本發(fā)明涉及無刷電機和無刷電機驅(qū)動器電路。

背景技術(shù)

0、
背景技術(shù)：

1、無刷電機由電機主體和驅(qū)動器電路組成，是一種典型的機電一體化產(chǎn)品。

2、在以往的三相永磁無刷電機運轉(zhuǎn)過程中，與三相交流感應(yīng)電動機相同，當電機繞組發(fā)生缺相時，一般都導(dǎo)致無刷電機燒毀，據(jù)一些生產(chǎn)無刷電機的大公司的數(shù)據(jù)分析，大概缺相導(dǎo)致的無刷電機燒毀約占20％，而在軍事，航空，航天等領(lǐng)域，為了要求高可靠性，不得不采用六相無刷電機，以當缺相發(fā)生時還能降低性能運轉(zhuǎn)。但六相無刷電機使得制造和驅(qū)動器方面都帶來新的難點，并且電機相數(shù)越多也使得轉(zhuǎn)速下降而達不到原希望的轉(zhuǎn)速。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供高可靠性徑向磁場永磁無刷電機和驅(qū)動器電路，從理論和技術(shù)上解決了三相永磁無刷電機缺相導(dǎo)致電機燒毀的問題，極大的提高了三相永磁無刷電機的可靠性。對于廣泛使用的二倍槽和單倍槽的徑向磁場三相永磁無刷電機，本發(fā)明提供的高可靠性徑向磁場永磁無刷電機和驅(qū)動器電路所驅(qū)動的無刷電機在帶負載運轉(zhuǎn)過程中，當有缺相發(fā)生時，輸入功率自動減小為原有的80％左右，轉(zhuǎn)速降為原有的85％左右，但長時間運行也不會燒毀，不缺相時恢復(fù)原有性能，并且停止轉(zhuǎn)動后能夠重新啟動運轉(zhuǎn)。其電機制造工藝和成本以及電機性能與原有電機相同，電機定子和轉(zhuǎn)子的磁場與電機轉(zhuǎn)軸垂直，故命名為高可靠性徑向磁場永磁無刷電機和驅(qū)動器電路。

2、本發(fā)明的高可靠性徑向磁場永磁無刷電機繞組的定子是圓筒形的內(nèi)部有用于繞制繞組的電樞齒和電樞槽的導(dǎo)磁材料如硅鋼片構(gòu)成，轉(zhuǎn)子是在徑向充有永磁性的圓柱體磁性材料圓柱，該圓柱也可據(jù)制造工藝采用在圓柱形導(dǎo)磁體上鑲嵌永磁體的方式構(gòu)成，該圓柱體磁性材料可以是實心的也可以是空心的。

3、本發(fā)明的高可靠性徑向磁場永磁無刷電機的驅(qū)動器電路由可調(diào)控制轉(zhuǎn)速的pwm脈寬調(diào)制器，并且用微控制器mcu來加以實現(xiàn)，以及帶動各相繞組線圈的h橋式功率驅(qū)動器(一般是大功率mos管或者igbt復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件模塊)構(gòu)成。

技術(shù)特征：

1.高可靠性徑向磁場永磁無刷電機和驅(qū)動器電路，包括電機和驅(qū)動器電路，其特征是：高可靠性徑向磁場永磁無刷電機其電機定子由內(nèi)部是圓桶形并開有用于繞線的電樞槽和電樞齒的硅鋼片疊加而成，定子上繞組通電后產(chǎn)生的磁力線與電機轉(zhuǎn)軸相垂直，產(chǎn)生徑向磁場；圓柱形永磁體轉(zhuǎn)子上裝有永磁體，圓柱形永磁體轉(zhuǎn)子的磁力線與電機轉(zhuǎn)軸相垂直并按徑向分布，定子線圈的繞制方式是按分布方式相隔一定數(shù)量的電樞齒齒槽繞制，同一相繞組的相鄰二個線圈繞向相反，各相繞組間隔一定距離放置；其驅(qū)動器電路是用h橋式功率驅(qū)動器，每一相繞組的二端分別接于各自的h橋式功率驅(qū)動器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高可靠性徑向磁場永磁無刷電機和驅(qū)動器電路，其特征是：高可靠性徑向磁場永磁無刷電機的圓柱形永磁體轉(zhuǎn)子在外徑向上的磁極數(shù)量與繞組相數(shù)和定子電樞槽數(shù)的關(guān)系是：定子電樞槽數(shù)等于永磁體轉(zhuǎn)子在外徑向上的南北磁極之和的數(shù)量乘繞組相數(shù)3再乘倍槽數(shù)k，倍槽數(shù)k等于1時為單倍槽結(jié)構(gòu)，倍槽數(shù)k等于2時為二倍槽結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的高可靠性徑向磁場永磁無刷電機和驅(qū)動器電路，其特征是：在倍槽數(shù)k等于1的單倍槽結(jié)構(gòu)時，高可靠性徑向磁場永磁無刷電機在定子電樞槽數(shù)等于永磁體轉(zhuǎn)子南北磁極之和的數(shù)量乘相數(shù)情況下，定子同一相繞組的相鄰兩個線圈繞向相反，當不計相鄰兩個線圈中心所在的電樞齒時，相鄰兩個線圈中心間隔2個電樞齒；當不計相鄰兩相繞組線圈中心所在的電樞齒時，相鄰二相繞組線圈中心相隔一個電樞齒，各相繞組的起始端和終止端都分別相接于各自的h橋式功率驅(qū)動器上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的高可靠性徑向磁場永磁無刷電機和驅(qū)動器電路，其特征是：在倍槽數(shù)k等于2的二倍槽結(jié)構(gòu)時，高可靠性徑向磁場永磁無刷電機的定子電樞槽數(shù)等于永磁體轉(zhuǎn)子南北磁極之和的數(shù)量乘相數(shù)的二倍，定子同一相繞組的相鄰兩個線圈繞向相反，當不計相鄰兩個線圈中心所在的電樞齒時，相鄰兩個線圈中心間隔5個電樞齒；當不計相鄰兩相繞組線圈中心所在的電樞齒時，相鄰二相繞組線圈中心相隔3個電樞齒，各相繞組的起始端和終止端都分別相接于各自的h橋式功率驅(qū)動器上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的高可靠性徑向磁場永磁無刷電機和驅(qū)動器電路，其特征是：高可靠性徑向磁場永磁無刷電機轉(zhuǎn)子是圓柱形并在外徑向有磁極的永磁體轉(zhuǎn)子，其磁極磁場與電機轉(zhuǎn)軸垂直。

6.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的高效全磁極多相驅(qū)動無刷電機和驅(qū)動器電路，其特征在于：各相繞組功率驅(qū)動器件由二組串聯(lián)的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件igbt組成的左臂和另外二組串聯(lián)的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件igbt組成的右臂所構(gòu)成的h橋式功率驅(qū)動器組成，各相繞組的起始端和終止端都接于各自的h橋式功率驅(qū)動器左臂和右臂的中點上，每組h橋式功率驅(qū)動器的左臂和右臂的上下部控制端都分別由4個不同的信號控制，功率驅(qū)動器件亦可以采用大功率mos場效應(yīng)管和其它大功率半導(dǎo)體功率器件。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效全磁極多相驅(qū)動無刷電機和驅(qū)動器電路，其特征在于：電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動速度由脈沖寬度調(diào)制信號調(diào)節(jié)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供高可靠性徑向磁場永磁無刷電機和驅(qū)動器電路，從理論和技術(shù)上解決了三相永磁無刷電機缺相導(dǎo)致電機燒毀的問題，極大的提高了三相永磁無刷電機的可靠性。對于廣泛使用的二倍槽和單倍槽的徑向磁場三相永磁無刷電機，本發(fā)明提供的高可靠性徑向磁場永磁無刷電機和驅(qū)動器電路所驅(qū)動的無刷電機在帶負載運轉(zhuǎn)過程中，當有缺相發(fā)生時，輸入功率自動減小為原有的80％左右，轉(zhuǎn)速降為原有的85％左右，但長時間運行也不會燒毀，不缺相時恢復(fù)原有性能，并且停止轉(zhuǎn)動后能夠重新啟動運轉(zhuǎn)。其電機制造工藝和成本以及電機性能與原有電機相同。在軍事，航空，航天和新能源船舶以及新能源汽車等要求高可靠性的地方有廣泛的應(yīng)用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：彭宇科,彭玉婷,彭明
受保護的技術(shù)使用者：彭宇科
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19