【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種永磁直流無刷電動機，尤其為一種動態相永磁直流無刷電動機及其驅動控制方法。
技術介紹
1、電動機是電能轉換為機械能最為有效的動力設備，它覆蓋和滲透到各個行業，現已成為工業現代化的基礎設備，在我國，由于先進電機的應用和普及程度不高，效率普遍偏低，在所有耗電設備中，電機的耗電量尤為突出，目前，僅電機一項就消耗掉全國全年的總發電量約70%，可見提升電機性能的重要和迫切性。電機近200年的發展史，各類型的傳統電機均擁有各自的優點和不足，這些電機與各種不同設備的匹配度不夠理想，電機的綜合性能和通用性不高，而且，隨著世界進入智能化高速發展的時代，眾多的新型裝備對所匹配的動力和控制技術均提出諸多更新更高的要求。
2、永磁直流無刷電機是最新發展起來的新型電機，它以節能、高效等獨特優點已在各行業獲得了廣泛應用。永磁直流無刷電動機定子繞組是以相為基礎的結構設置，可以是二相、三相、四相、五相，甚至十二相等，電機的運轉控制也是以嚴格的邏輯順序導通和關斷，對各個定子座標位置的各相繞組進行換相和換向，從而在電機的氣隙中形成一個旋轉磁場，帶動轉子旋轉，但由于在換相過程中，轉子和定子之間的氣隙中存在轉矩的缺失角度和負轉矩狀況，會影響電機的轉矩波動和效率提升。為此，為了提高電機的轉矩，減少脈動，更多的是從電機控制電路的改善入手，如采用復雜運算的矢量控制技術等。
3、本專利技術的目的是提供一種驅動控制裝置簡單、電機勵磁極對繞組可編輯組合，且勵磁極對齒極磁極性的座標位置也可變化的動態相永磁直流無刷電動機。
4、本專
5、為實現上述目的，本專利技術的技術方案是，一種動態相永磁直流無刷電動機，其構成包括有電機本體、驅動控制裝置，其特征在于：所述電機本體的轉子由偶數個圓弧形永磁體構成，偶數個圓弧形永磁體有半數圓弧形永磁體的內弧面呈n極、外弧面呈s極，另外半數圓弧形永磁體的內弧面呈s極、外弧面呈n極，內弧面呈n極的永磁體與內弧面呈s極的永磁體對接構成一個圓環形并固定于導磁體轉子架；所述電機本體的定子由定子座、齒極、勵磁繞組和位置傳感器構成，偶數個齒極呈圓環狀均勻分布在定子座上，各齒極之間設置有齒槽，相鄰齒極中心線之間的圓心角度數相同，圓心角度數為180°的兩個齒極纏繞同一個勵磁繞組，構成了一個勵磁極對，所述驅動控制裝置包括有定子勵磁極對繞組接線端口、開關驅動電路、單片機及電源，所述定子勵磁極對繞組接線端口既與開關驅動電路電連接，又與定子勵磁極對繞組電連接，所述單片機既與開關驅動電路電連接、又與位置傳感器電連接，單片機接收位置傳感器給出的轉子旋轉角度信號，并通過開關驅動電路，將定子各勵磁極對繞組編輯組合為兩種類型勵磁極對單元，一類為電流維持勵磁極對單元，另一類為電流換向勵磁極對單元，與此同時，單片機還控制開關驅動電路實時地向電流維持勵磁極對單元持續地提供正向驅動電流，而向電流換向勵磁極對單元提供反向驅動電流，單片機每接收到一次位置傳感器發出的信號，隨即通過驅動開關電路對定子的勵磁極對繞組重新進行一次編輯組合，并持續地向新組合的電流維持勵磁極對單元提供正向驅動電流，向新組合的電流換向勵磁極對單元提供反向驅動電流。
6、在上述動態相永磁直流無刷電動機技術方案中，所述定子齒極數、齒槽數均為二十四個，相鄰齒極徑向中心線之間圓心夾角為15°，齒極徑向中心線圓心角互為180°的兩個齒極的齒槽內設置一個勵磁繞組，即構成十二個勵磁極對；所述電機本體的外轉子由兩個圓弧形永磁體、或由四個圓弧形永磁體、或由六個圓弧形永磁體、或由八個圓弧形永磁體和一個圓筒狀導磁體轉子架構成，圓弧形永磁體相互對接形成一個圓筒狀并固定在圓筒狀導磁體轉子架內表面，圓筒狀永磁體中相鄰永磁體的磁極性相異，即內弧面呈n極、外弧面呈s極的圓弧形永磁體與內弧面呈s極、外弧面呈n極的圓弧形永磁體對接。
7、在上述動態相永磁直流無刷電動機技術方案中，所述位置傳感器為若干個霍爾位置傳感器，所述霍爾位置傳感器安裝在定子座上，且霍爾位置傳感器設置在靠近兩個異磁極性轉子永磁體對接縫處。
8、在上述動態相永磁直流無刷電動機技術方案中，所述位置傳感器為編碼器，該編碼器設置在與電機轉子輸出軸同步運轉的軸上，且輸出轉子上各個永磁體極對的座標角度位置脈沖信號。
9、在上述動態相永磁直流無刷電動機技術方案中，所述驅動控制裝置還包括有顯示操作裝置，該顯示操作控制裝置包括有顯示屏和操作面板，所述電源包括控制電源和驅動電源，所述開關驅動電路由若干h橋直流固態驅動繼電器構成，所述h橋直流固態驅動繼電器通過所述勵磁極對繞組引出線接線端子與電機本體定子各勵磁極對繞組引出線電連接，電機本體定子每一個勵磁極對繞組連接一個h橋直流固態驅動繼電器，所述單片機分為勵磁極對邏輯編輯單片機和邏輯運算控制單片機，所述勵磁極對配比邏輯編輯單片機與每一個h橋直流固態驅動繼電器電路之間有兩條控制信號線，一條為控制正向電流信號線、另一條為控制反向電流信號線，所述勵磁極對配比邏輯編輯單片機還與所述顯示操作控制裝置和所述邏輯運算單片機電連接，所述邏輯運算單片機還與所述顯示操作控制裝置電連接，所述控制電源為單片機、顯示操作裝置提供低壓弱電，所述驅動電源通過h橋直流固態驅動繼電器，為勵磁極對繞組提供驅動電能；所述勵磁極對配比邏輯編輯單片機依照顯示控制裝置發出的人工編輯組合指令，將定子全部勵磁極對繞組編輯組合為兩類勵磁極對繞組單元，其中一類為電流維持勵磁極對繞組單元，而另一類為電流換向勵磁極對繞組單元，所述勵磁極對配比邏輯編輯單片機同時還接收所述邏輯運算控制單片機發出的預先編制運轉程序指令，實時地通過h橋直流固態驅動繼電器持續地向電流維持勵磁極對繞組單元提供正向驅動電流，并向電流換向勵磁極對繞組單元提供反向驅動電流，向電流換向勵磁極對繞組單元提供反向驅動電流的時機與轉子旋轉角度相關聯，位置傳感器將轉子旋轉角度信息發送到邏輯運算控制單片機，從而實現轉子旋轉角度與勵磁極對繞組的編輯組合、與驅動電流提供之間的閉環控制，位置傳感器每發出一次信號，單片機就對各勵磁極對繞組重新進行一次編輯組合，而新編輯組合的電流維持勵磁極對繞組單元和電流換向勵磁極對繞組單元齒極的座標位置會發生偏轉。
10、為實現另一個專利技術目的，本專利技術還給出了一種動態相永磁直流無刷電動機驅動控制方法，其特征在于：所述一種動態相永磁直流無刷電動機，其構成包括有電機本體、驅動控制裝置，所述電機本體的轉子由偶數個圓弧形永磁體構成，偶數個圓弧形永磁體有半數圓弧形永磁體的內弧面呈n極、外弧面呈s極，另外半數圓弧形永磁體的內弧面呈s極、外弧面呈n極，內弧面呈n極的永磁體與內弧面呈s極的永磁體對接構成一個圓環形并固定于導磁體轉子架；所述電機本體的定子由定子座、勵磁繞組和位置傳感器構成，偶數個齒極呈圓環狀均勻分布在定子座上，各齒極之間設置有齒槽，相鄰齒極中心線之間的圓心角度數相同，圓心角度數為180°的兩個齒極纏繞同一個本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種動態相永磁直流無刷電動機，其構成包括有電機本體、驅動控制裝置，其特征在于：所述電機本體的轉子由偶數個圓弧形永磁體構成，偶數個圓弧形永磁體有半數圓弧形永磁體的內弧面呈N極、外弧面呈S極，另外半數圓弧形永磁體的內弧面呈S極、外弧面呈N極，內弧面呈N極的永磁體與內弧面呈S極的永磁體對接構成一個圓環形并固定于導磁體轉子架；所述電機本體的定子由定子座、齒極、勵磁繞組和位置傳感器構成，偶數個齒極呈圓環狀均勻分布在定子座上，各齒極之間設置有齒槽，相鄰齒極中心線之間的圓心角度數相同，圓心角度數為180°的兩個齒極纏繞同一個勵磁繞組，構成了一個勵磁極對，所述驅動控制裝置包括有定子勵磁極對繞組接線端口、開關驅動電路、單片機及電源，所述定子勵磁極對繞組接線端口既與開關驅動電路電連接，又與定子勵磁極對繞組電連接，所述單片機既與開關驅動電路電連接、又與位置傳感器電連接，單片機接收位置傳感器給出的轉子旋轉角度信號，并通過開關驅動電路，將定子各勵磁極對繞組編輯組合為兩種類型勵磁極對單元，一類為電流維持勵磁極對單元，另一類為電流換向勵磁極對單元，與此同時，單片機還控制開關驅動電路實時地向電流維持勵磁極對
2.根據權利要求1所述的一種動態相永磁直流無刷電動機，其特征在于：所述定子齒極數、齒槽數均為二十四個，相鄰齒極徑向中心線之間圓心夾角為15°，齒極徑向中心線圓心角互為180°的兩個齒極的齒槽內設置一個勵磁繞組，即構成十二個勵磁極對；所述電機本體的外轉子由兩個圓弧形永磁體、或由四個圓弧形永磁體、或由六個圓弧形永磁體、或由八個以上偶數個圓弧形永磁體和一個圓筒狀導磁體轉子架構成，圓弧形永磁體相互對接形成一個圓筒狀并固定在圓筒狀導磁體轉子架內表面，圓筒狀永磁體中相鄰永磁體的磁極性相異，即內弧面呈N極、外弧面呈S極的圓弧形永磁體與內弧面呈S極、外弧面呈N極的圓弧形永磁體對接。
3.根據權利要求1所述的一種動態相永磁直流無刷電動機，其特征在于：所述位置傳感器為若干個霍爾位置傳感器，所述霍爾位置傳感器安裝在定子座上，且霍爾位置傳感器設置在靠近轉子上兩個異磁極性永磁體對接縫處。
4.根據權利要求1所述的一種動態相永磁直流無刷電動機，其特征在于：所述位置傳感器為編碼器，該編碼器設置在與電機轉子輸出軸同步運轉的軸上。
5.根據權利要求1所述的一種動態相永磁直流無刷電動機，其特征在于：所述驅動控制裝置還包括有顯示操作裝置，該顯示操作控制裝置包括有顯示屏和操作面板，所述電源包括控制電源和驅動電源，所述開關驅動電路由若干H橋直流固態驅動繼電器構成，所述H橋直流固態驅動繼電器通過所述勵磁極對繞組引出線接線端口與電機本體定子各勵磁極對繞組引出線電連接，電機本體定子每一個勵磁極對繞組連接一個H橋直流固態驅動繼電器，所述單片機分為勵磁極對配比邏輯編輯單片機和邏輯運算單片機，所述勵磁極對配比邏輯編輯單片機與每一個H橋直流固態驅動繼電器電路之間有兩條控制信號線，一條為控制正向電流信號線、另一條為控制反向電流信號線，所述勵磁極對配比邏輯編輯單片機還與所述顯示操作控制裝置和所述邏輯運算單片機電連接，所述邏輯運算單片機還與所述顯示操作控制裝置電連接，所述控制電源為單片機、顯示操作裝置提供低壓弱電，所述驅動電源通過H橋直流固態驅動繼電器，為勵磁極對繞組提供驅動電能；所述勵磁極對配比邏輯編輯單片機可以依照顯示控制裝置發出的人工編輯組合指令，將定子全部勵磁極對繞組編輯組合為兩類勵磁極對繞組單元，其中一類為電流維持勵磁極對繞組單元，而另一類為電流換向勵磁極對繞組單元，所述勵磁極對配比邏輯編輯單片機同時還接收所述邏輯運算控制單片機的指令，實時地通過H橋直流固態驅動繼電器持續地向電流維持勵磁極對繞組單元提供正向驅動電流，并向電流換向勵磁極對繞組單元提供反向驅動電流，向電流換向勵磁極對繞組單元提供反向驅動電流的時機與轉子旋轉角度相關聯，位置傳感器將轉子旋轉角度信息發送到邏輯運算控制單片機，從而實現轉子旋轉角度與勵磁極對繞組的編輯組合、與驅動電流提供之間的閉環控制，位置傳感器每發出一次信號，單片機就對各勵磁極對繞組重新進行一次編輯組合，而新編輯組合的電流維持勵磁極對繞組單元和電流換向勵磁極對繞組單元齒極的座標位置就會偏轉到新座標位置。
6.一種動態相永磁直流無刷電動機驅動控制方法，其特征在于：所述的一種動態相永磁直流無刷電動機，其構成包括有電機本體、驅動控制裝置，其特征在于...
【技術特征摘要】
1.一種動態相永磁直流無刷電動機，其構成包括有電機本體、驅動控制裝置，其特征在于：所述電機本體的轉子由偶數個圓弧形永磁體構成，偶數個圓弧形永磁體有半數圓弧形永磁體的內弧面呈n極、外弧面呈s極，另外半數圓弧形永磁體的內弧面呈s極、外弧面呈n極，內弧面呈n極的永磁體與內弧面呈s極的永磁體對接構成一個圓環形并固定于導磁體轉子架；所述電機本體的定子由定子座、齒極、勵磁繞組和位置傳感器構成，偶數個齒極呈圓環狀均勻分布在定子座上，各齒極之間設置有齒槽，相鄰齒極中心線之間的圓心角度數相同，圓心角度數為180°的兩個齒極纏繞同一個勵磁繞組，構成了一個勵磁極對，所述驅動控制裝置包括有定子勵磁極對繞組接線端口、開關驅動電路、單片機及電源，所述定子勵磁極對繞組接線端口既與開關驅動電路電連接，又與定子勵磁極對繞組電連接，所述單片機既與開關驅動電路電連接、又與位置傳感器電連接，單片機接收位置傳感器給出的轉子旋轉角度信號，并通過開關驅動電路，將定子各勵磁極對繞組編輯組合為兩種類型勵磁極對單元，一類為電流維持勵磁極對單元，另一類為電流換向勵磁極對單元，與此同時，單片機還控制開關驅動電路實時地向電流維持勵磁極對單元持續地提供正向驅動電流，而向電流換向勵磁極對單元提供反向驅動電流，單片機每接收到一次位置傳感器發出的信號，隨即通過驅動開關電路對定子的勵磁極對繞組重新進行一次編輯組合，并持續地向新組合的電流維持勵磁極對單元提供正向驅動電流，向新組合的電流換向勵磁極對單元提供反向驅動電流。
2.根據權利要求1所述的一種動態相永磁直流無刷電動機，其特征在于：所述定子齒極數、齒槽數均為二十四個，相鄰齒極徑向中心線之間圓心夾角為15°，齒極徑向中心線圓心角互為180°的兩個齒極的齒槽內設置一個勵磁繞組，即構成十二個勵磁極對；所述電機本體的外轉子由兩個圓弧形永磁體、或由四個圓弧形永磁體、或由六個圓弧形永磁體、或由八個以上偶數個圓弧形永磁體和一個圓筒狀導磁體轉子架構成，圓弧形永磁體相互對接形成一個圓筒狀并固定在圓筒狀導磁體轉子架內表面，圓筒狀永磁體中相鄰永磁體的磁極性相異，即內弧面呈n極、外弧面呈s極的圓弧形永磁體與內弧面呈s極、外弧面呈n極的圓弧形永磁體對接。
3.根據權利要求1所述的一種動態相永磁直流無刷電動機，其特征在于：所述位置傳感器為若干個霍爾位置傳感器，所述霍爾位置傳感器安裝在定子座上，且霍爾位置傳感器設置在靠近轉子上兩個異磁極性永磁體對接縫處。
4.根據權利要求1所述的一種動態相永磁直流無刷電動機，其特征在于：所述位置傳感器為編碼器，該編碼器設置在與電機轉子輸出軸同步運轉的軸上。
5.根據權利要求1所述的一種動態相永磁直流無刷電動機，其特征在于：所述驅動控制裝置還包括有顯示操作裝置，該顯示操作控制裝置包括有顯示屏和操作面板，所述電源包括控制電源和驅動電源，所述開關驅動電路由若干h橋直流固態驅動繼電器構成，所述h橋直流固態驅動繼電器通過所述勵磁極對繞組引出線接線端口與電機本體定子各勵磁極對繞組引出線電連接，電機本體定子每一個勵磁極對繞組連接一個h橋直流固態驅動繼電器，所述單片機分為勵磁極對配比邏輯編輯單片機和邏輯運算單片機，所述勵磁極對配比邏輯編輯單片機與每一個h橋直流固態驅動繼電器電路之間有兩條控制信號線，一條為控制正向電流信號線、另一條為控制反向電流信號線，所述勵磁極對配比邏輯編輯單片機還與所述顯示操作控制裝置和所述邏輯運算單片機電連接，所述邏輯運算單片機還與所述顯示操作控制裝置電連接，所述控制電源為單片機、顯示操作裝置提供低壓弱電，所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：朱石柱，司雷明，戴珊珊，
申請(專利權)人：南京一體科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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