一種電勵磁無刷直流電的制造方法
【專利摘要】一種電勵磁無刷直流電機，由電機和驅(qū)動控制器兩部分組成。電機部分主要由電機軸、轉(zhuǎn)子鐵芯、勵磁線圈、軸承、定子機殼、定子鐵芯、定子線圈、導(dǎo)電環(huán)，碳刷、電機端蓋、轉(zhuǎn)子位置傳感器等部件組成。驅(qū)動控制器由整流濾波單元、轉(zhuǎn)子位置采集單元、邏輯控制單元、斬波驅(qū)動單元、勵磁控制單元組成。本實用新型打破了現(xiàn)有無刷直流電機的勵磁不能調(diào)節(jié)的弊端，可以通過調(diào)節(jié)外加勵磁電流的大小，調(diào)節(jié)電機的輸出轉(zhuǎn)矩和速度高低，既可以在低速時輸出大轉(zhuǎn)矩，又可以具有較高的轉(zhuǎn)速。本實用新型省去了價格昂貴的永久磁鋼，成本將有顯著的降低，可靠性有所提高。本實用新型可為電動汽車領(lǐng)域提供一種理想的驅(qū)動電機。
【專利說明】一種電勵磁無刷直流電機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種直流電機，特別是一種電勵磁無刷直流電機。

【背景技術(shù)】
[0002] 直流電機與交流電機相比具有良好的調(diào)速性能，在許多場合應(yīng)用廣泛。有刷直流 電機勵磁繞組在定子部分，電樞繞組在轉(zhuǎn)子部分，電樞電流要經(jīng)過電機換向器換向加到電 樞繞組中，且電樞電流是工作電流，電流較大，在換向過程中容易產(chǎn)生換向火花，電機換向 器很容易燒壞，碳刷要經(jīng)常更換，且在換向過程中要產(chǎn)生大的損耗，人們把這種有集電環(huán)的 直流電機稱之為有刷直流電機。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，特別是大功率器件的發(fā)展，電機電樞 電流的換向被大功率電子器件替代，電樞繞組放置在定子部分，把勵磁放在轉(zhuǎn)子部分，并用 永久磁鋼代替，形成無刷直流電機。
[0003] 無刷直流電機也是一種直流電機，具有直流電機的工作特性，是有刷直流電機的 改型換代。無刷直流電機轉(zhuǎn)子為永久磁鋼勵磁，定子為電樞繞組，電樞電流要有專用的無刷 直流電機驅(qū)動器完成換向控制，無刷直流電機驅(qū)動器根據(jù)電機轉(zhuǎn)子的具體位置適時導(dǎo)通或 關(guān)斷相應(yīng)的電樞繞組電流，使電機產(chǎn)生同一方向的力，推動電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，帶動負(fù)載運行。 無刷直流電機取消了集電環(huán)碳刷裝置，消除了換向火花，不需要更換碳刷，可靠性提高、效 率提高，在大部分采用有刷直流電機的場合逐步被為無刷直流電機代替，最具代表性的例 子為電動汽車領(lǐng)域。早期電動汽車驅(qū)動電機主要以有刷直流電機為主，這種電機啟動轉(zhuǎn)矩 大，適合車輛的起步和爬坡要求，但這種電機耗電太嚴(yán)重，電動汽車電能有限，有刷直流電 機效率太低很快就被交流變頻電機取代。交流變頻電機是普通的異步變頻電機配備變頻驅(qū) 動器，這種電機效率好于有刷直流電機，但啟動性能不如有刷直流電機好，效率還是偏低， 后來逐漸被效率更高的無刷直流電機取代。
[0004] 無刷直流電機與有刷直流電機相比其勵磁是固定不變的，不能像有刷直流電機那 樣方便調(diào)整，因此電機的調(diào)速特性和負(fù)載特性不如有刷電機好，其弊端也顯而易見。以新能 源電動汽車的動力電機為例，當(dāng)車輛在起步或爬坡時需要很大轉(zhuǎn)矩，但無刷直流電機因磁 場不能調(diào)節(jié)，因而這種電機不能像有刷電機那樣產(chǎn)生足夠大的起步轉(zhuǎn)矩，車輛的起步性能 和爬坡能力受到影響。當(dāng)車輛在平路需要高速行駛時，車輛要求電機這時的轉(zhuǎn)速要高，而轉(zhuǎn) 矩不需要太大，有刷電機通過減小勵磁電流可以提高本身的轉(zhuǎn)速，而無刷直流電機因磁場 恒定就無法把本身轉(zhuǎn)速提的很高。這就造成無刷直流電機外特性與電動汽車的負(fù)載特性不 太適應(yīng)，但由于無刷直流電機的綜合性能特別是效率特性遠(yuǎn)好于其他種類的電機，目前在 電動汽車領(lǐng)域還是首先選用無刷直流電機。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實用新型的技術(shù)解決問題是：針對新能源車輛的迫切需要，克服現(xiàn)有技術(shù)的不 足，提供一種電勵磁無刷直流電機（簡稱電機），這種電機將無刷直流電機不變的永磁勵 磁，變?yōu)榭勺兊耐饧觿畲?，從而解決了電機低速啟動轉(zhuǎn)矩小，變速范圍小的缺點。
[0006] 本實用新型的技術(shù)解決方案是：一種電勵磁無刷直流電機，由電機部分和驅(qū)動控 制器部分組成。其中電機部分的轉(zhuǎn)子鐵芯整體迭裝后壓裝在電機軸上，勵磁線圈固定在轉(zhuǎn) 子鐵芯上，電機軸的兩端分別裝有軸承，定子鐵芯壓裝在定子機殼內(nèi)，定子線圈安裝在定子 鐵芯的線槽中，電機端蓋的外端與定子機殼連接、內(nèi)端與軸承的外圈連接，使電機成為一個 整體，導(dǎo)電環(huán)安裝在電機軸上，碳刷安裝電機端蓋上，轉(zhuǎn)子位置檢測裝置的轉(zhuǎn)動部分固定的 電機軸上，靜止部分固定在電機端蓋上。驅(qū)動控制器部分由整流濾波單元、轉(zhuǎn)子位置采集單 元、邏輯控制單元、斬波驅(qū)動單元和勵磁控制單元組成。整流濾波單元將電源端輸來的交流 電，經(jīng)過整流濾波變?yōu)橹绷麟?，作為?qū)動控制器的母線電壓。轉(zhuǎn)子位置采集單元將電機轉(zhuǎn) 子位置信號進行處理，經(jīng)過邏輯單元進行邏輯判斷，控制斬波驅(qū)動單元供給電機電流的大 小、方向和時間，并使供給電機的電流與電機磁場正交，使電機始終處于最佳的狀態(tài)旋轉(zhuǎn)。
[0007] 本實用新型的原理是：這種電勵磁的無刷直流電機，其轉(zhuǎn)子為電勵磁繞組，定子為 電樞繞組，電樞電流有專用的無刷直流電機驅(qū)動器完成換向控制，這與無刷直流電機驅(qū)動 器基本一樣，轉(zhuǎn)子勵磁繞組通過導(dǎo)電環(huán)外加電源勵磁，根據(jù)電機的轉(zhuǎn)矩公式：T = Cm Φ I
[0008] 式中：T--電機轉(zhuǎn)矩
[0009] Cm--電機的轉(zhuǎn)矩系數(shù)
[0010] Φ--電機的磁通
[0011] I--電機電樞輸入電流
[0012] 當(dāng)電機需要輸出轉(zhuǎn)矩增大時，在電樞電流I不變時，增大電機的勵磁電壓，電機的 勵磁電流增大，電機的主磁通Φ增大，電機輸出的轉(zhuǎn)矩就增大。當(dāng)然在電機的主磁通Φ不 變時，增加電樞電流I時，也可以增加電機轉(zhuǎn)矩，實際工作中是既增加電機的主磁通Φ，同 時增加電樞電流I，這時電機的輸出轉(zhuǎn)矩將更大。
[0013] 另外根據(jù)電機反電勢公另

【權(quán)利要求】
1. 一種電勵磁無刷直流電機，由電機部分和驅(qū)動控制器部分組成，其特征在于：電機 部分主要由電機軸（1)、軸承（2)、轉(zhuǎn)子鐵芯（3)、勵磁線圈（4)、定子機殼（5)、定子鐵芯 (6)、定子線圈（7)、導(dǎo)電環(huán)（8)、碳刷（9)、電機端蓋（10)、轉(zhuǎn)子位置檢測裝置（11)等部件組 成；轉(zhuǎn)子鐵芯（3)整體迭裝后壓裝在電機軸（1)上，勵磁線圈（4)固定在轉(zhuǎn)子鐵芯（3)上， 電機軸（1)的兩端分別裝有軸承（2)，定子鐵芯（6)壓裝在定子機殼（5)內(nèi)，定子線圈（7) 安裝在定子鐵芯（6)的線槽中，電機端蓋（10)的外端與定子機殼（5)連接、內(nèi)端與軸承（2) 的外圈連接，使電機成為一個整體，導(dǎo)電環(huán)（8)安裝在電機軸（1)上，碳刷（9)安裝電機端 蓋（10)上，轉(zhuǎn)子位置檢測裝置（11)的轉(zhuǎn)動部分固定的電機軸（1)上，靜止部分固定在電機 端蓋（10)上；驅(qū)動控制器部分由整流濾波單元、轉(zhuǎn)子位置采集單元、邏輯控制單元、斬波驅(qū) 動單元和勵磁控制單元組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電勵磁無刷直流電機，其特征在于：驅(qū)動控制器的輸入 端與供電電源連接，輸出端與電機進線連接，驅(qū)動器可放置于電機附近，也可置于電機內(nèi) 部。
【文檔編號】H02K29/06GK204168103SQ201420484188
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月21日
【發(fā)明者】馬力 申請人:馬力