专利名称：基于ipm变频调速的永磁同步电机的制作方法
技术领域：
本实用 新型涉及电机系统，具体涉及一种电机。
背景技术：
永磁电机具有成本低、能耗小、结构简单、故障率低等特点，其运用越来越广泛。大多永磁电机包括转子和定子。转子上排布有大量磁钢片，定子上设有励磁线圈。励磁线圈产生的磁力和磁钢片本身的磁力产生作用力，进而实现转子的转动。永磁同步电机和直流电机相比，它没有机械换向器和电刷；与异步电机相比，它不需要无功励磁电流，对于同等容量输出，它的功率因数较高，因其无转子损耗，所以效率也较高，且不存在转子发热问题。现有的永磁同步电机的调速控制系统通常采用转子磁链定向控制，现有的调速控制系统存在结构复杂、生产成本高等缺点。
实用新型内容本实用新型的目的在于，提供一种基于IPM变频调速的永磁同步电机，以解决上述技术问题。本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现基于IPM变频调速的永磁同步电机,包括一永磁电机主体、一用于调速的调速控制系统，其特征在于，所述调速控制系统包括一 IPM模块、一微型处理器系统、一用于检测电机转速的转速传感器、一用于检测转子位置的位置传感器，所述转速传感器、位置传感器分别连接所述微型处理器系统，所述微型处理器系统连接所述IPM模块的控制端，所述IPM模块连接所述永磁电机主体的电流输入端。本实用新型采用基于IPM模块和微型处理器系统的变频调速系统，转速传感器和位置传感器分别检测电机转速和转子位置，并将转速信息和位置信息分别传送给微型处理器系统，微型处理器系统进行处理后，根据当前永磁电机主体的运行状态，给IPM模块发送控制信号，IPM模块根据控制信号控制永磁电机主体的供电情况。采用上述方式，使变频调速的集成度和智能化程度得到提高，且结构也紧凑、简单。另外，采用微型处理器系统控制IPM模块，使得调速控制系统的性能及可靠性大大提高，缩短了控制系统的开发周期，提高了产品的竞争力。所述微型处理器系统通过一驱动电路连接所述IPM模块。所述驱动电路优选光耦隔离驱动电路。微型处理器系统将控制系统以六路PWM脉冲信号，经光耦隔离驱动电路，来控制IPM模块，从而实现对永磁电机主体的供电。上述设计，使调速控制系统运行温度、可靠，具有良好的控制效果。所述转速传感器优选采用轴编码器，所述轴编码器设置在所述永磁电机主体的电机轴上。 所述位置传感器优选采用光电码盘，所述光电码盘设置在所述永磁电机主体的电机轴上。以便对永磁电机主体的转子初始位置进行定位。所述转速传感器和所述位置传感器也可以整合成一个转速和位置都能实现的转速、位置传感器，转速、位置传感器连接所述微型处理器系统。还包括一用于检测所述永磁电机主体的定子电流的霍尔传感器，所述霍尔传感器连接所述微型处理器系统。为了考虑到转换速度和精确度，霍尔传感器将定子电流信息传送给微型处理器系统，微型处理器系统根据实际的定子电流信息，结合转子位置、转子转速等信息，对IPM模块传送控制信号。所述永磁电机主体包括定子、转子，所述定子包括定子铁芯和缠绕在所述定子铁芯外的励磁线圈、所述转子上固定有永磁体，所述永磁体为至少四个，至少四个永磁体均匀设置在所述转子上，形成内装式转子结构。 均匀设置在所述转子上的至少四个永磁体为一层永磁体；所述转子上可以包括至少两层永磁体，一层永磁体在另一层永磁体的内侧。一层永磁体中的每个所述永磁体可以采用弧形结构，四个弧形结构的永磁体均匀设置在所述转子上，且开口方向朝向所述转子外侧。上述设计的转子结构，既具有低速性能好、转矩密度大的特点，又具有弱磁容易、调速范围宽的优点，结合所述调速控制系统，可实现永磁电机主体的良好调速特性。在弧形永磁体的开口方向外侧的转子上还可以设有辅助通孔，以便控制气隙磁场的波形、减轻转子的重量、减少离心力，进一步提高高速运行时的机械性能，同事也有效降低本实用新型的震动和噪声。有益效果由于采用了上述技术方案，本实用新型系统结构紧凑、简单，调速性能稳定、可靠等优点。
图I为本实用新型的调速控制系统的电路示意图；图2为本实用新型转子的一种结构示意图；图3为本实用新型转子的另一种结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。参照图I,基于IPM变频调速的永磁同步电机,包括一永磁电机主体I、一用于调速的调速控制系统，调速控制系统包括一 IPM模块2、一微型处理器系统3、一用于检测电机转速的转速传感器31、一用于检测转子位置的位置传感器32，转速传感器31、位置传感器32分别连接微型处理器系统3，微型处理器系统3连接IPM模块2的控制端，IPM模块2连接永磁电机主体I的电流输入端。本实用新型采用基于IPM模块2和微型处理器系统3的变频调速系统，转速传感器31和位置传感器32分别检测电机转速和转子位置，并将转速信息和位置信息分别传送给微型处理器系统3，微型处理器系统3进行处理后，根据当前永磁电机主体I的运行状态，给IPM模块2发送控制信号，IPM模块2根据控制信号控制永磁电机主体I的供电情况。采用上述方式，使变频调速的集成度和智能化程度得到提高，且结构也紧凑、简单。另外，采用微型处理器系统3控制IPM模块2，使得调速控制系统的性能及可靠性大大提高，缩短了控制系统的开发周期，提高了产品的竞争力。微型处理器系统3通过一驱动电路4连接IPM模块2。驱动电路4优选光耦隔离驱动电路。微型处理器系统3将控制系统以六路PWM脉冲信号，经光耦隔离驱动电路，来控制IPM模块2，从而实现对永磁电机主体I的供电。上述设计，使调速控制系统运行温度、可靠，具有良好的控制效果。转速传感器31优选采用轴编码器，轴编码器设置在永磁电机主体I的电机轴上。位置传感器32优选米用光电码盘,光电码盘设置在永磁电机主体I的电机轴上。以便对永磁电机主体I的转子初始位置进行定位。转速传感器31和位置传感器32也可以整合成一个转速和位置都能实现的转速、位置传感器32，转速、位置传感器32连接微型处理器系统3。还包括一用于检测永磁电机主体I的定子电流的霍尔传感器33，霍尔传感器33连接微型处理器系统3。为了考虑到转换速度和精确度，霍尔传感器33将定子电流信息传送给微型处理器系统3，微型处理器系统3根据实际的定子电流信息，结合转子位置、转子转速等信息，对IPM模块2传送控制信号。参照图2、图3，永磁电机主体I包括定子、转子5，定子包括定子铁芯和缠绕在定子铁芯外的励磁线圈、转子5上固定有永磁体6，转子5可以采用硅钢片，永磁体6为至少四个，至少四个永磁体6均匀设置在转子5上，形成内装式转子5结构。永磁体6可以采用弧形结构，四个弧形结构的永磁体6均匀设置在转子5上，且开口方向朝向转子5外侧。上述设计的转子5结构，既具有低速性能好、转矩密度大的特点，又具有弱磁容易、调速范围宽的优点，结合调速控制系统，可实现永磁电机主体I的良好调速特性。参照图2，均匀设置在转子5上的至少四个永磁体6为一层永磁体。参照图3，转子5上可以包括至少两层永磁体，一层永磁体在另一层永磁体的内侧。在弧形永磁体的开口方向外侧的转子上还可以设有辅助通孔51，以便控制气隙磁场的波形、减轻转子的重量、减少离心力，进一步提高高速运行时的机械性能，同事也有效降低本实用新型的震动和噪声。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。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.基于IPM变频调速的永磁同步电机，包括一永磁电机主体、一用于调速的调速控制系统，其特征在于，所述调速控制系统包括一 IPM模块、一微型处理器系统、一用于检测电机转速的转速传感器、一用于检测转子位置的位置传感器，所述转速传感器、位置传感器分别连接所述微型处理器系统，所述微型处理器系统连接所述IPM模块的控制端，所述IPM模块连接所述永磁电机主体的电流输入端。
2.根据权利要求I所述的基于IPM变频调速的永磁同步电机，其特征在于所述微型处理器系统通过一驱动电路连接所述IPM模块；所述驱动电路采用光耦隔离驱动电路。
3.根据权利要求I所述的基于IPM变频调速的永磁同步电机，其特征在于所述转速传感器采用轴编码器，所述轴编码器设置在所述永磁电机主体的电机轴上。
4.根据权利要求I所述的基于IPM变频调速的永磁同步电机，其特征在于所述位置传感器采用光电码盘，所述光电码盘设置在所述永磁电机主体的电机轴上。
5.根据权利要求I所述的基于IPM变频调速的永磁同步电机，其特征在于还包括一用于检测所述永磁电机主体的定子电流的霍尔传感器，所述霍尔传感器连接所述微型处理器系统。
6.根据权利要求I至5中任意一项所述的基于IPM变频调速的永磁同步电机，其特征在于所述永磁电机主体包括定子、转子，所述定子包括定子铁芯和缠绕在所述定子铁芯外的励磁线圈、所述转子上固定有永磁体，所述永磁体为至少四个，至少四个永磁体均匀设置在所述转子上，形成内装式转子结构。
7.根据权利要求6所述的基于IPM变频调速的永磁同步电机，其特征在于均匀设置在所述转子上的至少四个永磁体为一层永磁体；所述转子上包括至少两层永磁体，一层永磁体在另一层永磁体的内侧。
8.根据权利要求7所述的基于IPM变频调速的永磁同步电机，其特征在于一层永磁体中的每个所述永磁体采用弧形结构，四个弧形结构的永磁体均匀设置在所述转子上，且开口方向朝向所述转子外侧。
9.根据权利要求8所述的基于IPM变频调速的永磁同步电机，其特征在于在弧形永磁体的开口方向外侧的转子上还设有辅助通孔。
专利摘要本实用新型涉及电机系统，具体涉及一种永磁电机。基于IPM变频调速的永磁同步电机，包括永磁电机主体、调速控制系统，调速控制系统包括IPM模块、微型处理器系统、用于检测电机转速的转速传感器、用于检测转子位置的位置传感器，转速传感器、位置传感器分别连接微型处理器系统，微型处理器系统连接IPM模块的控制端，IPM模块连接永磁电机主体的电流输入端。由于采用了上述技术方案，本实用新型系统结构紧凑、简单，调速性能稳定、可靠等优点。
文档编号H02P6/08GK202550950SQ20112048616
公开日2012年11月21日 申请日期2011年11月29日 优先权日2011年11月29日
发明者孙平飞 申请人:上海海光电机有限公司