本發(fā)明涉及單相電機(jī)的，特別是一種不吸鐵粉的單相無(wú)刷電機(jī)控制機(jī)構(gòu)及控制方法的。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有電機(jī)不論三相和單相在各行各業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用，其中在工業(yè)電機(jī)中現(xiàn)有的單相電機(jī)應(yīng)用尤其之多，工業(yè)電機(jī)是現(xiàn)代工業(yè)中廣泛使用的關(guān)鍵設(shè)備，其在驅(qū)動(dòng)機(jī)械、傳輸動(dòng)力和控制系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，在工業(yè)環(huán)境中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，其中對(duì)電機(jī)影響最深的則是能被磁性材料吸附的鐵粉，鐵粉隨著空氣進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部很容易附著在電機(jī)繞組上，電機(jī)在運(yùn)行時(shí)，有一部分鐵粉會(huì)被甩出，但大部分的鐵粉由于電磁吸引力的作用仍然會(huì)依附在電機(jī)繞組上，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的累積，就很容易破壞電機(jī)的內(nèi)部絕緣，從而發(fā)生繞組短路，燒毀電機(jī)的情況，電機(jī)產(chǎn)生鐵粉吸附的原因是：1、電機(jī)內(nèi)部的磨損：工業(yè)電機(jī)在高速旋轉(zhuǎn)和長(zhǎng)期運(yùn)行中，內(nèi)部的金屬部件（如軸承、齒輪和轉(zhuǎn)子）會(huì)相互摩擦，產(chǎn)生微小的金屬顆粒，這些顆粒主要由鐵和其他金屬組成，通稱為鐵粉；2、磁場(chǎng)效應(yīng)：電機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的電磁場(chǎng)是驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的主要?jiǎng)恿υ?，然而，這些電磁場(chǎng)不僅僅作用于電機(jī)內(nèi)部，還會(huì)向周圍環(huán)境擴(kuò)散，這些磁場(chǎng)會(huì)吸引周圍環(huán)境中的鐵粉，特別是在鐵質(zhì)材料多的環(huán)境中更為明顯；3、環(huán)境污染：工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中普遍存在著大量的微小顆粒物，包括鐵粉，這些顆粒物通過(guò)空氣、潤(rùn)滑油或其他介質(zhì)進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，積累在關(guān)鍵部位，導(dǎo)致電機(jī)吸附鐵粉，鐵粉的吸附對(duì)工業(yè)電機(jī)的正常工作產(chǎn)生了多方面的負(fù)面影響：1、性能下降：鐵粉積累在電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子之間，會(huì)增加摩擦阻力，導(dǎo)致電機(jī)的運(yùn)行效率降低，這種摩擦不僅消耗了更多的能量，還可能導(dǎo)致電機(jī)發(fā)熱，進(jìn)一步影響電機(jī)性能；2、磨損加?。鸿F粉會(huì)加速電機(jī)內(nèi)部金屬部件的磨損，縮短電機(jī)的使用壽命，特別是對(duì)于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)，磨損的加劇會(huì)導(dǎo)致電機(jī)更頻繁地需要維修和更換零部件，增加了維護(hù)成本；3、故障率提高：鐵粉可能堵塞電機(jī)內(nèi)部的冷卻通道，導(dǎo)致電機(jī)無(wú)法有效散熱，增加了電機(jī)過(guò)熱和燒毀的風(fēng)險(xiǎn)，此外，鐵粉可能會(huì)破壞電機(jī)的絕緣層，導(dǎo)致短路等電氣故障；4、潤(rùn)滑效果減弱：鐵粉進(jìn)入潤(rùn)滑油系統(tǒng)，會(huì)污染潤(rùn)滑油，降低其潤(rùn)滑效果，污染的潤(rùn)滑油不僅無(wú)法有效減少摩擦，還可能增加部件的磨損，進(jìn)一步影響電機(jī)的運(yùn)行，以上多方面影響導(dǎo)致工業(yè)電機(jī)不得不考慮此問(wèn)題，現(xiàn)有市面上常見(jiàn)的解決方案是在電機(jī)的進(jìn)氣口或潤(rùn)滑油系統(tǒng)中安裝過(guò)濾裝置，可以部分過(guò)濾掉鐵粉，但過(guò)濾裝置需要定期更換和維護(hù)否則會(huì)失效，無(wú)法長(zhǎng)久的避免鐵粉吸附問(wèn)題，因此需要研究一種不吸鐵粉的單相無(wú)刷電機(jī)及控制其的電子裝備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，提出一種不吸鐵粉的單相無(wú)刷電機(jī)控制機(jī)構(gòu)及控制方法，能夠在全開(kāi)模式下對(duì)驅(qū)動(dòng)波形進(jìn)行斬波，使電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中空出一個(gè)周期來(lái)排出金屬粉塵，從而解決工業(yè)壞境中鐵粉吸附問(wèn)題，使電機(jī)變得具有高效、耐用和低維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種不吸鐵粉的單相無(wú)刷電機(jī)的控制機(jī)構(gòu)，包括電機(jī)本體、無(wú)級(jí)變速風(fēng)扇、霍爾傳感器、電路板、電源電路、控制電路、限流保護(hù)電路、驅(qū)動(dòng)電路和串口，所述電機(jī)本體內(nèi)設(shè)置有霍爾傳感器，所述霍爾傳感器與電路板的串口相連，所述電路板上設(shè)置有電源電路、控制電路、限流保護(hù)電路、驅(qū)動(dòng)電路和串口，所述電源電路與限流保護(hù)電路相連，所述限流保護(hù)電路與控制電路相連，所述控制電路與驅(qū)動(dòng)電路相連，所述驅(qū)動(dòng)電路包括h橋電路和驅(qū)動(dòng)單元，所述電路板上均勻設(shè)置有若干分別與電源電路、控制電路、限流保護(hù)電路、驅(qū)動(dòng)電路相連的串口，所述霍爾傳感器通過(guò)串口與控制電路相連，所述電機(jī)本體的外側(cè)設(shè)置有無(wú)級(jí)變速風(fēng)扇，所述無(wú)級(jí)變速風(fēng)扇通過(guò)串口與驅(qū)動(dòng)電路相連。

3、作為優(yōu)選，所述電機(jī)本體內(nèi)設(shè)置若干溫度感應(yīng)器，所述電機(jī)本體的外側(cè)面均勻環(huán)繞設(shè)置有若干散熱鰭片，所述散熱鰭片內(nèi)穿插設(shè)置有液冷導(dǎo)管，所述液冷導(dǎo)管為導(dǎo)熱軟管，所述液冷導(dǎo)管的兩端延伸設(shè)置散熱鰭片外部，所述液冷導(dǎo)管的兩端分別連通設(shè)置有微型無(wú)級(jí)變速水泵，所述微型無(wú)級(jí)變速水泵浸沒(méi)在外置冷卻液槽內(nèi)，所述外置冷卻液槽可拆卸設(shè)置在電機(jī)本體外部，所述溫度感應(yīng)器與微型無(wú)級(jí)變速水泵相連。

4、作為優(yōu)選，所述霍爾傳感器的數(shù)量有多個(gè)，所述霍爾傳感器均勻環(huán)繞設(shè)置在電機(jī)本體內(nèi)的轉(zhuǎn)子周圍，所述電機(jī)本體內(nèi)部對(duì)應(yīng)霍爾傳感器位置設(shè)置有限位安裝槽。

5、作為優(yōu)選，所述電源電路包括主供電電路和副供電電路，所述主供電電路與限流保護(hù)電路相連，所述副供電電路與控制電路直接相連，所述副供電電路的輸出電壓電流小于主供電電路的電壓電流，所述副供電電路的輸出電壓為12v，所述副供電電路的輸出電流為1a。

6、作為優(yōu)選，所述限流保護(hù)電路包括恒流模塊、濾波電路和限流保護(hù)器，所述濾波電路與恒流模塊相連，所述恒流模塊與限流保護(hù)器相連。

7、作為優(yōu)選，所述控制電路包括內(nèi)置控制程序的單片機(jī)和輔助供電模塊，所述單片機(jī)和輔助供電模塊相連，所述輔助供電模塊內(nèi)可拆卸安裝有紐扣電池。

8、作為優(yōu)選，所述驅(qū)動(dòng)單元包括內(nèi)置控制程序的微型芯片，所述微型芯片與h橋電路相連。

9、作為優(yōu)選，所述h橋電路包括控制開(kāi)關(guān)q1、控制開(kāi)關(guān)q2、控制開(kāi)關(guān)q3、控制開(kāi)關(guān)q4、電感l(wèi)和電阻r，所述控制開(kāi)關(guān)q1和控制開(kāi)關(guān)q2并聯(lián)設(shè)置，所述控制開(kāi)關(guān)q1的一端與電感l(wèi)的一端相連，所述控制開(kāi)關(guān)q2的一端與電感l(wèi)的另一端相連，所述控制開(kāi)關(guān)q3和控制開(kāi)關(guān)q4并聯(lián)設(shè)置，所述控制開(kāi)關(guān)q3的一端與電感l(wèi)的一端相連，所述控制開(kāi)關(guān)q4的一端與電感l(wèi)的另一端相連，所述控制開(kāi)關(guān)q3和控制開(kāi)關(guān)q4并聯(lián)后與電阻r相連，所述電阻r的一端接地。

10、作為優(yōu)選，所述無(wú)級(jí)變速風(fēng)扇的外側(cè)包覆設(shè)置有防護(hù)網(wǎng)罩，所述防護(hù)網(wǎng)罩包括隔離內(nèi)網(wǎng)罩和磁吸外網(wǎng)罩，所述隔離內(nèi)網(wǎng)罩為絕緣塑料網(wǎng)罩，所述磁吸外網(wǎng)罩為電磁鐵網(wǎng)罩，所述磁吸外網(wǎng)罩可拆卸設(shè)置在隔離內(nèi)網(wǎng)罩的外部，所述磁吸外網(wǎng)罩的網(wǎng)眼直徑大于隔離內(nèi)網(wǎng)罩的網(wǎng)眼直徑。

11、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種不吸鐵粉的單相無(wú)刷電機(jī)控制方法，依次包括以下步驟：

12、步驟一，啟動(dòng)電機(jī)本體，霍爾傳感器實(shí)時(shí)感應(yīng)電機(jī)本體的轉(zhuǎn)子位置，霍爾傳感器將感應(yīng)到的轉(zhuǎn)子位置信息傳輸?shù)娇刂齐娐罚?/p>

13、步驟二，控制電路計(jì)算分析后將位置信息傳遞到驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路控制驅(qū)動(dòng)單元根據(jù)控制電路計(jì)算分析的位置信息推送啟動(dòng)占空比，驅(qū)動(dòng)單元判斷是否達(dá)到全開(kāi)轉(zhuǎn)速，沒(méi)有達(dá)到全開(kāi)轉(zhuǎn)速繼續(xù)推送占空比，反之進(jìn)入全開(kāi)模式，全開(kāi)模式整個(gè)換相周期根據(jù)霍爾信號(hào)的頻率進(jìn)行跟隨，其中方波占空比根據(jù)功率大小來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)；

14、步驟三，對(duì)全開(kāi)模式的波形進(jìn)行斬波，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到位于霍爾傳感器讀取傳回來(lái)的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)波形和全開(kāi)模式下斬波過(guò)后的波形兩極之間時(shí)斬掉電壓形成電流的瞬間變化，使磁場(chǎng)被削弱到不吸附鐵粉，然后無(wú)級(jí)變速風(fēng)扇在高轉(zhuǎn)速下推出的強(qiáng)風(fēng)將鐵粉吹出電機(jī)本體，每個(gè)周期持續(xù)往復(fù)。

15、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過(guò)將電機(jī)本體、無(wú)級(jí)變速風(fēng)扇、霍爾傳感器、電路板、電源電路、控制電路、限流保護(hù)電路、驅(qū)動(dòng)電路和串口結(jié)合在一起，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化，整個(gè)換相周期根據(jù)霍爾信號(hào)的頻率進(jìn)行跟隨，其中方波占空比根據(jù)功率大小來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，全開(kāi)只有一次開(kāi)跟關(guān)，大幅度降低開(kāi)關(guān)頻率，當(dāng)使用全開(kāi)模式驅(qū)動(dòng)時(shí)程序?qū)⑹褂脭夭?，將不做功的時(shí)段用作于抵消永磁體固有磁場(chǎng)，使得每個(gè)周期有一段時(shí)間鐵粉能被電機(jī)軸連的風(fēng)扇吹出，來(lái)達(dá)到不吸鐵粉的功能，能夠在全開(kāi)模式下對(duì)驅(qū)動(dòng)波形進(jìn)行斬波，使電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中空出一個(gè)周期來(lái)排出金屬粉塵，從而解決工業(yè)壞境中鐵粉吸附問(wèn)題，使電機(jī)變得具有高效、耐用和低維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

16、本發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。