子為通過鑲嵌注塑工藝成型固定在主軸外的磁環(huán)91。
[0023]所述的磁環(huán)91為8極磁場的永磁體。
[0024]工作原理:本實(shí)用新型提供了一種用于油煙機(jī)的無位置傳感器永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)，該永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)結(jié)合無位置傳感器驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，通過比例積分微分(PID)模糊控制功能可對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行無級調(diào)速和自動(dòng)穩(wěn)速控制，電網(wǎng)電壓低至150V、高至250V也可正常運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)寬電壓范圍工作，從而提升其適用范圍。
[0025]在實(shí)際使用過程中，通過比例積分微分(PID)模糊控制功能對電動(dòng)機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制。當(dāng)油煙機(jī)室外的負(fù)壓較大，需要油煙機(jī)輸出更高動(dòng)能時(shí)，而傳統(tǒng)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)不能調(diào)節(jié)，只有掉速，消耗電力增大；而當(dāng)油煙機(jī)室外的負(fù)壓較小，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)往往能量過剩白白浪費(fèi)電力。在本結(jié)構(gòu)中，無刷直流電動(dòng)機(jī)隨油煙機(jī)室外的負(fù)壓變化自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，對負(fù)荷進(jìn)行自動(dòng)匹配，改善了舒適性，也可以節(jié)省了電力。
[0026]使用本實(shí)用新型的永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)結(jié)合無位置傳感器驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)作為主驅(qū)動(dòng)的油煙機(jī)，風(fēng)壓靜壓值高，排風(fēng)量大，全壓效率高，節(jié)能省電。圖7所示，其為本實(shí)用新型中電機(jī)的空氣性能測試記錄表。與圖6的感應(yīng)電機(jī)對比可知，使用同一油煙機(jī)型號，風(fēng)壓最大靜壓值提高了 37%，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定風(fēng)量時(shí)的靜壓值提高了 37.4%，最大風(fēng)量增大了 23.1%，全壓效率提高了 12.3%，標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量時(shí)主電機(jī)的輸入功率降低了 13.8%。通過對比得知，本結(jié)構(gòu)的電機(jī)具有優(yōu)良的電氣性能，故可廣泛推廣使用。
[0027]進(jìn)一步地:由于本實(shí)用新型提供的永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)采用無位置傳感器控制方案。電機(jī)無需使用例如光敏開關(guān)，霍爾元件或旋轉(zhuǎn)編碼器等位置傳感器件。節(jié)省了額外的位置傳感器及其附件的材料成本，相應(yīng)的工藝成本和檢測成本，同時(shí)避免了傳感器本身及其組裝生產(chǎn)過程中可能存在的失效風(fēng)險(xiǎn)，提高了產(chǎn)品可靠性。
[0028]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理和主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于油煙機(jī)的無位置傳感器永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)，其包括安裝有滾動(dòng)軸承(I)的前端蓋(2 )及后端蓋(3 )，主軸(4 )上安裝轉(zhuǎn)子后通過該滾動(dòng)軸承(I)可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在前后端蓋上，所述的前后端蓋間還安裝定子鐵芯(5)，其特征在于:所述的定子鐵芯由硅鋼片自動(dòng)扣合疊壓而成，采用12槽圓周分布設(shè)計(jì)，定子鐵芯(5)前后兩端設(shè)置有可以對插搭接的前繞線架(6)和后繞線架(7)，繞線架安裝在定子鐵芯的線槽中組成槽絕緣，絕緣槽內(nèi)安裝線圈(8)； 所述的線圈(8)采用集中式繞組工藝，分別由U、V、W三相組成，其中U相由U1、U2、U3、U4四個(gè)線圈串聯(lián)構(gòu)成，V相由V1、V2、V3、V4四個(gè)線圈串聯(lián)構(gòu)成，W相由Wl、W2、W3、W4四個(gè)線圈串聯(lián)構(gòu)成；U、V、W三相線圈通過UN、VN、W1^^聯(lián)構(gòu)成三相星形繞組，繞組通過引出線(9)與比例積分微分(PID)模糊控制驅(qū)動(dòng)器電聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于油煙機(jī)的無位置傳感器永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述的前繞線架(6)和后繞線架(7)由耐熱阻燃塑料注射成型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于油煙機(jī)的無位置傳感器永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)子為通過鑲嵌注塑工藝成型固定在主軸外的磁環(huán)(91)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于油煙機(jī)的無位置傳感器永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)，其特征在于:所述的磁環(huán)(91)為8極磁場的永磁體。
【專利摘要】一種用于油煙機(jī)的無位置傳感器永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)，其包括安裝有滾動(dòng)軸承的前端蓋及后端蓋，主軸上安裝轉(zhuǎn)子后通過該滾動(dòng)軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在前后端蓋上，其特征在于：所述的定子鐵芯由硅鋼片自動(dòng)扣合疊壓而成，定子鐵芯前后兩端設(shè)置有可以對插搭接的前繞線架和后繞線架，繞線架安裝在定子鐵芯的線槽中組成槽絕緣，絕緣槽內(nèi)安裝線圈，線圈與比例積分微分模糊控制驅(qū)動(dòng)器電聯(lián)。本實(shí)用新型的有益效果是：本電機(jī)結(jié)合比例積分微分模糊控制器(PID)，電動(dòng)機(jī)具有起動(dòng)及運(yùn)轉(zhuǎn)性能好，寬電壓范圍正常工作，無級調(diào)速，自動(dòng)適應(yīng)負(fù)荷等能力和優(yōu)點(diǎn)。使用無位置傳感器永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)的油煙機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓靜壓值高，排風(fēng)量大，全壓效率高，節(jié)能省電。
【IPC分類】H02K1-16, H02K29-00, H02K3-28
【公開號】CN204597749
【申請?zhí)枴緾N201520154164
【發(fā)明人】潘金凌, 李承華
【申請人】佛山市順德區(qū)志尚電器有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年3月18日