专利名称：具有带槽磁体的无刷直流电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无刷直流电动机，更具体地，涉及附着于无刷直流电动机的转子上的磁体的配置。
背景技术：
已经开发了无刷直流(DC)电动机，用于克服由整流器与电刷的机械接触所引起的使用电刷的传统DC电动机的缺点，并且该电动机是其中的整流设备被磁极性传感器和半导体开关所取代的电动机。具体地，本发明涉及一种无传感器的无刷DC电动机，并涉及利用各个反电动势而不是磁极性传感器的、用于检测转子位置的无刷DC电动机。
如图1所示，常规的无传感器的无刷直流电动机包括定子1和转子2。
转子2安装于定子1内部，为了安装转子2，定子1在其中间部分形成了用于安装转子2的空间。定子1配备了延伸至定子1的中心部分并沿径向排列的齿1a，并在相邻的齿1a之间形成了槽，以便于线圈缠绕在齿1b周围。
由预定的间隙将转子2与定子1的齿1a相分隔。转子2包括位于其中心部分的、其中安装了转轴的转子芯2a，沿圆周方向排列于芯2a的外圆周表面以便其极性交替排列的磁体2b，以及当转子2旋转时抑制磁体2b与芯2a相分离的分散抑制罐(scatter preventing can)2c。当磁体2b附着于芯2a的外圆周时，将该磁体称作表面安装的永久磁体(SPM)。
在传统的无传感器的无刷DC电动机中，当向定子1的线圈提供电功率时，线圈与磁体2b之间的电磁相互作用使得转子2旋转。此时，通过根据出现在定子1的线圈端子的反相电动势来检测转子2的位置，电控制了提供给定子1的电压。
更详细地，如果施加了驱动信号，通过将电功率提供给定子1的两相来设置转子2，以使转子2位于预定位置。随后，如果在预定时间内驱动电动机旋转并且电动机超过预定的RPMs，则定子的线圈产生感应电压从而产生反电动势。然后，根据所产生的反相电动势来估计出转子2的位置，从而可以产生驱动信号并允许电动机的无传感器的操作。
但是，在4极性6槽的SPM集中式缠绕类型的无刷DC电动机中，与具有多个槽的分布式缠绕类型的传统无刷DC电动机不同，如图2所示，平坦的反电动势的波形出现在零交叉点(Vdc/2)。该波形使得转子2的位置的方向不稳定并使得变相点不规则，从而如图3所示产生异常电流。因此，当抽吸和排放时，采用无刷直流电动机的压缩机受到破坏且产生波动。
此外，由于磁化的线圈破坏了变动力矩(cogging torque)特性并对操作特性起了副作用，在磁体的拐角处产生了强磁场和不均衡的强磁通量。由于必须将比较器添加到控制板中，以便于当通过避免波形的平坦间隔来在位置检测时间之前检测反电动势时，实现对电动机的完全控制，增加了材料的成本。
发明内容
本发明考虑到上述问题，且本发明的一方面是提出一种4极性6槽的无传感器的无刷DC电动机，其中通过在零交叉点的定子的各个线圈端子处对各个反相电动势的波形进行线性化，能够容易地检测出转子的位置。
根据本发明的另一方面，本发明提出了一种无刷直流电动机，包括定子，具有用于根据所施加的电流来感应磁通量的线圈；以及转子，安装于定子中，并具有其中转轴与之连接的芯以及附着于芯周围的磁体，其中每一个磁体在各个磁体的侧面处具有带槽部分(chamfered portion)。
优选地，在磁体的外侧形成所述带槽部分。
此外，各个带槽部分的圆周长度约为各个磁体总长度的22％至33％。
各个带槽部分相对于转子中心的角度约为20至30度。
各个带槽部分的半径长度约为各个磁体总径向长度的50％至63％。
在随后的描述中将部分地说明本发明的其它方面和/或优点，并且将从描述中变得显而易见或可以通过本发明的实践进行了解。
从结合附图的本实施例的以下描述中，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得明显且更加容易理解，其中图1是示出了传统的无刷DC电动机的平面图；图2是示出了传统的无刷DC电动机中反电动势的波形的图形；图3是示出了传统的无刷DC电动机中的电流波形的图形；图4是示出了根据本发明的无刷DC电动机的平面图；图5是示出了根据本发明的无刷DC电动机中反电动势的波形的图形；以及图6是示出了根据本发明的无刷DC电动机中的电流波形的图形。
具体实施例方式
现在详细地参考本发明的实施例，在附图中示出了其示例。以下通过参考图示来对实施例进行以下描述，以便解释本发明。
如图4所示，根据本发明的一种无传感器的无刷DC电动机包括定子10和转子20。
转子20安装在定子10内部，为了安装转子20，将用于安装转子20的空间限定在定子10的中心部分。定子10包括向定子10的中心部分延伸并沿径向排列的齿11，以及限定在其周围缠绕线圈的相邻齿11之间的槽12。
由预定间隙来间隔转子20与定子10的齿11。转子20包括位于定子10中心的且其中安装了转轴的芯21，沿圆周方向排列的以便于其极性交替排列的磁体22，以及当转子20旋转时抑制磁体22由于离心力与转子20相分离的分散抑制罐23。
同时，根据本发明的无刷DC电动机的特征在于每一个磁体22具有形成于其侧面外端的带槽部分22a。优选地，带槽部分22a的每一个圆周长度A约为一个磁体总圆周长度的22％至33％，即，相对于转子20的中心的角度约是20至30度。优选地，带槽部分22a的每一个径向长度B约为一个磁体22的总径向长度的50％至63％，即，当一个磁体22的厚度是8mm时，大约为4mm至5mm。
在根据本发明的无传感器的无刷DC电动机中，通过根据出现在定子10的线圈端子的反相电动势来检测转子20的位置，对提供给定子10的电压进行控制。
更详细地，当施加了驱动信号时，为了在预定位置安置转子20，通过向定子10的两相提供电功率来设置转子20。其后，如果驱动电动机，以使其在预定时间旋转并且电动机超过预定的PRMs(大约超过300PRM)，定子10的线圈感生电压以便产生反电动势。然后，根据所产生的反相电动势对转子20的位置进行估计，以便可以产生驱动信号以及允许进行电动机的无传感器操作。
在对转子20的位置估计中，控制部分(没有示出)接收各个相的反电动势并通过使用比较器来检测反电动势的Vdc/2点，即，零交叉点(ZCP)。当转子20旋转超过30度(电角度)时，控制部分利用电流激发下一个线圈以便于驱动无刷DC电动机。
在无传感器的无刷DC电动机中，如图5所示，由于ZCP是定义明确的，因此变相点也是定义明确的。如图6所示，异常电流波形没有出现。
磁体22的带槽部分22a缓和了磁通量的不均衡性，以便减小变动力矩，并减震和降噪。
对采用根据本发明的无传感器的无刷DC电动机的压缩机进行测试的结果说明压缩机的效率提高了约2％至3％，并且去除了当抽吸和排放时的波动。
根据本发明的无刷DC电动机，如以上所述，由于在定子的线圈端产生的各相的反电动势的波形在ZCP的线性波形出现，转子的位置很容易检测，并且可以抑制异常电流的产生。
尽管已示出和描述了本发明的一些实施例，本领域技术人员可以理解的是，在不偏离本发明的原理和本质的前提下可以进行修改，其范围由权利要求书及其等效物来限定。
权利要求
1.一种无刷直流电动机，包括定子，包括用于根据所施加的电流来感应磁通量的线圈；以及转子，安装于定子中，包括与转轴相连的芯，以及附着于芯周围的磁体；其中每一个磁体在其侧面处具有带槽部分。
2.根据权利要求1所述的无刷直流电动机，其特征在于在磁体的外侧形成带槽部分。
3.根据权利要求2所述的无刷直流电动机，其特征在于各个带槽部分的圆周长度约为各磁体的总圆周长度的22％至33％。
4.根据权利要求2所述的无刷直流电动机，其特征在于各个带槽部分相对于转子中心的角度约为20至30度。
5.根据权利要求2所述的无刷直流电动机，其特征在于各个带槽部分的径向长度约为各个磁体总径向长度的50％至63％。
全文摘要
一种具有附着于其转子的磁体的改进配置的无刷DC电动机。该无刷直流电动机包括定子，包括用于根据所施加的电流来感应磁通量的线圈；以及转子，安装于定子中，包括与转轴相连的芯，以及附着于芯周围的磁体。每一个磁体在其侧面处具有带槽部分。
文档编号H02K1/27GK1747289SQ20041009521
公开日2006年3月15日 申请日期2004年11月22日 优先权日2004年9月9日
发明者卢兴均 申请人:三星光州电子株式会社