专利名称：一种单相交流永磁电动机的制作方法
技术领域：
本发明属自控式交流永磁同步电机技术领域，涉及一种单相交流永磁电动机；特别涉及用于节能冰箱对流风机的，与交流罩极电机外形相似的一种塑封结构单相交流永磁电动机。
背景技术：
目前，多数冰箱的对流风机仍使用凸极式C型罩极电动机，其转子采用笼型斜槽铸铝结构；定子铁心采用方形(或矩形)的C型磁路，其上有一对凸磁极，在每个磁极上有I个或多个起辅助作用的短路铜环即罩极绕组；C型磁路由磁桥铁心构成闭路，在磁桥铁心上装有单线圈集中绕组即主绕组。主绕组通电激磁后产生的磁势与罩极绕组产生的磁势相互作用，在气隙中形成椭圆旋转磁场，此椭圆旋转磁场切割转子鼠笼条产生感应电势及感
应电流，该感应电流与椭圆旋转磁场相互作用产生电磁转矩，从而拖动转子由未被短路环罩住部分的主极向被短路环罩住部分的罩极之方向旋转。C型交流罩极电机的优点是结构简单，不用另加副绕组和电容器。但其缺点是在原理和结构上，罩极短路环消耗功率大、转速与方向不可控、转子与定子部分铁心外露，因此存在效率低、耐潮性和可控性差等缺陷。然而，现代冰箱对流风机是在冷热温度交变、潮湿和压缩机频繁启动的恶劣环境下使用的，要求冰箱的对流风机具有高效率、低噪音、长寿命和可控性，其工作寿命要达到10万小时以上。显然，C型罩极电动机的上述缺点使其难以满足现代冰箱的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种自启动、自定向、高效、耐潮、低噪、阻抗保护，适用于现代冰箱对流风机的一种单相交流永磁电动机。为达到上述目的，采用的技术方案是一种单相交流永磁电动机，包括前塑料端盖、后塑料端盖，以及所述前塑料端盖和后塑料端盖之间置有的塑封机身和永磁转子，其特征在于所述塑封机身内置定子绕组组件、磁桥铁心、定子铁心和驱动器PCB组件；所述定子绕组组件的塑料框架上缠绕有单线圈集中绕组，并将其套装在磁桥铁心上，构成带绕组磁桥铁心组件；所述定子铁心采用二极隐极、渐变不均匀气隙与隔磁U型结构，并与带绕组磁桥铁心组件挤压装配连成一体构成闭合磁路；所述驱动器PCB(Printed Circuit Board)组件的PCB板上置有霍尔位置传感器，布线位置在定子铁心的二个隐极间中心线左右36°机械角；所述永磁转子为二极异性注塑磁磁钢，其转轴向前外延伸出前塑料端盖。所述霍尔位置传感器为EW300E霍尔位置传感器，根据电机逆顺时针转向设定所需的布线位置，在定子铁心的二个隐极间中心线左右36°机械角处，并使运行时处于超前换相状态。若电机需顺时针转动，则定向位置在中心线右边36°超前角，即逆时针转36°机械角；如果电机逆时针转动则反之。驱动器PCB板上位置传感器的定向位置与永磁转子、定子铁心部件相结合，使电机能自启动、自定向。
所述前塑料端盖和后塑料端盖的盖壳内侧分别置有含油轴承和储油装置；所述含油轴承为浸普马威克(PERMAWICK)润滑剂的铜基含油轴承。所述塑封机身的驱动器PCB组件是由防雷保护、变压、整流、H桥逆变、控制和位置传感各功能单元集成的交-直-交驱动控制系统，其中变压单元采用电容降压电路。交流220V输入电压，首先经变压单元的电容降压、经整流单元转换为直流电压，供电给逆变单元；逆变单元在控制和位置传感单元作用下给定子绕组交变供电，使电机工作运行。所述塑封机身由BMCXBulk molding compound)热固性不饱和聚酯树脂模压塑封。所述前后塑料端盖的盖壳材质为PBT(Poly Butylene Terephthalate)工程塑料。所述二极异性注塑磁磁钢为由DMS21异性注塑磁磁粉定向磁化注塑成型，并再充 磁成二极。所述的前塑料端盖、塑封机身、永磁转子和后塑料端盖依次配合组装、采用紧固件固结密封即总装成本新型电机。本发明的有益效果是
(I)塑封机身的定子铁心采用渐变不均匀气隙及隔磁结构，其与永磁转子部件相组合，使电机通电前处于自由状态时，定子与转子的磁轴线相互偏离，避开“死点”位置。采用渐变不均匀气隙，以取得不均匀磁阻转矩，它与永磁转子转矩合成产生定向起动转矩和按规定的方向旋转。(2)塑封机身的定子绕组组件采用单线圈集中绕组与驱动器PCB组件、永磁转子相结合，实现H桥式逆变供电的全波工作方式。此电机只需要一个转子位置传感器，它检测转子磁钢极性输出信号去控制驱动器电路，位置传感器将一个换相周期(360°电角度)分为相等的两个状态。在此供电工作方式下，对于单相定子绕组一个换相周期内工作状态是前一半时间正向导通，后一半时间反向导通。定子绕组电流产生的磁动势与永磁转子产生的磁通之间相互作用产生电磁转矩，使电机旋转。从而提高了电机的绕组利用率和运行效率。(3)塑封机身的驱动器PCB板上分布有位置传感器，此电机利用一个霍尔传感器实现电子换相，移动霍尔传感器，可实现超前换相或滞后换相。确定布线位置在定子铁心的二个隐极间中心线左右36°机械角处，并使运行时处于超前换相状态，使电机能自启动、自定向；从而改善了电机的转矩波动；提高了运行效率和平稳性。(4)塑封机身的驱动器PCB组件是由防雷保护、变压、整流、逆变、控制和位置传感各功能单元所集成的交-直-交驱动控制系统，其中变压单元采用了简单的电容降压电路。电机堵转时电流高，电容降压大，故整流后直流电压低，逆变单元功率损耗小，又因理想电容降压不消耗有功功率，因此本电机堵转时的消耗功率比额定负载运行时的消耗功率低，这样就起到了电机堵转时的阻抗保护作用，温升低于20°C，该系统所集成的线路元器件简单、成本低，电机安全可靠、工作寿命长。(5)本发明采用BMC热固性不饱和聚酯树脂的塑封机身部件、异性注塑磁的永磁转子部件、PBT工程塑料的前后端盖部件(及其带含油轴承与储油装置)的结构，经组装用紧固件固结密封总成，使电机具有耐潮、吸音、减振的性能。
图I是本发明外形结构示意 图2是本发明分解结构示意 图3是图2中塑封机身部件分解结构示意 图4是图2中前塑料端盖分解结构示意 图5是驱动器PCB组件电路连接方框 图6是位置传感器定向位置示意图。图中10—交流永磁电动机；21—后塑料端盖；22—塑封机身；23—永磁转子；24—前塑料端盖；31—驱动器PCB组件；32—隔磁U型结构；33—渐变不均匀气隙；34—定子铁心；35—定子绕组组件；36—磁桥铁心；41 一前塑料盖壳；42—储油毡；43—含油轴承； 44一压簧片；45—塑料盖板；61—超如角；62—位置传感器；63—滞后角。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。图I是本发明外形结构示意图；图2是本发明总成的分解结构示意图；图3和图4分别是图2中塑封机身部件和前塑料端盖分解结构示意图；图5是驱动器PCB组件电路连接结构框图；图6是位置传感器定向位置示意图。请参见图1、2、3、4、5和6。一种单相交流永磁电动机，包括前塑料端盖24、塑封机身22、永磁转子23和后塑料端盖21的四个部件，其特征在于所述塑封机身22内置定子绕组组件35、磁桥铁心36、定子铁心34和驱动器PCB组件31 ；所述定子绕组组件35的塑料框架上缠绕有单线圈集中绕组，并套装在磁桥铁心36上；所述定子铁心34采用二极隐极、渐变不均匀气隙33与隔磁U型结构32的组合结构，与磁桥铁心36结合构成闭合磁路；所述永磁转子23为异性注塑磁磁钢，其转轴向前外延、伸出前塑料端盖。所述前塑料端盖24和后塑料端盖21的盖壳内侧分别置有含油轴承43和储油毡42 ;所述含油轴承43为浸普马威克润滑剂的铜基含油轴承。所述驱动器PCB组件31的PCB板上置有霍尔位置传感器EW300E，设定电机顺逆时针转动所需定向位置为定子铁心隐极间中心线左右36°机械角处。所述前后塑料端盖24/21的盖壳由PBT工程塑料注塑制成。所述永磁转子23是由异性注塑磁粉与转轴利用模具磁化定向注塑制成。制成后再用充磁夹具充成二极。所述塑封机身部件22是由内置的定子铁心34、驱动器PCB组件31、磁桥铁心36及定子绕组组件35按其组装规范分装后,采用BMC (Bulk Molding Compound)热固性不饱和聚酯树脂模压塑封制成。所述塑封机身的驱动器PCB组件结构框图如图5所示，它是由防雷保护、变压、整流、H桥式逆变、控制和位置传感各功能单元所集成的交-直-交驱动控制系统。图6所示为PCB板上分布有电机顺逆时针运转所需的位置传感器62定向位置示意图，此定向位置为定子铁心隐极间中心线左右36°的超前角61和滞后角63。若电机需顺时针转动，则位置传感器62定向位置为超前角61，即逆时针转36° ;如电机需逆时针转动，则反之，位置传感器62定向位置为滞后角63,即顺时针转36°。本发明交流永磁电动机具有自启动、自定向功能；与交流罩极电动机相较具有耐潮、耐温、吸音、减振、降噪和高效的特点。按上述具体实施方式
制成的JYF交流永磁电动机与ZYF罩极异步电动机，在基本相同条件下，其性能比较如下表所示
权利要求
1.一种单相交流永磁电动机，包括前塑料端盖、后塑料端盖，以及所述前塑料端盖和后塑料端盖之间置有的塑封机身和永磁转子，其特征在于所述塑封机身内置定子绕组组件、磁桥铁心、定子铁心和驱动器PCB组件；所述定子绕组组件的塑料框架上缠绕有单线圈集中绕组，并将其套装在磁桥铁心上，构成带绕组磁桥铁心组件；所述定子铁心采用二极隐极、渐变不均匀气隙与隔磁U型结构，并与带绕组磁桥铁心组件挤压装配连成一体构成闭合磁路；所述驱动器PCB组件的PCB板上置有霍尔位置传感器，布线位置在定子铁心的二个隐极间中心线左右36°机械角；所述永磁转子为二极异性注塑磁磁钢，其转轴向前外延伸出前塑料端盖。
2.根据权利要求I所述一种单相交流永磁电动机，其特征在于所述前塑料端盖和后塑料端盖的盖壳内侧分别置有含油轴承和储油装置。
3.根据权利要求I所述一种单相交流永磁电动机，其特征在于所述霍尔位置传感器为EW300E霍尔位置传感器。
4.根据权利要求I所述一种单相交流永磁电动机，其特征在于所述塑封机身的驱动器PCB组件是由防雷保护、变压、整流、H桥逆变、控制和位置传感各功能单元集成的交-直-交驱动控制系统，其中变压单元采用电容降压电路。
5.根据权利要求I所述一种单相交流永磁电动机，其特征在于所述塑封机身由BMC热固性不饱和聚酯树脂模压塑封。
6.根据权利要求I所述一种单相交流永磁电动机，其特征在于所述前后塑料端盖的盖壳材质为PBT工程塑料。
7.根据权利要求I所述一种单相交流永磁电动机，其特征在于所述二极异性注塑磁磁钢为由DMS21异性注塑磁磁粉定向磁化注塑成型。
全文摘要
本发明属自控式交流永磁同步电机技术领域，涉及一种用于节能冰箱对流风机的单相交流永磁电动机，所解决的技术问题是克服现有电机效率低、耐潮性和可控性差的缺陷。其特征在于定子绕组组件单线圈集中绕组套装在磁桥铁心上，构成带绕组磁桥铁心组件；定子铁心采用二极隐极、渐变不均匀气隙与隔磁U型结构，并与带绕组磁桥铁心组件压装连成一体，构成闭合磁路；驱动器PCB板上置有霍尔位置传感器，布线位置在定子铁心的二个隐极间中心线左右36°机械角；永磁转子为异性注塑磁磁钢。有益效果是线路元器件简单、成本低；能自启动、自定向；具有温升低、耐潮湿、吸音减振、阻抗保护、运行平稳、安全可靠、寿命长等良好性能。
文档编号H02K1/12GK102868277SQ20121040486
公开日2013年1月9日 申请日期2012年10月23日 优先权日2012年10月23日
发明者强庭标, 范维英 申请人:上海六盛电机有限公司