空心杯无位置传感器三相直流风扇马达的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种直流风扇马达，这种风扇马达采用空心杯无铁芯构造，是一种无位置传感器的直流无刷风扇马达。用在为车载集成设备、办公设备、金融设备、通信网络设备、家用电器等局部散热的散热风扇上。
【背景技术】
[0002]现有的直流风扇马达，主要采用直流有刷和直流无刷的原理开发、生产的，马达构造采用的是常规的铁芯马达构造，但是现有的直流风扇马达存在很多缺点:
[0003]一、直流有刷的风扇马达缺点:
[0004]1、摩擦大，损耗大、维护成本高
[0005]风扇马达运行一段时间后，碳刷磨损的厉害，需要定期清理马达的碳刷，维护起来麻烦。
[0006]2、发热大，寿命短
[0007]电刷和换向器的接触电阻很大，造成电机整体电阻较大，容易发热，而永磁体是热敏元件，如果温度太高的话，磁钢是会退磁的，使电机性能下降，影响有刷电机的寿命。
[0008]3、效率低，输出功率小
[0009]有刷电机发热问题，很大程度是因为电流做功在电机内部电阻上了，所以电能有很大程度转化为了热能，所以有刷电机的输出功率低，效率也不高。
[0010]4、噪音大
[0011]二、直流无刷风扇马达的缺点
[0012]1、增大了电机的体积。安装了霍尔位置传感器后，风扇马达的机构复杂，
[0013]一方面电机结构变复杂了，另一方面电机的体积相对来说变大了，妨碍了电机的小型化；
[0014]2、控制电路复杂；增加了电机成本。
[0015]3、传感器的输出信号易受到干扰。传感器的输出信号都是弱电信号，在高温、冷冻、湿度大、有腐蚀物质、空气污浊等工作环境及振动、高速运行等工作条件下，都会降低传感器的可靠性。影响风扇马达的可靠性。
[0016]4、传感器的安装精度要求比较高，增加了生产工艺的难度，使工艺变得复杂。
[0017]三、以往直流风扇马达，使用的是有铁芯的构造，铁芯材料使用也使得风扇电机的体积增大、重量增加。从而增加了风扇马达机械能量的损失；铁芯材料的使风扇马达有了磁阻尼及铁损，增加了电机驱动功率、铁损发热源，使马达能量受到损失，使马达变得不节能。
[0018]随着电力电子技术，各种新兴精密电子设备、仪器、便携式设备等发展，市场对风扇马达要求也不断提高。直流有刷和无刷风扇马达缺点的缺点也日渐突出。而空心杯无位置传感器三相直流风扇马达克服了有位置传感器无刷直流风扇马达和有刷马达的缺陷。使其拥有更可靠的节能特性、控制特性、拖动特性，从而使马达寿命延长。并且使风扇电机的构造变得跟简单、体积变得更小，成本得到降低。
【发明内容】
[0019]为了克服现有技术不足之处，本发明公开了一种空心杯无位置传感器三相直流风扇马达。解决了直流有刷风扇马达摩擦大、损耗大、维护成本高、发热大、寿命短、效率低、输出功率小等问题；解决了直流无刷风扇马达成本高、体积大、结构复杂、难小型化、霍尔位置传感器的输出信号易受到干扰、控制电路复杂等问题。
[0020]本发明公开了一种空心杯无位置传感器三相直流风扇马达由以下部品构成:
[0021]I机壳；2含油轴承；3叶轮；4轴；5磁钢轭板；6磁钢；7叶轮垫圈8、线圈轭板
[0022]9接着板；10线圈绕组；11驱动电路PCBA ；12轴受板；13垫片；14螺丝；15卡圈
[0023]本发明的出现就是以解决直流有刷和直流无刷风扇马达的缺陷为目的。为了克服现有技术的缺陷，采用了以下方案解决现有技术的缺陷:
[0024]1.风扇马达结构采用了具有突出节能特性、灵敏控制特性和稳定运行特性的空心杯构造，取消了铁芯，作为高效率的能量转换装置，代表了电动机的发展方向。
[0025]空心杯技术的主要特点:
[0026]①节能特性:能量转换效率很高，其最大效率一般在70%以上，部分产品可达到90 %以上(铁芯电动机一般在70 % )。
[0027]②控制特性:起动、制动迅速，响应极快，机械时间常数小于28毫秒，(铁芯风扇马达一般在100毫秒以上)；在推荐运行区域内的高速运转状态下，可以方便地对转速进行灵敏的调节。
[0028]③拖动特性:运行稳定性十分可靠，转速的波动很小，另外，空心杯风扇马达的能量密度大幅度提高，同比重量、体积减轻1/3。
[0029]2.风扇马达驱动电路采用了无位置传感器控制方式。降低了成本，减小风扇马达的体积；抗干扰能力强；减小风扇马达生产的工艺难度；控制电路简单。
[0030]无位置传感器控制方式的原理:
[0031]无位置传感器控制方式是指不直接安装转子位置传感器，但在风扇马达运转过程中，控制电机换相的转子位置信号还是需要的，而本发明就是利用反电势法，通过检测电机反电势(Back Electromotive Force，以下简称Back-EMF)来获得转子位置信号。在无刷直流风扇中，绕组的反电势通常是正负交变的，当某相绕组的反电势过零时，转子直轴恰好与该相绕组轴线重合，因此只要检测到各相反电势的过零点，就可获知转子的若干个关键位置，从而省去转子位置传感器，实现无位置传感器无刷直流电机控制。这是目前应用最广泛的无位置传感器控制方法。
[0032]本发明采用了德州仪器(TI)芯片DRVl 1873三相无位置传感器无刷直流电机驱动器为核心，来设计扇马达的驱动电路。利用无位置传感器控制方式的原理，反电势过零检测法来获得转子位置信号，从而省去转子位置传感器，实现无位置传感器无刷直流电机控制
[0033]无位置传感器控制方式的风扇马达的主要优点:
[0034]①降低成本，减小电机的体积；
[0035]②抗干扰能力强，能在高温、湿度大、有腐蚀物质、空气污浊的环境中工作；
[0036]③无传感器安装的问题，减小风扇的工艺难度。
[0037]与现有技术相比，本发明把空心杯技术、无位置传感器控制技术运用于直流风扇马达上，并通过直流风扇马达的合理设计，使本发明涉及的空心杯无位置传感器三相直流风扇马达具有更为突出的节能特性、控制特性和稳定运行特性；并具有极强的抗干扰能力；从而延长了马达的寿命。本发明的实施降低风扇马达的成本、生产工艺变得简单；减小了电机的体积，对空间和重量有严格要求的便携式仪器、设备提供了绝佳的散热解决方案。
【附图说明】
:
[0038]图1为空心杯无位置传感器三相直流风扇马达装配图
[0039]图2为线圈绕组示意图线圈绕组可以是图2中A梯形、B圆形、C方形
[0040]图3为无位置传感器风马达驱动IC框架原理图
[0041]图4为空心杯无位置传感器三相直流风扇马达驱动原理图
图5为8线圈轭板；9接着板；10线圈绕组；11驱动电路PCBA组成的空心杯无位置传感器三相直流风扇马达定子组件。为风扇马达旋转提供驱动力，能控制风扇马达的启动/停止、转速、方向等；并通过反电势过零检测法来获得转子位置信号。
【具体实施方式】
[0042][实施例1]下面通过实施例，并结合附图1、图2中A形状的线圈绕组、图4为空心杯无位置传感器三相直流风扇马达驱动原理图对本发明进一步说明。
[0043][实施例1]
[0044]1、把图2中A形状的线圈绕组，按照图2中A形状加工，
[0045]2、3叶轮；4轴；5磁钢轭板组成的叶轮组件，6磁钢粘在叶轮组件上；把7叶轮垫圈压入叶轮组件的轴根部，经过充磁、动平衡调节后，组成转子。
[0046]3、8线圈轭板；9接着板2PCS ;10线圈绕组；11驱动电路PCBA组成定子组件；每个定子组件上安装三个线圈绕组，每个线圈绕组的中心位置夹角120°，每个线圈绕组中心线和磁钢的磁力中心线重合。保证能量转换效率达到最大化。如图5所示。
[0047]4、把2含油轴承压入I机壳；再把定子组件装入I机壳，并用14螺丝固定，把转子插入2含油轴承中心孔中，卡上15卡圈，防止转子脱落。最后把已放好13垫片的12轴受板，卡入I机壳内就完成了一个空心杯无位置传感器三相直流风扇马达如图1所示。
[0048]本文中所描述的具体实施例，仅仅是对本发明举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例，做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【主权项】
1.机壳；含油轴承；叶轮；轴；磁钢轭板；磁钢；叶轮垫圈、线圈轭板接着板；线圈绕组；驱动电路PCBA ;轴受板；垫片；螺丝；卡圈构成的空心杯无位置传感器三相直流风扇马达；[实施例1]中采用空心杯技术、无位置传感器控制技术加工的直流无刷风扇马达，并以提高风扇马达节能特性、控制特性、拖动特性，延长风扇马达寿命为目的。并且使直流无刷风扇马达的构造变得跟简单、体积变得更小、成本得到降低、制造工艺变、得简单的空心杯无位置传感器三相直流风扇马达。
2.采用了权利要求1中空心杯技术、无位置传感器控制技术，按照附图1的构造加工的空心杯无位置传感器三相直流风扇马达；线圈绕组3个或者3个以上，线圈绕组的形状、位置可以根据实际要求做任何形式的改变；采用德州仪器(TI)以外三相无位置传感器无刷直流电机驱动器，并以提高风扇马达节能特性、控制特性、拖动特性，延长风扇马达寿命为目的，并且使直流无刷风扇马达的构造变得跟简单、体积变得更小、成本得到降低、制造工艺变得简单的空心杯无位置传感器三相直流风扇马达。也符合本发明的精神本质。
【专利摘要】本发明公开了一种空心杯无位置传感器三相直流风扇马达。本发明公开的空心杯无位置传感器三相直流风扇马达。解决了直流有刷风扇马达摩擦大、损耗大、维护成本高、发热大、寿命短、效率低、输出功率小等问题；解决了有位置传感器直流无刷风扇马达成本高、体积大、结构复杂、难小型化、霍尔位置传感器的输出信号易受到干扰、控制电路复杂等问题。本发明的出现就是以解决直流有刷和直流无刷风扇马达的缺陷为目的。为了现有技术的缺陷。采用了具有突出节能特性、灵敏控制特性和稳定运行特性的空心杯构造，作为高效率的能量转换装置，代表了电动机的发展方向，风扇马达驱动电路采用了无位置传感器控制方式。降低了成本，减小风扇马达的体积；干扰能力强；减小风扇马达生产的工艺难度；控制电路简单。
【IPC分类】H02K29-12
【公开号】CN104734451
【申请号】CN201510035547
【发明人】汤毅平
【申请人】亚翌斯风电机(上海)有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年1月23日