一种直流无刷电机的制作方法

1.本实用新型涉及直流风机技术领域，尤其是一种直流无刷电机。


背景技术：

2.现有的直流无刷电机的马达及其电路部分设置在风机的内部，由电路部分驱动马达产生交变磁场，驱动转子转动。现有的直流无刷电机利用霍尔传感器感应转子磁场，产生切换逻辑相位的信号，驱动马达产生交变的磁场，带动转子转动。现有的直流无刷电机的电路部分与电机本体是一体的，所处使用环境一致，在极低温、极高温或腐蚀性环境，例如冰箱、低温冷柜等环境时，电路部分往往容易产生故障，影响使用寿命，限制了风机的使用环境。霍尔传感器与转子之间距离有要求，距离太远容易导致感应不良。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的旨在提供一种直流无刷电机，通过导线将控制驱动电路外置在电机本体外部，在实际使用时，可避免控制驱动电路受低温条件、潮湿及腐蚀性环境的影响，有效延长了电机的使用寿命。
4.为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案是：一种直流无刷电机，包括电机本体，电机本体包括定子绕组和转子，还包括外置于电机本体外部的控制驱动电路，控制驱动电路与定子绕组通过导线连接，控制驱动电路用以驱动定子绕组产生交变磁场，定子绕组驱动转子转动。
5.本实用新型采用上述技术方案，本电机应用于风机中，扇叶与转子连接，将控制驱动电路外置在电机本体外，应用于冰箱、低温冷柜、烤炉等环境中时，控制驱动电路外置在电机本体外，并通过导线与定子绕组连接，驱动电机本体运转。控制驱动电路可免受低温、高湿、高温等环境的影响。控制驱动电路与电机本体分别处于不同工作环境，解决现有技术中的风机在使用在极端环境中时，电路易发生故障，影响使用寿命的问题。
6.上述的直流无刷电机，控制驱动电路获取定子绕组三相线圈的中心点的电信号ct及三相线圈各相的电信号。本直流无刷电机为三相无刷电机，三相线圈的其中两相得电，产生交变磁场，驱动转子转动；另一相线圈未得电，在两县线圈产生的感应电压穿过永磁体旋转时，使得未通电的线圈中的磁通量发生变化，产生感应电压，在该未通电的线圈的引脚上出现有感应电压，控制驱动电路通过使用中心点的电信号ct检测感应电压的过零交来检测出电机转子的位置。
7.上述的直流无刷电机，控制驱动电路包括比较器和感应电压检测器，比较器接收电信号ct和三相线圈各相的电信号，感应电压检测器接收比较器输出的信号。比较器接收中心点的电信号ct及三相线圈各相的电信号，并分别比较三相线圈的电信号与电信号ct的结果，由于通电的线圈中无法检测到感应电压，因此，通过比较电信号ct与未通电线圈的电信号的结果，并反馈至感应电压检测器中，感应电压检测器通过该结果判断电机的转子的旋转位置。
8.上述的直流无刷电机，感应电压检测器连接有驱动波形合成器，驱动波形合成器接收感应电压检测器发送的信号，输出控制定子绕组换相的控制信号。在单相电机结构中，单相绕组中增加一相反向的绕组，用于检测产生的反向电动势电压作为换相信号，替代传统的传感器检测转子位置；在三相电机结构中，利用三相绕组中任一状态下，只有两相绕组通电，剩余一相绕组所产生的反向电动势电压作为换相信号，替换传统的传感器检测转子位置。解决因将电路与电机本体分离设置，传感器与转子距离远时，导致感应不良的问题。
9.上述的直流无刷电机，波形合成器通过输出模块驱动定子绕组工作。波形合成器用于生成输出电压，通过输出模块驱动定子绕组工作。
10.上述的直流无刷电机，波形合成器与输出模块之间连接有电平转换器。电平转换器用于将波形合成器输出的电信号转换为驱动定子绕组工作的电平信号。
11.本实用新型取得的有益效果是：通过将控制驱动电路与电机本体分离设置，通过导线连接。在应用于极端环境中时，控制驱动电路外置、可远离极端环境工作，避免极端环境中的因素例如高温、低温、潮湿、腐蚀性环境对控制驱动电路的影响，保障了使用寿命。通过分离设置，可实现在不拆解直流无刷电机，能够快速更换控制驱动电路，简化生产流程和降低产品的维护成本。同时，解决了直流无刷电机霍尔传感器与转子距离太远，导致传感器感应不良的问题。具有应用范围广，使用方便及使用寿命得到延长的特点。
附图说明
12.图1是本实用新型实施例应用于散热轴流风机时的外观结构示意图；
13.图2是本实用新型实施例的定子与转子配合的剖面结构示意图；
14.图3是本实用新型实施例的电路控制结构示意图。
具体实施方式
15.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。
16.如图1至图3所示，一种直流无刷电机，包括电机本体1，电机本体1包括定子绕组11、转子12和扇叶13，扇叶13与转子12连接，还包括外置于电机本体1外部的控制驱动电路2，控制驱动电路2与定子绕组11通过导线3连接，控制驱动电路2用以驱动定子绕组11产生交变磁场，定子绕组11驱动转子12转动。
17.控制驱动电路2获取定子绕组11三相线圈a1、a2、a3的中心点的电信号ct及三相线圈各相的电信号。
18.控制驱动电路2包括比较器21和感应电压检测器22，比较器21接收电信号ct和三相线圈各相的电信号，感应电压检测器22接收比较器21输出的信号。
19.感应电压检测器22连接有驱动波形合成器23，驱动波形合成器23接收感应电压检测器22发送的信号，输出控制定子绕组11换相的控制信号。
20.波形合成器23通过输出模块25驱动定子绕组11工作。波形合成器23与输出模块25之间连接有电平转换器24。
21.本实用新型通过导线3将控制驱动电路2与电机本体1分开设置，控制驱动电路2输出控制信号通过导线3输入至定子绕组11中，使定子绕组11产生交变磁场，定子绕组11带动转子转动。将控制驱动电路2与电机本体1分开，可使得控制驱动电路2与电机本体1工作在
两个不同的环境中。如图1和图2所示，本实用新型将本电机应用于散热风机中。转子12与扇叶13连接，带动扇叶13旋转，起到抽风送风功能。在应用于低温、高温、高湿及腐蚀性环境中使用时，控制驱动电路2与风机本体分离，之间通过导线3连接。可避免控制驱动电路2暴露于极端环境中，延长使用寿命。
22.本实用新型由比较器21捕获和比较电机定子绕组11中的三相线圈中心点的电信号ct及三相线圈a1、a2、a3的电信号a1、a2及a3，并输出结果反馈至感应电压检测器22中；
23.感应电压检测器22通过中心点的电信号ct与未通电线圈的感应电压的过零交判断转子12旋转位置；
24.通过波形合成器23输入稳压信号vin和接收感应电压检测器22输送的转子12旋转位置信号，输出电平信号至输出模块25中驱动电机运转。
25.波形合成器23输出驱动信号通过电平转换器24转换后由输出模块25输出，驱动电机运转。
26.如图3所示，本实用新型在进行检测转子12的转动位置时，本实施方式以无传感器三相全波无刷电机为例。
27.电机的定子绕组11由线圈a1、线圈a2和线圈a3组成。控制驱动电路2驱动线圈a1和线圈a2通电，定子绕组11产生交变磁场驱动转子12转动。在运行中，三个线圈a1、a2及a3的中心点与比较器21连接。线圈a1、线圈a2及线圈a3的电压信号a1、a2、a3及三个线圈中心点处的电压信号ct输入至比较器21中，比较器21分别比较电压信号ct与a1、a2、a3，并生成结果输出至感应电压检测器22中。感应电压检测器22通过检测未通电线圈a3产生的感应电压信号，用以判断转子在定子中的旋转位置。
28.感应电压是穿过永磁体旋转时未通电的线圈a3的磁通量发生变化时产生，因此，在通电的线圈a1和线圈a2中无法检测到。比较器21通过比较电压信号ct与线圈a3产生的感应电压信号a3，将结果反馈给感应电压检测器22中，感应电压检测器22根据该比较器21输出的反馈信号判断出转子的旋转位置。
29.其中，比较器21为带有磁滞特性的电压比较器。电压信号ct接入比较器21的反相输入端，未连接的线圈a3接入比较器21的正相输入端。当定子绕组11工作产生交变磁场，带动转子12旋转。交变磁场11的磁场不断变化，磁场穿过未通电的线圈a3的磁通量发生变化，从而在线圈a3中产生感应电压，通过比较器21比较该感应电压与中心点的电压信号ct，进而判断转子12的旋转角度。
30.综上所述，本实用新型已如说明书及图示内容，制成实际样品且经多次使用测试，从使用测试的效果看，可证明本实用新型能达到其所预期之目的，实用性价值乃无庸置疑。以上所举实施例仅用来方便举例说明本实用新型，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本实用新型所提技术特征的范围内，利用本实用新型所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本实用新型的技术特征内容，均仍属于本实用新型技术特征的范围内。