一种用于油烟机的无位置传感器永磁无刷直流电动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电动机，具体是一种用于油烟机的无位置传感器永磁无刷直流电动机。
【背景技术】
[0002]目前市场上用于油烟机的主驱动电机共有两种，其中绝大部分使用单相电容运转式感应电动机，极少一部分使用有位置传感器的永磁无刷直流电动机。
[0003]单相电容运转式感应电动机的起动电流大于额定工作电流，一般为额定电流的3-5倍，故启动时对电网和电动机造成大电流冲击。单相电容运转感应电动机的起动力矩小，故电网电压低于180V工况条件下电动机很难起动和运转，不能宽电压范围工作。用于油烟机的单相电容运转感应电动机采用抽头调速并通过开/关控制，一般只能设2档或者3档，控制性能简单，无稳速功能。当室外的负压增大时，电动机就掉速，功率增大，不能自动适应负荷变化。使用单相电容运转感应电动机的油烟机排风量较低，产生的风压静压值较低，全压效率低，普遍处于10-20%左右。图7所示，其为现有技术中某型号油烟机使用单相电容运转感应电动机的空气性能记录。
[0004]有位置传感器的永磁无刷直流电动机一般需在电机内部安置可以感应转子位置信号的霍尔元件。由于油烟机处在厨房，属于高温潮湿工作环境，一般传感器如霍尔元件对于高温潮湿环境敏感，长期工作下容易发生温度漂移失效，可靠性和电机工作寿命期望值不高。对于环境不敏感的传感器如旋转编码器的价格非常高昂，不适于日常家用电器用途，因此有必要对现有技术中的电机技术及结构作进一步改善。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是为了克服已有技术存在的缺点，提供一种结构简单，使用方便，生产成本低，结构方法新颖，工作稳定高效的一种用于油烟机的无位置传感器永磁无刷直流电动机。
[0006]本实用新型目的是用以下方式实现的:一种用于油烟机的无位置传感器永磁无刷直流电动机，其包括安装有滚动轴承的前端盖及后端盖，主轴上安装转子后通过该滚动轴承可转动地安装在前后端盖上，所述的前后端盖间还安装定子铁芯，其特征在于:所述的定子铁芯由硅钢片自动扣合叠压而成，采用12槽圆周分布设计，定子铁芯前后两端设置有可以对插搭接的前绕线架和后绕线架，绕线架安装在定子铁芯的线槽中组成槽绝缘，绝缘槽内安装线圈；
[0007]所述的线圈采用集中式绕组工艺，分别由U、V、W三相组成，其中U相由U1、U2、U3、U4四个线圈串联构成，V相由V1、V2、V3、V4四个线圈串联构成，W相由Wl、W2、W3、W4四个线圈串联构成；U、V、W三相线圈通过UN、VN、W1^^联构成三相星形绕组，绕组通过引出线与比例积分微分(PID)模糊控制驱动器电联。
[0008]所述的前绕线架和后绕线架由耐热阻燃塑料注射成型。
[0009]所述的转子为通过镶嵌注塑工艺成型固定在主轴外的磁环。
[0010]所述的磁环为8极磁场的永磁体。
[0011]本实用新型的有益效果是:1、本实用新型具有结构简单、组装方便，生产成本低，市场竞争力强等优点。2、本电机结合比例积分微分模糊控制器(PID)，电动机具有起动及运转性能好，宽电压范围正常工作，无级调速，自动适应负荷等能力和优点。使用无位置传感器永磁无刷直流电动机的油烟机产生的风压静压值高，排风量大，全压效率高，节能省电。3、电机无需使用例如光敏开关，霍尔元件或旋转编码器等位置传感器件。节省了额外的位置传感器及其附件的材料成本，相应的工艺成本和检测成本，同时避免了传感器本身及其组装生产过程中可能存在的失效风险，提高了产品可靠性。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型结构剖视图。
[0013]图2为本实用新型中转子磁路示意图。
[0014]图3为本实用新型中定子结构示意图。
[0015]图4为本实用新型中三相绕组接线示意图。
[0016]图5为本实用新型中结构装配图。
[0017]图6为本实用新型中为本实用新型电机空气性能记录表。
[0018]图7为本实用新型中为现有技术中电机空气性能记录表。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型作具体进一步的说明。一种用于油烟机的无位置传感器永磁无刷直流电动机，其包括安装有滚动轴承I的前端盖2及后端盖3，主轴4上安装转子后通过该滚动轴承I可转动地安装在前后端盖上，所述的前后端盖间还安装定子铁芯5，其特征在于:所述的定子铁芯由硅钢片自动扣合叠压而成，采用12槽圆周分布设计，定子铁芯5前后两端设置有可以对插搭接的前绕线架6和后绕线架7，绕线架安装在定子铁芯的线槽中组成槽绝缘，绝缘槽内安装线圈8 ;
[0020]所述的线圈8采用集中式绕组工艺，分别由U、V、W三相组成，其中U相由Ul、U2、U3、U4四个线圈串联构成，V相由V1、V2、V3、V4四个线圈串联构成，W相由W1、W2、W3、W4四个线圈串联构成；U、V、W三相线圈通过UN、VN、W#联构成三相星形绕组，绕组通过引出线9与比例积分微分(PID)模糊控制驱动器电联。
[0021]所述的前绕线架6和后绕线架7由耐热阻燃塑料注射成型。
[0022]所述的转子为通过镶嵌注塑工艺成型固定在主轴外的磁环91。
[0023]所述的磁环91为8极磁场的永磁体。
[0024]工作原理:本实用新型提供了一种用于油烟机的无位置传感器永磁无刷直流电动机，该永磁无刷直流电动机结合无位置传感器驱动控制系统，通过比例积分微分(PID)模糊控制功能可对电动机进行无级调速和自动稳速控制，电网电压低至150V、高至250V也可正常运转实现宽电压范围工作，从而提升其适用范围。
[0025]在实际使用过程中，通过比例积分微分(PID)模糊控制功能对电动机进行自动控制。当油烟机室外的负压较大，需要油烟机输出更高动能时，而传统的感应电动机不能调节，只有掉速，消耗电力增大；而当油烟机室外的负压较小，感应电动机往往能量过剩白白浪费电力。在本结构中，无刷直流电动机随油烟机室外的负压变化自动调节控制，对负荷进行自动匹配，改善了舒适性，也可以节省了电力。
[0026]使用本实用新型的永磁无刷直流电动机结合无位置传感器驱动控制系统作为主驱动的油烟机，风压静压值高，排风量大，全压效率高，节能省电。图7所示，其为本实用新型中电机的空气性能测试记录表。与图6的感应电机对比可知，使用同一油烟机型号，风压最大静压值提高了 37%，标准规定风量时的静压值提高了 37.4%，最大风量增大了 23.1%，全压效率提高了 12.3%，标准风量时主电机的输入功率降低了 13.8%。通过对比得知，本结构的电机具有优良的电气性能，故可广泛推广使用。
[0027]进一步地:由于本实用新型提供的永磁无刷直流电动机采用无位置传感器控制方案。电机无需使用例如光敏开关，霍尔元件或旋转编码器等位置传感器件。节省了额外的位置传感器及其附件的材料成本，相应的工艺成本和检测成本，同时避免了传感器本身及其组装生产过程中可能存在的失效风险，提高了产品可靠性。
[0028]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。
【主权项】
1.一种用于油烟机的无位置传感器永磁无刷直流电动机，其包括安装有滚动轴承(I)的前端盖(2 )及后端盖(3 )，主轴(4 )上安装转子后通过该滚动轴承(I)可转动地安装在前后端盖上，所述的前后端盖间还安装定子铁芯(5)，其特征在于:所述的定子铁芯由硅钢片自动扣合叠压而成，采用12槽圆周分布设计，定子铁芯(5)前后两端设置有可以对插搭接的前绕线架(6)和后绕线架(7)，绕线架安装在定子铁芯的线槽中组成槽绝缘，绝缘槽内安装线圈(8)； 所述的线圈(8)采用集中式绕组工艺，分别由U、V、W三相组成，其中U相由U1、U2、U3、U4四个线圈串联构成，V相由V1、V2、V3、V4四个线圈串联构成，W相由Wl、W2、W3、W4四个线圈串联构成；U、V、W三相线圈通过UN、VN、W1^^联构成三相星形绕组，绕组通过引出线(9)与比例积分微分(PID)模糊控制驱动器电联。
2.根据权利要求1所述的一种用于油烟机的无位置传感器永磁无刷直流电动机，其特征在于:所述的前绕线架(6)和后绕线架(7)由耐热阻燃塑料注射成型。
3.根据权利要求1所述的一种用于油烟机的无位置传感器永磁无刷直流电动机，其特征在于:所述的转子为通过镶嵌注塑工艺成型固定在主轴外的磁环(91)。
4.根据权利要求3所述的一种用于油烟机的无位置传感器永磁无刷直流电动机，其特征在于:所述的磁环(91)为8极磁场的永磁体。
【专利摘要】一种用于油烟机的无位置传感器永磁无刷直流电动机，其包括安装有滚动轴承的前端盖及后端盖，主轴上安装转子后通过该滚动轴承可转动地安装在前后端盖上，其特征在于：所述的定子铁芯由硅钢片自动扣合叠压而成，定子铁芯前后两端设置有可以对插搭接的前绕线架和后绕线架，绕线架安装在定子铁芯的线槽中组成槽绝缘，绝缘槽内安装线圈，线圈与比例积分微分模糊控制驱动器电联。本实用新型的有益效果是：本电机结合比例积分微分模糊控制器(PID)，电动机具有起动及运转性能好，宽电压范围正常工作，无级调速，自动适应负荷等能力和优点。使用无位置传感器永磁无刷直流电动机的油烟机产生的风压静压值高，排风量大，全压效率高，节能省电。
【IPC分类】H02K1-16, H02K29-00, H02K3-28
【公开号】CN204597749
【申请号】CN201520154164
【发明人】潘金凌, 李承华
【申请人】佛山市顺德区志尚电器有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年3月18日