一种内置驱动器的无刷风机及其控制方式的制作方法

本发明涉及洁具电器技术领域，具体涉及一种内置驱动器的无刷风机及其控制方式。

背景技术：

干手器是一种卫浴间用烘干双手或者吹干双手的洁具电器，分为感应式自动干手器和手动干手器。它主要运用于宾馆、餐馆、科研机构、医院、公共娱乐场所和每个家庭的卫生间等。干手器中设置有风机和加热装置，洗手后，将手伸在干手器的出风口处，干手器会自动送出舒适的暖风，迅速使手变干，而当手离开干手器的出风口处时，干手器会自动停风关机，无需使用毛巾擦干手上水分，可防止疾病交叉感染。

然而现有的干手器由于内部的无刷风机存在着出风速度慢，出风稳定性不足，风力大小存在波动，使得用户需要较长时间进行烘干，进而影响用户使用体验，同时现有的无刷风机和相应的变频驱动器是分开单独安装，占用空间较大，并且驱动器普遍存在发热严重的问题，导致驱动器使用寿命缩短，严重影响干手器的正常使用，因而对现有的干手器进行改进是非常必要的。

技术实现要素：

为了克服背景技术的不足，本发明提供一种内置驱动器的无刷风机及其控制方式，主要解决了现有干手器中无刷风机存在着出风慢、稳定性差、占用空间大和驱动器发热严重的问题，该内置驱动器的无刷风机结构简单合理，通过风轮、出风支架、出风下盖和出风上盖相互配合，使风在导向凸起i、导向凸起ii和导向块引导压制下从环形出风口吹出，进而提高出风的速度和稳定性，同时将驱动器设置于无刷风机内部，减少占用空间，并利用风机工作时的空气流通对驱动器进行散热，有效延长了驱动器的使用寿命，大大地提高无刷风机的整体性能，实用方便，运行平稳，使用寿命长，易于推广。

本发明所采用的技术方案是：一种内置驱动器的无刷风机，包括有风机本体和驱动器，所述风机本体包括有风机壳体以及设置于风机壳体内的电机组件，驱动器设置于风机壳体内部，驱动器包括有固定连接风机壳体的pcb电路板，pcb电路板上设置有相互配合的电源电路、信号电路、pwm控制电路、驱动电路、三相逆变桥电路和电机检测电路，风机本体还包括有设置于风机壳体上部的出风组件，出风组件包括有相配合的风轮、出风上盖、出风下盖和出风支架，出风下盖上设置有围绕风轮呈旋涡状分布的导向凸起i和导向凸起ii，出风下盖上设置带有环形出风口的出风上盖，环形出风口内均匀分布有导向块；

所述pcb电路板整体为圆形结构设置且其中心处设置有圆形通孔，pcb电路板上设置有圆弧形的散热片，pcb电路板上还设置有温度检测电路；

所述pwm控制电路分别与所述的电源电路、信号电路、驱动电路、三相逆变桥电路、电机检测电路和温度检测电路相互电气连接，pwm控制电路设置有pwm发生芯片u2，电源电路上设置有相互配合的整流降压模块、300v电源电压和12v电源电压，信号电路设置有与pwm发生芯片相互电气连接的信号接口j3和三极管q1，信号电路还设置有稳压器u1及相应的5v电源电压vcc，驱动电路包括有驱动芯片u3、u4、u5、二极管d1、d2、d3、电容c8、c10、c12、电解电容c9、c11、c13、电阻r7、r8、r9、r10、r11、r12、r13、r14、r15、r16、r17、r18，驱动芯片u3、u4、u5的电源端连接的12v电源电压，三相桥式逆变电路包括电机接口j4、j5、j6、mos管q2、q3、q4、q5、q6、q7、电阻r19、r20、r21、r22、r23、r24、r25、r26、r27、电容c14、c23，mos管q2、q4、q6的漏极均连接于12v电源电压，mos管q2、q3、q4、q5、q6、q7分别固定连接于所述的散热片，电机检测电路包括有霍尔传感器u6、u7、u8、电阻r28、r29、r30、r31、r32、r33、电容c15、c16、c17，温度检测电路上设置电阻r5和热敏电阻r6；

所述电机组件包括有相互配合的定子、转子、转轴和所述的驱动器，定子包括有相互配合的线圈骨架和线圈绕组，线圈绕组与驱动器相互电气连接，转轴上下两端分别固定连接所述的风轮和转子，转轴上套设有相配合的转轴套与两轴承，两轴承外套设有与其相适配的轴承套，轴承套上部设置有与轴承相配合的卡环，轴承套外还套设有位于所述风轮下方的出风支架；

所述风轮上设置有导风板以及均匀分布于导风板上的叶片，导风板的横向截面为弧形结构设置，风轮中部设置有圆形凹槽，圆形凹槽的中心处设置有与所述转轴相适配的转轴通孔，风轮外套设有所述的出风下盖，出风下盖与出风上盖相互固定连接，出风上盖上设置有分别与所述导向凸起i和导向凸起ii相适配的导向槽i和导向槽ii，出风上盖上侧设置有凸起结构，凸起结构上均匀分布有加强块；

所述风机壳体下端设置有与其固定连接的风机盖板，风机壳体内设置有与所述轴承套相对应的固定支架，固定支架下侧设置有与所述定子相对应的定子凸起，风机壳体下侧设置有进风口i，风机盖板上设置有进风口ii和进风口iii。

一种基于内置驱动器的无刷风机的控制方法，包括如下步骤：

（1）对驱动器上设置的电源电路、信号电路、pwm控制电路、驱动电路、三相逆变桥电路、电机检测电路和温度检测电路进行初始化设置；

（2）信号电路根据外部工作信号生成启动信号，pwm控制电路根据接收到的启动信号生成控制信号，并将控制信号传递给驱动电路、电机检测电路和温度检测电路；

（3）驱动电路、电机检测电路和温度检测电路分别对pwm控制电路的控制信号进行执行操作，电机检测电路对转子转动过程中的位置进行检测，并根据转子位置产生转子的位置信号传递回pwm控制电路，温度检测电路根据驱动器内部温度生成温度信号，并将温度信号传递到pwm控制电路；

其中，控制信号分为pwm信号、位置信号和温度信号，pwm信号、位置信号和温度信号分别对驱动电路、电机检测电路和温度检测电路进行控制，pwm信号的数量设置为3组；启动信号分为运行信号、速度信号和返回信号，运行信号用于控制运行状态，速度信号用于控制转动速度，返回信号用于返回驱动器状态；

所述驱动电路包括有的如下步骤：

12v电源电压使驱动芯片u3、u4、u5正常工作，驱动电路对pwm信号进行功率放大，并输出相配合的逆变信号和补偿信号；

所述三相逆变桥电路包括有的如下步骤：

三相逆变桥电路根据逆变信号和补偿信号对300v电源电压进行逆变输出交流电压，并将交流电压传递到定子内使定子产生有序磁场，进而使转子在磁场中发生转动。

本发明的有益效果是：由于采取上述技术方案，该内置驱动器的无刷风机结构简单合理，通过风轮、出风支架、出风下盖和出风上盖相互配合，使风在导向凸起i、导向凸起ii和导向块引导压制下从环形出风口吹出，进而提高出风的速度和稳定性，同时将驱动器设置于无刷风机内部，减少占用空间，并利用风机工作时的空气流通对驱动器进行散热，有效延长了驱动器的使用寿命，大大地提高无刷风机的整体性能，实用方便，运行平稳，使用寿命长，易于推广。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的主视图。

图3为图2中a-a处的剖面图。

图4为图3中风轮9的示意图。

图5为图3中出风下盖11的示意图。

图6为图3中风机壳体1的示意图。

图7为图3中pcb电路板2的原理框图。

图8为图7中信号电路4的示意图。

图9为图7中pwm控制电路5的示意图。

图10为图7中驱动电路6的示意图。

图11为图7中三相逆变桥电路7的示意图。

图12为图7中电机检测电路8的示意图。

图13为图7中温度检测电路18的示意图。

图中1、风机壳体；2、pcb电路板；3、电源电路；4、信号电路；5、pwm控制电路；6、驱动电路；7、三相逆变桥电路；8、电机检测电路；9、风轮；10、出风上盖；11、出风下盖；12、出风支架；13、导向凸起i；14、导向凸起ii；15、环形出风口；16、导向块；17、散热片；18、温度检测电路；19、转子；20、转轴；21、线圈骨架；22、线圈绕组；23、转轴套；24、轴承；25、轴承套；26、卡环；27、导风板；28、叶片；29、圆形凹槽；30、转轴通孔；31、凸起结构；32、加强块；33、风机盖板；34、固定支架；35、定子凸起；36、进风口i；37、进风口ii；38、进风口iii。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作进一步说明：

如图1到图13所示，一种内置驱动器的无刷风机，其包括有风机本体和驱动器，所述风机本体包括有风机壳体1以及设置于风机壳体1内的电机组件，驱动器设置于风机壳体1内部利用风机本体工作时的空气地不断流通使驱动器快速进行散热，有效延长了驱动器的使用寿命，驱动器包括有固定连接风机壳体1的pcb电路板2，pcb电路板2上设置有相互配合的电源电路3、信号电路4、pwm控制电路5、驱动电路6、三相逆变桥电路7和电机检测电路8，风机本体还包括有设置于风机壳体1上部的出风组件，出风组件包括有相配合的风轮9、出风上盖10、出风下盖11和出风支架12，出风下盖11上设置有围绕风轮9呈旋涡状分布的导向凸起i13和导向凸起ii14，导向凸起i13和导向凸起ii14呈柳叶形结构设置，导向凸起i13和导向凸起ii14对风轮9产生的风进行引导和压制，出风下盖11上设置带有环形出风口15的出风上盖10，环形出风口15内均匀分布有导向块16，导向块16为弧形结构设置，风轮9利用飞机引擎和涡轮增压的原理使产生的风从环形出风口15吹出，提高风速和稳定性。

所述pcb电路板2整体为圆形结构设置且其中心处设置有圆形通孔，pcb电路板2上设置有圆弧形的散热片17，散热片17提高驱动器的散热性，pcb电路板2上还设置有温度检测电路18。

所述pwm控制电路5分别与所述的电源电路3、信号电路4、驱动电路6、三相逆变桥电路7、电机检测电路8和温度检测电路18相互电气连接，pwm控制电路5设置有pwm发生芯片u2，电源电路3上设置有相互配合的整流降压模块、300v电源电压和12v电源电压，信号电路4设置有与pwm发生芯片相互电气连接的信号接口j3和三极管q1，信号电路4还设置有稳压器u1及相应的5v电源电压vcc，驱动电路6包括有驱动芯片u3、u4、u5、二极管d1、d2、d3、电容c8、c10、c12、电解电容c9、c11、c13、电阻r7、r8、r9、r10、r11、r12、r13、r14、r15、r16、r17、r18，驱动芯片u3、u4、u5的电源端连接的12v电源电压，三相桥式逆变电路包括电机接口j4、j5、j6、mos管q2、q3、q4、q5、q6、q7、电阻r19、r20、r21、r22、r23、r24、r25、r26、r27、电容c14、c23，mos管q2、q4、q6的漏极均连接于12v电源电压，mos管q2、q3、q4、q5、q6、q7分别固定连接于所述的散热片17，电机检测电路8包括有霍尔传感器u6、u7、u8、电阻r28、r29、r30、r31、r32、r33、电容c15、c16、c17，霍尔传感器u6、u7、u8对转子的位置进行检测，温度检测电路18上设置电阻r5和热敏电阻r6。

所述电机组件包括有相互配合的定子、转子19、转轴20和所述的驱动器，定子包括有相互配合的线圈骨架21和线圈绕组22，线圈绕组22与驱动器相互电气连接，驱动器控制线圈绕组22产生不断变化的磁场，转轴20上下两端分别固定连接所述的风轮9和转子19，转轴20上套设有相配合的转轴套23与两轴承24，转轴套23与两轴承24对转轴20进行保护，两轴承24外套设有与其相适配的轴承套25，轴承套25上部设置有与轴承24相配合的卡环26，卡环26用于防止轴承24的位置发生偏移，轴承套25外还套设有位于所述风轮9下方的出风支架12。

所述风轮9上设置有导风板27以及均匀分布于导风板27上的叶片28，导风板27的横向截面为弧形结构设置，风轮9中部设置有圆形凹槽29，圆形凹槽29的中心处设置有与所述转轴20相适配的转轴通孔30，风轮9外套设有所述的出风下盖11，出风下盖11与出风上盖10相互固定连接，出风上盖10上设置有分别与所述导向凸起i13和导向凸起ii14相适配的导向槽i和导向槽ii，出风上盖10上侧设置有凸起结构31，凸起结构31上均匀分布有加强块32。

所述风机壳体1下端设置有与其固定连接的风机盖板33，风机壳体1内设置有与所述轴承套25相对应的固定支架34，固定支架34下侧设置有与所述定子相对应的定子凸起35，风机壳体1下侧设置有进风口i36，风机盖板33上设置有进风口ii38和进风口iii39。

一种基于内置驱动器的无刷风机的控制方法，包括如下步骤：

（1）对驱动器上设置的电源电路3、信号电路4、pwm控制电路5、驱动电路6、三相逆变桥电路7、电机检测电路8和温度检测电路18进行初始化设置，电源电路3输出300v电源电压和12v电源电压；

（2）信号电路4根据外部工作信号（风机本体外的控制器产生的信号）生成启动信号，pwm控制电路5根据接收到的启动信号生成控制信号，并将控制信号传递给驱动电路6、电机检测电路8和温度检测电路18；

（3）驱动电路6、电机检测电路8和温度检测电路18分别对pwm控制电路5的控制信号进行执行操作，12v电源电压使驱动芯片u3、u4、u5正常工作，驱动电路6对pwm信号进行功率放大，并输出相配合的逆变信号和补偿信号，补偿信号对功率放大过程中产生的偏差进行修正补偿提高逆变信号的准确性；三相逆变桥电路7根据逆变信号和补偿信号对300v电源电压进行逆变输出交流电压，并将交流电压传递到定子内使定子产生有序磁场，进而使转子19在磁场中发生转动；电机检测电路8对转子19转动过程中的位置进行检测，并根据转子19位置产生转子19的位置信号传递回pwm控制电路5，温度检测电路18根据驱动器内部温度生成温度信号，并将温度信号传递到pwm控制电路5；pwm控制电路5对电机检测电路8和温度检测电路18反馈回的信号进行分析处理，并输出新的pwm信号。

其中，控制信号分为pwm信号、位置信号和温度信号，pwm信号、位置信号和温度信号分别对驱动电路6、电机检测电路8和温度检测电路18进行控制，pwm信号的数量设置为3组；启动信号分为运行信号、速度信号和返回信号，运行信号用于控制运行状态，速度信号用于控制转动速度，返回信号用于返回驱动器状态。

该内置驱动器的无刷风机结构简单合理，通过风轮9、出风支架12、出风下盖11和出风上盖10相互配合，使风在导向凸起i13、导向凸起ii14和导向块16引导压制下从环形出风口15吹出，进而提高出风的速度和稳定性，同时将驱动器设置于无刷风机内部，减少占用空间，并利用风机工作时的空气流通对驱动器进行散热，有效延长了驱动器的使用寿命，大大地提高无刷风机的整体性能，实用方便，运行平稳，使用寿命长，易于推广。

各位技术人员须知：虽然本发明已按照上述具体实施方式做了描述，但是本发明的发明思想并不仅限于此发明，任何运用本发明思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。