专利名称：新型无刷直流电动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电动机，具体说涉及用于工业、农业、军事、科研、医药等行业的新型无刷直流电动机。
背景技术：
现在的电动机多种多样，大体可分为交流电动机和直流电动机两大类。直流电动机又分为有刷和无刷两种。交流异步电动机具有结构简单、成本低、噪音小等优点，但调速困难。单相异步电动机启动电流大、效率低。有刷直流电动机虽然调速容易，但有噪音大，结构复杂，容易发生故障，维修困难等缺点。现有的无刷直流电动机虽然调速容易、工效高、噪音小，但控制电路复杂，需要位置检测装置，使用部件多，成本高等其它原因而未能广泛应用。
发明内容
本实用新型目的在于提供一种结构简单、成本低廉，工作性能可靠，效率高，控制电路相对简单，可用于自动控制，应用范围广，转矩大、惯量小、重量轻、不怕堵转，不需位置检测装置，制造容易，维修简单，无极变速，改变电机转向容易，噪音小的新型无刷直流电动机。
本实用新型的目的是通过以下方案实现的这种新型无刷直流电动机的构造和工作原理与传统的交直流电动机有根本的区别。它是由定子、转子、控制盒和其它附件组成。定子由多个在条形铁芯上缠绕的线圈(用高导磁的硅钢片上做成的铁芯作为定子磁极)和两个信号线圈平行于轴向按一定角度固定在两块定位板上，定位板再由连接板连接后固定在定子外壳内组成。转子是由安装在垂直于电机轴上的前后两个飞轮组成。前后两个飞轮的对应面都镶有多组永久磁铁(一主一副为一组，同一组主副磁极极性相反，在同一飞轮上所有主磁极极性相同，所有副磁极为另一磁极；磁极组将飞轮等分，两个飞轮的结构相同，但主磁极极性相反)。定子铁芯横截面与转子上主磁极横截面全等，定转子的磁极数都为偶数，但不相等，转子磁极组数多于定子磁极数。控制盒由超低频振荡电路，双稳态触发器电路，正反转控制电路，开关控制电路，电子调速电路组成。
本新型无刷直流电动机接通电源启动时由超低频振荡电路输出的信号触发双稳态触发器电路，双稳态触发器电路输出的信号再控制开关电路，使定子两端极性随超低频振荡电路输出的信号改变而改变。因定子里的线圈是成对安装的，在线路连接时相邻两磁极极性相反，所以在定子两端就形成两个环形电磁场。由于本电机转子上的前后飞轮是平行安放在定子两端，能自由转动的，又因定子磁极数少于转子飞轮上的永磁铁磁极组数，无论转子上的飞轮停在什么位置，定子端面磁极间的对应面上都有转子飞轮上的副磁极存在，定子磁极极性改变时，使转子都按一定方向转动，消除了启动时的滞动现象，所以在定子电磁场的作用下两飞轮上的主磁极就会被定子上的相应的磁极吸引到一定位置，当定子磁极极性改变时，原来相吸的定转子磁极就变为排斥，而和下一个相互吸引的磁极相对齐。由于飞轮上的副磁极存在，转子便按一定方向旋转一个角度。在转子转动的同时，飞轮上的永久磁铁感应定子上的两个信号线圈产生电信号，此信号经过正反转电路处理后输出正反两种触发信号。按所需要的信号分两路输出一路去控制超低频振荡电路使其停振，避免在电机运转时定子磁极极性提前改变，此时启动完成；另一路去触发双稳态触发器电路使电路翻转而改变定子磁极极性。这样重复下去，电机就会按所需的方向运转。改变电机转向时只要改变正反控制电路输出的正反触发信号，不管电机在什么状态下运转都能使其改变运转方向。本电机的调速是通过改变电源电压来实现的。
本实用新型无刷直流电动机的优选方式由于该新型无刷直流电机工作时，定转子作用力在定子两端与转子飞轮的对应面上，所以增大了转矩和启动能力。同时本电机转子重量轻、两飞轮作用力相等、惯量小、噪音小，定子磁极是由条形硅钢片组成，使用材料少而成本降低，重量轻，无位置检测装置而使电机结构简单，控制电路比其它电机控制电路简单，既降低电器成本，又提高了电机工作可靠性。通过改变电源电压，可使电机实现无极变速。改变正反转电路的正反触发信号，可使电机无论在高速还是在低速运转时，都能改变转向而且反应快，可频繁改变正反转，控制电路所消耗的电能少而提高了电机的功效。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步详细说明
图1是本实用新型无刷直流电动机结构示意图。
具体实施方式
本新型无刷直流电动机由定子、转子、前端盖3，后端盖19，滚动轴承2，控制盒17组成，所说的定子由四个用高导磁硅钢片做成的条形铁芯7，上面缠有线圈8，铁芯7为定子磁极，两个信号线圈14，中间插入铁芯15，平行于轴向，固定在前定位板12和后定位板20上的相应位置上，两定位板再由连接板9，用螺钉13固定成为一体后，装入定子壳18，用螺钉10固定在定子壳内组成。所说的转子由安装在垂直于电机轴1的前飞轮4和后飞轮11组成(前后飞轮相对面各镶有由主磁极5、副磁极6为一组，同一组磁极极性相反的六组永久磁铁，每个飞轮上的主磁极为同极，副磁极为另一极，磁极组将飞轮等分。两飞轮结构相同，但主磁极极性相反，两飞轮安装在电机轴上时，两飞轮的主磁极相对，副磁极相对)。飞轮上的主磁极5横截面与定子磁极7横截面全等。所说的控制盒17内部由超低频振荡电路、正反转控制电路、双稳态触发器电路、开关电路以及电子调压电路组成，把所说的各部分的部件安装到一起，就成为一台新型无刷直流电动机。
本新型无刷直流电动机接通电源启动时，由控制盒17里的超低频振荡电路输出的信号触发双稳态触发器电路，双稳态触发器电路输出的信号再控制开关电路，使定子上的四个线圈8里的铁芯7极性随超低频振荡电路输出的信号改变而改变。因定子里四个线圈8在线路连接时，相邻的两线圈是反接的，所以在定子两端就各形成一个环形电磁场，由于转子的前飞轮4和后飞轮11是固定在通过定子中心的电机轴上安放在定子两端能自由转动的，又因定子磁极数少于转子上的磁极组数，无论转子上的飞轮停在什么位置，定子两端的端面的磁极间总有副磁极6存在，定子磁极极性改变时，使转子按一定方向转动，消除了启动时的滞动现象。所以在，定子电磁场的作用下，两飞轮的主磁极就会被定子上的相应磁极吸引到一定位置，当定子极性改变时，原来相吸的磁极就变为排斥，而和下一个相互吸引的磁极相对齐，由于副磁极存在，飞轮便按一定方向旋转一个角度(角度大小为飞轮上相邻两主磁极间的夹角)，在飞轮转动的同时，飞轮上的主副磁极感应定子上两个信号线圈14产生电信号，此信号经控制盒17里的正反转控制电路处理后，输出正反两种触发信号。所说的正反触发信号，实质上就是控制两个飞轮上的主磁极与定子磁极在什么位置时定子磁极改变极性所需的触发信号。本电机是在飞轮旋转时主磁极刚好超过定子上相吸的磁极位置时定子改变磁极极性，使飞轮继续往下转动所需的信号为正信号；而飞轮上的主磁极没有到达相吸位置，定子磁极极性改变使飞轮就往回转动所需的信号为负信号。按所需的信号(不需要的信号短路入地)分两路输出，一路控制超低频振荡电路使其停振，避免电机在旋转时定子磁极极性提前改变，此时启动完成；另一路去触发双稳态触发器电路，使其翻转去控制开关电路，使定子磁极改变极性，这样重复下去，转子就会按一定方向继续转下去，要改变转子转向时，只要改变正反转控制电路所输出的正反触发信号，不管电机在什么状态下运转，都能使其改变方向。要改变电机转速时控制控制盒17里的电子调压电路使电源电压改变，来改变电机转速，从而实现电机的无极变速。
权利要求1.一种新型无刷电动机包括定子、转子、控制盒(17)、前端盖(3)、后端盖(19)、滚动轴承(2)其特征在于所说的定子由多个条形铁芯(7)作定子磁极，每个铁芯上面缠有线圈(8)和两个条形铁芯(15)，每个条形铁芯缠有导线做成的信号线圈(14)一起平行与定子轴向按一定角度固定在定子壳(18)内壁上。
2.根据权利要求1所述的新型无刷直流电动机，其特征在于转子由前飞轮(4)和后飞轮(11)分布在定子两端，固定在穿过定子中心和两飞轮中心的电机轴(1)上，同时两飞轮的对应面上镶有主磁极(5)副磁极(6)为一组的多组永久磁铁。
3.按照权利要求1～2所述的新型无刷直流电动机其特征在于电机在运转时定子与转子的相互作用力在定子两端。
专利摘要本实用新型公开了一种无刷直流电动机，包括定子、转子、控制盒，所说的定子磁极是分布在定子两端，所说的转子由两飞轮分布在定子两端，固定在穿过定子中心和两飞轮中心的电机轴上，两飞轮对面上镶有多组永久磁铁作磁极，定转子的作用力在定子两端，本电机工作效率高，不怕堵转，应用范围广，噪音小，启动电流小，结构简单，制造容易，成本低，转矩大，惯量小，重量轻，不需位置检测器，改变转向容易，反应快，能在超低速或高速运转时实现无极变速，维修简单，工作性能可靠，可频繁改变正反转。
文档编号H02K7/00GK2631110SQ03206268
公开日2004年8月4日 申请日期2003年7月29日 优先权日2003年7月29日
发明者王九龙 申请人:王九龙