CN112564329A - 开关磁阻电机、风机及干手机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种开关磁阻电机、风机及干手机,包括:壳体、与壳体配接的端盖、设于壳体内的定子组件,以及安装在定子组件内部且位于壳体与端盖之间的转子组件;其中在壳体的底部有适于与转子组件上的后轴承装配的第一轴承室;且端盖的中心设有适于与转子组件上的前轴承装配的第二轴承室;以及在定子组件的靠近端盖的一端还设有检测元件器,且在转子组件的转子轴上还设有适于被检测元器件检测的被测部件。本发明不需要使用永磁材料,所以整体产品系统的制造工艺简单,加工成本低。
Description
技术领域
本发明涉及电器技术领域,具体而言,涉及一种开关磁阻电机、风机及干手机。
背景技术
干手机主要用于宾馆、餐馆、科研机构、医院、公共娱乐场所和家庭的卫生间等场合, 目前市场上干手机产品大都采用串激电机或有刷直流电机,其共同特点是使用了碳刷和换向 器,由于其工作时碳刷磨损会造成粉尘污染,并且工作寿命不长。针对上述问题,考虑到延 长干手机的使用寿命,市场上采用直流永磁无刷电机的干手机,这种结构下的干手机产品使 用寿命延长了,但需要使用成本较高的永磁材料,永磁材料制成的转子不仅总体成本高,而 且生产加工的工艺复杂。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种开关磁阻电机,以解决简化电机的制造工艺以及降低制造 成本的技术问题。
本发明的第二目的是提供一种风机,以解决简化风机中的电机的制造工艺以及降低制造 成本的技术问题。
本发明的第三目的是提供一种干手机,以解决延长干手机运行的稳定性和使用寿命的技 术问题。
本发明的一种开关磁阻电机是这样实现的:
一种开关磁阻电机,包括:壳体、与壳体配接的端盖、设于壳体内的定子组件,以及安 装在定子组件内部且位于壳体与端盖之间的转子组件;其中
在所述壳体的底部有适于与转子组件上的后轴承装配的第一轴承室;且所述端盖的中心 设有适于与转子组件上的前轴承装配的第二轴承室;以及
在所述定子组件的靠近端盖的一端还设有检测元件器,且在所述转子组件的转子轴上还 设有适于被所述检测元器件检测的被测部件。
在发明较佳的实施例中,所述定子组件包括:定子铁芯、与定子铁芯注塑一体的线圈架、 适于缠绕安装在线圈架上的线圈,以及适于插入到线圈架中的端子;其中
所述检测元器件装配在所述线圈架上;
所述定子铁芯由多片硅钢片叠压组成,且所述定子铁芯整体呈大致圆形结构;
在定子铁芯的周向均匀布置有多个沿径向向外突出的突出部,所述突出部与壳体之间过 盈配合;以及
在所述突出部设置有轴向贯穿的贯通孔,且定子铁芯的定子轭的内圆向内延伸形成有多 个定子凸极。
在发明较佳的实施例中,在所述壳体的侧壁上开设有若干个出风口;以及
在所述壳体的内侧壁上还成型有卡块和凸起;其中
所述卡钩适于与定子铁芯轴向的一端卡接,以及所述凸起则适于与定子铁芯轴向的另一 端卡接。
在发明可选的实施例中,所述检测元器件包括相邻设置的两个霍尔传感器,且所述被测 部件为套设在转子轴的磁环;
两个霍尔传感器中的其中一个霍尔传感器设置在任一个定子凸极的中心线上,以及另一 个霍尔传感器设置在与上述定子凸极相邻的定子铁芯槽中心线上;
所述转子组件还包括在转子轴上套设的转子铁芯;所述转子铁芯的中心有一个通孔,且 转子铁芯的周向外侧有多个结构相同的转子凸极。
在发明可选的实施例中,所述转子铁芯的周向外侧有对称分布的两个转子凸极;且任一 转子凸极的外圆侧的一端与定子铁芯的内圆周之间的气隙为b1,以及所述转子凸极的外圆侧 的另一端与定子铁芯的内圆周之间的气隙为b2;
当转子组件逆时针方向旋转时,b1>b2;当转子组件顺时针方向旋转时,b2>b1;以及
所述磁环的外圆设有均匀的两对N极和S极;且任一对N极和S极均对应有一个转子凸 极。
在发明可选的实施例中,任一对N极和S极的分界线与转子凸极的外圆侧距离定子铁芯 的内圆周的气隙较小的一端之间形成的扇形边夹角为20°~50°。
在发明可选的实施例中,两个所述霍尔传感器均通过同一个霍尔支架与霍尔PCB板配接; 所述霍尔PCB板装配在线圈架上;
所述霍尔支架适于与霍尔PCB板配接固定;以及
在所述霍尔支架上开设有适于霍尔传感器的多个引脚一一配合穿过的多个通孔,所述霍 尔传感器的引脚适于折弯地贯穿通孔后再与霍尔PCB板配接;
在所述霍尔支架上背离霍尔PCB板的端面还设有与多个通孔一一对应配合的多个导向 槽;
所述导向槽的槽路相对于通孔的轴线呈折弯结构,以适于引导霍尔传感器的预折弯后的 引脚插入通孔中或引导霍尔传感器的引脚在导向槽中折弯后插入通孔中。
在发明可选的实施例中,所述检测元器件包括相邻设置的两个光电开关,且所述被测部 件为套设在转子轴的挡光板;
两个光电开关均固定在同一个光电PCB板上,且所述光电PCB板装配在线圈架上;
两个光电开关中的其中一个光电开关设置在任一个定子凸极的中心线上,以及另一个光 电开关设置在与上述定子凸极相邻的定子铁芯槽中心线上;
所述转子组件还包括转子轴上套设的转子铁芯;所述转子铁芯的中心有一个通孔,且转 子铁芯的周向外侧有多个结构相同的转子凸极。
在发明可选的实施例中,所述转子铁芯的周向外侧有对称分布的两个转子凸极;且任一 转子凸极的外圆侧的一端与定子铁芯的内圆周之间的气隙为b1,以及所述转子凸极的外圆侧 的另一端与定子铁芯的内圆周之间的气隙为b2;
当转子组件逆时针方向旋转时,b1>b2;当转子组件顺时针方向旋转时,b2>b1;以及
所述挡光板包括套装在转子轴上的圆形结构的基体,以及在基体的周向设有对称分布的 一对弧形挡板;一对弧形挡板与两个转子凸极一一对应分布。
在发明可选的实施例中,任一个弧形挡板沿着转子轴径向的其中一个边沿与转子凸极的 外圆侧距离定子铁芯的内圆周的气隙较小的一端之间形成的扇形边夹角为20°~50°。
本发明的风机是这样实现的:
一种风机,包括:所述的开关磁阻电机、导风板、风叶和风罩;
所述风罩安装在磁阻电机的壳体的凸缘上,且风罩一端的中心孔有进气口;
所述风叶固定在转子轴的一端,且位于风罩和导风板之间;以及
所述导风板的中间有中心孔,以便转子轴的一端穿过中心孔后固定风叶。
本发明的干手机是这样实现的:
一种干手机,包括:机壳和设于机壳内的所述的风机;以及
所述机壳内还设有适于控制风机运行的控制器。
在发明可选的实施例中,所述控制器包括:控制板、控制器外壳和控制器壳盖;其中
所述控制板固定在控制器外壳和控制器壳盖内;
所述控制板包括控制PCB板;所述控制PCB板上设置有弱电区域和强电区域;
所述弱电区域从控制PCB板的一侧向中间延伸;所述强电区域分布在弱电区域的周围。
在发明可选的实施例中,所述弱电区域内设置有MCU控制单元、温度检测电路、红外感 应和加热功率切换电路、调试和下载口电路、转子位置信号检测电路、LED显示控制电路、 电流放大和斩波电路、辅助电源电路、母线电压检测电路以及过流保护电路;
所述强电区域内设置有整流电路、两相不对称半桥电路以及加热丝控制电路。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:本实用的开关磁阻电机、风机及干手机, 相比于使用串激电机的干手机,由开关磁阻电机组成的电机系统寿命长,运行可靠,不产生 污染环境粉尘、制造工艺简单。相比于使用无刷直流永磁电机的干手机,由于开关磁阻电机 不需要使用永磁材料,所以开关磁阻电机组成的电机系统成本低、制造工艺简单。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1示出了本发明实施例2所提供的风机的爆炸结构示意图;
图2示出了本发明实施例1所提供的开关磁阻电机的壳体的结构示意图;
图3示出了本发明实施例1所提供的开关磁阻电机的壳体与定子组件的配合结构示意图;
图4示出了本发明实施例1所提供的开关磁阻电机的定子组件的局部结构示意图一;
图5示出了本发明实施例1所提供的开关磁阻电机的定子组件的局部结构示意图二;
图6示出了本发明实施例1所提供的开关磁阻电机的定子组件的局部结构示意图三;
图7示出了本发明实施例1所提供的开关磁阻电机的霍尔传感器与霍尔支架和霍尔PCB 板的配合结构示意图;
图8示出了本发明实施例1所提供的开关磁阻电机的霍尔PCB板的结构示意图;
图9示出了本发明实施例1所提供的开关磁阻电机的霍尔支架的第一视角结构示意图;
图10示出了本发明实施例1所提供的开关磁阻电机的霍尔支架的第二视角结构示意图;
图11示出了本发明实施例1所提供的开关磁阻电机的霍尔传感器的结构示意图;
图12示出了本发明实施例1所提供的开关磁阻电机的定子铁芯的结构示意图;
图13示出了本发明实施例1所提供的开关磁阻电机的定子铁芯与转子凸极的结构示意 图;
图14示出了本发明实施例1所提供的开关磁阻电机的转子凸极与磁环的磁极的配合结构 示意图;
图15示出了本发明实施例1所提供的开关磁阻电机的霍尔传感器与磁环的磁极在不同情 况下的配合结构示意图;
图16示出了本发明实施例1所提供的开关磁阻电机的光电开关和光电PCB板的配合结构 示意图;
图17示出了本发明实施例1所提供的开关磁阻电机的光电开关和光电PCB板的分体结构 示意图;
图18示出了本发明实施例1所提供的开关磁阻电机的光电开关的结构示意图;
图19示出了本发明实施例1所提供的开关磁阻电机的挡光板的结构示意图;
图20示出了本发明实施例1所提供的开关磁阻电机的转子凸极与挡光板的配合结构示意 图;
图21示出了本发明实施例1所提供的开关磁阻电机的光电开关与挡光板的弧形挡板在不 同情况下的配合结构示意图;
图22为本发明的实施例3所提供的干手机的控制板的强弱电区域分布示意图;
图23为本发明的实施例3所提供的干手机的控制板的各电路分布示意图;
图24为本发明的实施例3所提供的干手机的控制板的原理框图;
图25为本发明的实施例3所提供的干手机的MCU控制单元的电路图;
图26为本发明的实施例3所提供的干手机的红外感应和加热功能切换电路的电路图;
图27为本发明的实施例3所提供的干手机的LED显示控制电路的电路图;
图28为本发明的实施例3所提供的干手机的两相不对称半桥电路的电路图;
图29为本发明的实施例3所提供的干手机的转子位置信号检测电路的电路图;
图30为本发明的实施例3所提供的干手机的两相不对称半桥电路的功率开关管和散热板 的安装示意图;
图31为本发明的实施例3所提供的干手机的控制器的爆炸图;
图32为本发明的实施例3所提供的干手机的控制器外壳的主视图;
图33为图32的后视图;
图34为图32的俯视图;
图35为图32的侧视图;
图36为本发明的实施例3所提供的干手机的控制器壳盖的主视图;
图37为图36的侧视图;
图38示出了本发明实施例2所提供的风机的内部结构示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方 式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1:
参照图1所示,本实施例提供了一种开关磁阻电机,包括:壳体501、与壳体501配接的端盖502、设于壳体501内的定子组件,以及安装在定子组件内部且位于壳体501与端盖502之间的转子组件;其中在壳体501的底部有适于与转子组件上的后轴承503装配的第一轴承室;且端盖502的中心设有适于与转子组件上的前轴承505装配的第二轴承室;以及在定子组件的靠近端盖502的一端还设有检测元件器,且在转子组件的转子轴506上还设有适于被检测元器件检测的被测部件,即通过检测元件器对转子轴506上的被测部件的检测来实 现对于转子位置的检测。
接下来首先来说定子组件:
定子组件包括:定子铁芯510、与定子铁芯510注塑一体的线圈架511、适于缠绕安装在 线圈架511上的线圈512,以及适于插入到线圈架511中的端子513;其中检测元器件装配在 线圈架511上。
定子铁芯510由多片硅钢片叠压组成,且定子铁芯510整体呈大致圆形结构;在定子铁 芯510的周向均匀布置有多个沿径向向外突出的突出部515,突出部515与壳体501之间过 盈配合,以限制定子铁芯510的周向旋转;以及在突出部515设置有轴向贯穿的贯通孔516, 该贯通孔516的设置使得定子铁芯510与线圈架511注塑时,注塑料会流入该贯通孔516, 从而可以保证线圈架511与定子铁芯510的结合强度。定子铁芯510的定子轭的内圆向内延 伸形成有多个定子凸极517。
更为详细的,线圈架511与定子铁芯510一体注塑成型,注塑层包围定子凸极517部分。 定子铁芯510与线圈架511注塑一体,可以使线圈架511与定子铁芯510结合更牢固,解决 了装配困难的问题,具有在温度变化大的环境下线圈架511不容易发生变形起翘、且噪声低 的优点。线圈架511的轴向一端的径向外边缘一体设置有四个凹槽518,用于插入端子513, 端子513插入凹槽518内与凹槽518内的线圈512头或线圈512尾接触形成电性连接;以及 线圈架511的轴向另一端设置有两个螺纹孔533和定位凸柱535,用于安装固定检测元器件。 这样的设计结构下,使得用来固定监测元器件的螺纹孔533可以远离线圈架511的绕线部位, 螺纹孔533和定位凸柱535位于定子铁芯510外边缘上贯通孔516附近,这样可以使螺纹孔 533和定位凸柱535的位置在绕线后不变形。
再来说壳体501:
在壳体501的侧壁上开设有若干个出风口520;结合本实施例的附图,以一种可选的实 施情况来说,此处的出风口520设置为4个,且4个出风口520具体设置在壳体501的侧壁 靠近底壁的部分,出风口520的设置可以起到对于电机使用过程中热量快速散失的效果。此 外,本实施例还在壳体501的内侧壁上还成型有卡块521和凸起522;其中卡块521适于与 定子铁芯510轴向的一端卡接,以及凸起522则适于与定子铁芯510轴向的另一端卡接。需 要说明的是,此处的卡块521和凸起522均不止一个,以一种可选的情况来说,卡块521可 以是沿着壳体501内侧壁的圆周方向间隔且均匀地设置例如但不限于四个,同样的凸起522 也可以是沿着壳体501内侧壁的圆周方向间隔且均匀地设置例但不限于四个。对于本实施的 卡块521和凸起522来说是在壳体501与定子组件进行铆接加工的过程中形成的,当定子组 件装入壳体501后,由铆接工装在壳体501外侧壁上铆接,从而在壳体501的内侧壁形成卡 块521和凸起522,使定子组件与壳体501固定,由卡块521和凸起522对于定子组件的定 子铁芯510轴向两端的限位来限制定子组件的轴向运动,使得定子组件在使用过程中不会产 生在壳体501内的相对移动,确保定子组件与壳体501之间装配后的牢固度。
接下来说本实施例的检测元器件,对于本实施例的检测元器件来说,可以采用例如但不 限于霍尔传感器302还可以采用光电开关551,对此,本实施例以这两种情况为例进行说明。
第一种情况下,检测元器件包括相邻设置的两个霍尔传感器302,且被测部件为套设在 转子轴506的磁环531;对于此处的两个霍尔传感器302具体是通过以下的结构来装配到绕 线架上的。
两个霍尔传感器302均通过同一个霍尔支架304与霍尔PCB板301配接;而霍尔PCB板 301装配在线圈架511上。即霍尔支架304起到了对于霍尔传感器302与霍尔PCB板301之间的过渡衔接作用。对于本实施例的两个霍尔传感器302来说,两者与霍尔支架304之间的配合结构都是一样的,因此,以下描述本实施例仅仅以一个霍尔传感器302的具体情况来说明的。
详细来说,霍尔支架304适于与霍尔PCB板301配接固定,在霍尔支架304上开设有适 于霍尔传感器302的多个引脚3022一一配合穿过的多个通孔303,霍尔传感器302的引脚3022 适于折弯地贯穿通孔303后再与霍尔PCB板301配接;在霍尔支架304上背离霍尔PCB板301 的端面还设有与多个通孔303一一对应配合的多个导向槽305。
此外,在霍尔PCB板301上设有与霍尔支架304上的多个通孔303一一对应配合的多个 焊盘孔306;以及多个通孔303不共线;以及多个焊盘孔306也不共线,这样的结构是为了与本实施例的霍尔传感器302折弯的引脚3022进行配合使用的,即当霍尔传感器302的多个引脚3022进行折弯后,每个霍尔传感器302上的多个引脚3022彼此之间即不会处于同一直线上。故此,本实施例通过将霍尔传感器302的多个引脚3022在折弯的状态下与霍尔PCB板301进行配接可以降低霍尔传感器302与霍尔PCB板301配接加工的残次率。具体来说,由 于霍尔传感器302的引脚3022在折弯之前是三个引脚3022呈一直线分布的,每相邻的引脚3022之间的间距太近,如果直接将引脚3022为非折弯的情况下与霍尔PCB板301焊接,此 时在霍尔PCB板301上设有的多个焊盘孔306即需要与霍尔传感器302的处于同一直线上多 个引脚3022对应也呈一条直线分布,这种情况下的多个焊盘孔306的间距也会较小,此时焊盘孔306之间搭锡短路的不良率会提高,对应的加工后形成的残次率也同等提高。
结合本实施例附图,以一种具体可选的实施情况来说,每个霍尔传感器302的引脚3022 数量为三个;以及霍尔支架304上对应每个霍尔传感器302的通孔303数量为三个,且三个 通孔303呈三角形结构分布;霍尔PCB板301上每个霍尔传感器302的焊盘孔306数量也为 三个,且三个焊盘孔306呈三角形结构分布。此处对于三个通孔303和三个焊盘孔306来说, 具体是形成三角形结构还是其它形状的结构,是根据霍尔传感器302的三个引脚3022折弯后 形成的形状来确定的,因此,对于实际使用情况下的三个通孔303和三个焊盘孔306的具体 形状本实施例不做绝对限定,主要以霍尔传感器302的三个引脚3022折弯后形成的形状来进 行适应性的配合。
再来说本实施例的霍尔传感器302的引脚3022,本实施例的导向槽305可以对插入通孔 303中的霍尔传感器302的引脚3022起到引导作用,本实施例的导向槽305的槽路相对于通 孔303的轴线呈折弯结构,这种结构下的导向槽305一种情况下是可以引导霍尔传感器302 的预折弯后的引脚3022插入通孔303中;并且这种结构下的导向槽305还一种情况下是可以 是引导霍尔传感器302的引脚3022在导向槽305中折弯后再插入通孔303中。也就是说,对 应上述第一种情况来说,霍尔传感器302的引脚3022在进入导向槽305之前已经预先折弯成 型,对于折弯成型后的引脚3022再经导向槽305的槽路后再插入通孔303中,直至霍尔传感 器302的引脚3022最终插入到霍尔PCB板301上的焊盘孔306中再与霍尔PCB板301焊接固 定。而对应上述第二种情况来说,霍尔传感器302的引脚3022在进入导向槽305之前不做预 先折弯成型的操作工序,而是直接在霍尔传感器302的引脚3022装入导向槽305和通孔303 的过程中,利用导向槽305的槽路来引导霍尔传感器302的引脚3022边折弯边依次插入通孔 303和霍尔PCB板301上的焊盘孔306,即在此过程中,导向槽305的槽路起到了对于霍尔传 感器302的引脚3022的折弯引导效果。
综上,上述两种情况均可以实现霍尔传感器302的引脚3022最终以折弯的状态与霍尔 PCB板301上的焊盘孔306焊接固定,但是第一情况下对于霍尔传感器302的引脚3022预先 折弯成型的情况可以保证霍尔传感器302的引脚3022与该霍尔传感器302的本体3021相连 的根部的一定长度内是直线段,如此不易在折弯成型的过程中造成引脚3022根部的损伤,从 而有效保证霍尔传感器302的使用性能。而第二种情况下对于霍尔传感器302的引脚3022不 做预先的折弯成型加工的结构,无法保证霍尔传感器302的引脚3022与该霍尔传感器302的 本体3021相连的根部的一定长度内是直线段,而容易在引脚3022的根部处也被折弯,从而 造成根部的损伤而最终影响到霍尔传感器302的使用性能。
还需要加以说明的是,本实施例在霍尔支架304上背离霍尔PCB板301的端面还设有传 感器安装部;传感器安装部包括适于包绕在霍尔传感器302的本体3021周向的围壁3071, 以及在围壁3071上开设的至少一个开口3072,可选为对称设置的一对开口3072。此处的开 口3072一方面可以为导向槽305让位,另一方面方便传感器安装部在加工时的脱模。此处的 围壁3071可以起到对于霍尔传感器302的本体3021的周向支承作用,使得霍尔传感器302 的本体3021在与霍尔PCB板301焊接固定后可以被限位在传感器安装部中,从而避免霍尔传 感器302的本体3021出现晃动的问题。
对于本实施例的霍尔支架304来说,霍尔支架304与霍尔PCB板301之间配接的牢固度 会直接影响到霍尔传感器302与霍尔PCB板301之间配接的稳定性。考虑到有效保证霍尔支 架304与霍尔PCB板301之间配接的牢固度,结合附图,以一种可选的情况来举例,本实施例采用了如下结构:
首先是,在霍尔支架304朝向霍尔PCB板301的端面设有至少一个凸起的定位柱308; 以及在霍尔PCB板301上开设有适于与至少一个定位柱308配接的至少一个配合孔309。此 处的定位柱308与配合孔309的配合主要是起到对于霍尔支架304与霍尔PCB板301装配过 程中导向和限位作用。
其次是,在霍尔支架304的侧端面朝向霍尔PCB板301一侧还凸设有至少两个间隔分布 的以适于与霍尔PCB板301卡接配合的卡钩310。结合本实施例的附图以一种可选的情况来 说,在霍尔支架304的侧端面朝向霍尔PCB板301一侧还凸设有两个间隔分布的卡钩310; 并且,考虑到加工的便捷性和高效性,本实施例的两个卡钩310中的其中一个卡钩310适于 与霍尔PCB板301的侧端面卡接固定,如此即可以直接利用霍尔PCB板301的侧端面来与卡 钩310配接,可以减少在霍尔PCB板301上开设卡钩孔321的工序。而两个卡钩310中另一 个卡钩310则是适于与霍尔PCB板301上预制的卡钩孔321卡接固定,此处的卡钩孔321开设在霍尔PCB板301上。综上,也就是说对于本实施例的两个卡钩310,霍尔PCB板301上 只需要开设一个卡钩孔321即可。
此外还需要加以说明是,在霍尔PCB板301上还开设有至少两个间隔设置的定位孔322 和至少两个间隔设置的螺钉安装孔323,此处的螺钉安装孔323与线圈架511上的螺纹孔533 配合,而定位孔322则是与线圈架511上的定位凸柱535配合,由此来实现将霍尔PCB板301 固定装配到线圈架511上,且通过上述结构的配合来有效保证对于霍尔PCB板301与线圈架 511之间装配的牢固度。
对于本实施例的两个霍尔传感器302,还需要加以说明的是,两个霍尔传感器302中的 其中一个霍尔传感器302设置在任一个定子凸极517的中心线上,以及另一个霍尔传感器302 设置在与上述定子凸极517相邻的定子铁芯槽中心线上;转子组件还包括在转子轴506上套 设的转子铁芯534;转子铁芯534的中心有一个通孔,转子铁芯534安装在外圆有凸筋536 的转子轴506上,且转子铁芯534的周向外侧有多个结构相同的转子凸极532。外圆有凸筋 536的转子轴506压入转子铁芯534是为了保证转子轴506和转子铁芯534装配牢固,与外 圆滚花结构的转子轴506相比,本发明这种结构的转子组件变形小,尺寸稳定。
举例4/2的开关磁阻电机来说,转子铁芯534的周向外侧有对称分布的两个转子凸极532, 由于两个转子凸极532是中心对称设计的,这样的情况下整体转子组件的不平衡量较小,可 以在较高的转速下可靠的工作,不需要在生产线上增设对转子校动平衡的工序。且每个转子 凸极532与定子铁芯510的内圆周之间形成的气隙是不均匀的,是逐渐变化的。此处,设计 的转子铁芯534的两个转子凸极532的外圆侧的两端与定子铁芯510的内圆周之间形成的气 隙不相等,是为了保证电机转子在任意角度位置都能自启动,不需要辅助启动装置。
具体来说,本实施例定义任一转子凸极532的外圆侧的一端与定子铁芯510的内圆周之 间的气隙为b1,以及转子凸极532的外圆侧的另一端与定子铁芯510的内圆周之间的气隙为 b2;当转子组件逆时针方向旋转时,b1>b2;当转子组件顺时针方向旋转时,b2>b1;以及磁 环531的外圆设有均匀的两对N极和S极;且任一对N极和S极均对应有一个转子凸极532。
此处的磁环531与铜环注塑一体,即磁环531通过铜环与转轴固定连接。磁环531在轴 向上安装在前轴承505轴承与转子铁芯534之间。为了保证转子铁芯534的转子凸极532与 磁环531的磁极相对角度是固定的,在磁环531上设置与转子凸极532相对位的对位孔,这 样当磁环531与转子轴506这两者装配时,可以在转子凸极532上也设置对位孔,两者定位 工装穿过该对位实现两者的定位,也可以在转子凸极532上不设置对位孔,而是借助转子凸 极532的扇形结构,辅助定位工装保证两者之间的相对位置固定,如此情况下,对于霍尔传 感器来说只需要检测磁环531的角度位置就可能确定转子凸极532的角度位置,与霍尔传感 器相连电性连接的MCU控制单元通过感应器信号输入端得到转子凸极532的位置信号后,控 制定子组件中相对的线圈512开通励磁或关断励磁。
关于本实施的磁环531,对于磁环531上的两对磁极来说,任一对N极和S极的分界线 与转子凸极532的外圆侧距离定子铁芯510的内圆周的气隙较小的一端之间形成的扇形边夹 角K为20°~50°,其中较佳的角度是34.9°。此处通过两个霍尔传感器302位置的准确设 置,以及磁环531的磁极与转子凸起522的相对于位置的精确设计,综合这两方面的结构, 可以有效提高对于转子轴506位置检测的准确度以及霍尔传感器302的感应精度。并且这种 结构之下还可以使得电机在电感最大的情况下或电感最小的的情况下换相,电机效率高。
再结合附图来详细说明两个霍尔传感器302的情况,定义设置在任一个定子凸极517的 中心线上的霍尔传感器302为霍尔A,设置在与上述定子凸极517相邻的定子铁芯槽中心线 上的霍尔传感器302为霍尔B。
如图15(a),霍尔A感应到磁环531的S极、霍尔B感应到磁环531的N极,此时, 线圈架511上的A相线圈512断电,B相线圈512通电,转子轴506由于受到电磁力,往磁 阻最小的方向旋转,即逆时针旋转到如图15(b)的位置;
如图15(b),霍尔A感应到磁环531的S极、霍尔B感应到磁环531的S极,此时, 线圈架511上的A相线圈512断电,B相线圈512通电,转子轴506由于受到电磁力,往磁 阻最小的方向旋转,即逆时针旋转到如图15(c)的位置;
如图15(c),霍尔A感应到磁环531的N极、霍尔B感应到磁环531的S极,此时A 相线圈512通电,B相线圈512断电,转子轴506由于受到电磁力,往磁阻最小的方向旋转, 即逆时针旋转到如图15(d)的位置;
如图15(d),霍尔A感应到磁环531的N极、霍尔B感应到磁环531的N极,此时A 相线圈512通电,B相线圈512断电,转子轴506由于受到电磁力,往磁阻最小的方向旋转, 即逆时针旋转到如图15(a)的位置,以此形成循环,保证转子轴506在任意位置能逆时针 方向旋转。
第二种情况下,检测元器件包括相邻设置的两个光电开关551,且被测部件为套设在转 子轴506的挡光板;本实施例的挡光板是由金属板材料冲压制成。两个光电开关551均固定 在同一个光电PCB板552上,且光电PCB板552装配在线圈架511上。两个光电开关551中的其中一个光电开关551设置在任一个定子凸极517的中心线上,以及另一个光电开关551设置在与上述定子凸极517相邻的定子铁芯槽中心线上。
详细来说,光电PCB板552上设置有第一定位孔553,与光电开关551底部的定位安装 柱557装配,在第一定位孔553的上方,设置有第二定位孔555,与定子组件中的线圈架511 的定位凸柱535装配;在第二定位孔555附近,设置有螺钉孔556,此处的螺钉孔556与线圈架511上的螺纹孔533配合来实现光电PCB板552与线圈架511的装配固定。
本实施例的光电开关551是槽形结构的,光电开关551中的凹陷槽554用于检测转子轴 506上的挡光板的角度位置,光电开关551的底部设置有两个大小不同的定位安装柱557,与 光电PCB板552上的第一定位孔553对应。光电开关551还具有四个引脚,与光电PCB板552 对应的焊盘焊接。可选的一种实施情况下,此处的两个定位安装柱557的大小不同,如此, 两个大小不同的定位安装柱557与光电PCB板552上的第一定位孔553对应,这样设计是为 了防止光电开关551反装,使光电开关551可靠的安装在光电板PCB板上。
对于本实施例中转子组件来说,采用光电开关551的情况下与霍尔传感器302的情况下 的转子组件结构可选采用的是相同的,因此此处不再赘述具体的转子组件的结构情况。
详细来说,挡光板包括套装在转子轴506上的圆形结构的基体558,以及在基体558的 周向设有对称分布的一对弧形挡板559,一对弧形挡板559与两个转子凸极532一一对应分 布。基体558通过其中心设置的翻边孔与转子轴506的外圆过盈配合连接,挡光板在轴向上 安装在前轴承505轴承与转子铁芯534之间。本实施例的转子铁芯534的一对转子凸极532 与挡光板的一对弧形挡板559之间相对角度是固定的。两者装配时,辅助定位工装保证两者 之间的相对位置固定,如此情况下,对于光电开关551来说只需要检测挡光板的角度位置就 可能确定转子凸极532的角度位置,与光电开关551相连电性连接的MCU控制单元通过感应 器信号输入端得到转子凸极532的位置信号后,控制定子组件中相对的线圈512开通励磁或 关断励磁。
还需要加以说明的是,任一个弧形挡板559沿着转子轴506径向的其中一个边沿与转子 凸极532的外圆侧距离定子铁芯510的内圆周的气隙较小的一端之间形成的扇形边夹角K为 20°~50°。其中较佳的角度是34.9°。此处通过两个光电开关551位置的准确设置,以及 挡光板的弧形挡板559与转子凸起522的相对于位置的精确设计,综合这两方面的结构,可 以有效提高对于转子轴506位置检测的准确度以及光电开关551的感应精度。并且这种结构 之下还可以使得电机在电感最大的情况下或电感最小的的情况下换相,电机效率高。
再结合附图来详细说明两个光电开关551的情况,定义设置在任一个定子凸极517的中 心线上的光电开关551为光电开关A,设置在与上述定子凸极517相邻的定子铁芯槽中心线 上的光电开关551为光电开关B。
如图21(a),光电开关A没有感应到挡光板的弧形挡板559、光电开关B感应到挡光板 的弧形挡板559,此时,线圈架511上的A相线圈512断电,B相线圈512通电,转子轴506 由于受到电磁力,往磁阻最小的方向旋转,即逆时针旋转到如图21(b)的位置;
如图21(b),光电开关A没有感应到挡光板的弧形挡板559、光电开关B没有感应到挡 光板的弧形挡板559,此时,线圈架511上的A相线圈512断电,B相线圈512通电,转子轴506由于受到电磁力,往磁阻最小的方向旋转,即逆时针旋转到如图21(c)的位置;
如图21(c),光电开关A感应到挡光板的弧形挡板559、光电开关B没有感应到挡光板 的弧形挡板559,此时A相线圈512通电,B相线圈512断电,转子轴506由于受到电磁力,往磁阻最小的方向旋转,即逆时针旋转到如图21(d)的位置;
如图21(d),光电开关A感应到挡光板的弧形挡板559、光电开关B感应到挡光板的弧 形挡板559,此时A相线圈512通电,B相线圈512断电,转子轴506由于受到电磁力,往磁阻最小的方向旋转,即逆时针旋转到如图21(a)的位置,以此形成循环,保证转子轴506 在任意位置能逆时针方向旋转。
本实施例采用光电开关551的结构与采用霍尔传感器302的结构相比,一方面,光电开 关551不需要使用固定位置霍尔传感器302的霍尔支架304,具有装配方便且整体成本低的 优点。另一方面,使用霍尔传感器302和磁环531结构的转子组件需要使用永磁材料制造的 磁环531,需要对磁环531进行充磁,而本设计方案的挡光板采用了金属板冲压加工制造方 案,具有材料成本低、工艺简单的优点。
最后来说端盖502:
端盖502安装固定在壳体501的凸缘上。端盖502的两侧有安装孔,每一侧对应有两个 安装孔,与壳体501的凸缘上的配合孔对应,通过螺钉安装端盖502的中心处设置有转子轴 506的轴承室。
实施例2:
在实施例1的开关磁阻电机的基础上,本实施例提供了一种风机,包括:实施例1的开 关磁阻电机、导风板561、风叶562和风罩563;其中的风罩563安装在磁阻电机的壳体501的凸缘上,且风罩563一端的中心孔有进气口568;风叶562固定在转子轴506的一端,且 位于风罩563和导风板561之间;以及导风板561的中间有中心孔,以便转子轴506的一端 穿过中心孔后固定风叶562。端盖502的中心孔两侧还设置有两个螺纹配接孔,螺钉穿过导 风板561的安装孔使导风板561固定在端盖502上。
本实施例的风机的开关磁阻电机的转子轴506旋转后,风叶562随着转子轴506一起旋 转,进气口附近的空气在风叶562的离心叶片的作用下流入进气口568,流入进气口568的 空气穿过导风板561上的导流叶片之间的间隙同时流入位于定子槽565和定子外缘与壳体501 内壁形成的间隙,从壳体501侧面的出风口520高速流出。
实施例3:
在实施例2的风机的基础上,本实施例提供了一种干手机,包括:机壳和设于机壳内的 风机;以及机壳内还设有适于控制风机运行的控制器。此处的控制器包括控制板2、控制器 外壳3和控制器壳盖4,控制板2固定在控制器外壳3和控制器壳盖4内。
控制器外壳3设置有用于容纳控制板2的安装底板31,安装底板31的底部内表面的四 角固定有两个定位配合柱311和两个螺钉配合孔312,两个定位配合柱311分布在安装底板 31的一组对角位置并与控制PCB板1上的安装孔对应,两个螺钉配合孔312分布在安装底板 31的另一组对角位置并与控制PCB板1上的安装孔对应,用于固定控制板2的控制PCB板1。
控制器外壳3的一端边缘设置有两个安装凸32。控制器外壳3的安装底板31的底部外 表面还设置有两个外壳固定部313,每个外壳固定部313的中心均开设有一个用于将控制器 与外部固定安装的配合连接孔。控制器外壳3的一个侧面上设置有多个出线孔33,用于控制 板2与外部之间的连接线通过。例如:市电电源通过导线穿过出线孔33与控制板2上的电源 输入端连接;控制板2上的工作状态输出端通过导线穿过出线孔33与干手机上的显示装置连 接;控制板2上的感应器输入端通过导线穿过出线孔33与干手机上的感应器连接;控制板2 上的加热器输出端通过导线穿过出线孔33与干手机上的加热丝连接;控制板2上的电机转子 位置信号输入端通过导线穿过出线孔33与干手机电机上的电机转子位置信号输入端连接;控 制板2上的温度传感器输入端通过导线穿过出线孔33与干手机上的温度传感器连接;控制板 2上的开关磁阻电机输出端通过导线穿过出线孔33与干手机电机上的线圈512连接。
控制器壳盖4的一端边缘设置有两个用于与控制器外壳3上的安装凸32装配的安装孔 41,保证控制器壳盖4和控制器外壳3之间的安装牢固,安装孔41为矩形的贯穿式安装孔。 控制器壳盖4的边缘还设置有壳盖固定部42,壳盖固定部42的中心开设有一个用于将控制 器与外部安装固定的配合安装孔。
控制PCB板1上设置有弱电区域11和强电区域12,弱电区域11从控制PCB板1的一侧向中间延伸,强电区域12分布在弱电区域11的周围;为了防止高电压的元器件和低电压的元器件相互干扰,确保高电压的元器件和低电压的元器件之间的绝缘间隙和爬电距离,将控 制板的控制PCB板划分为强电区域和弱电区域,高电压的元器件放置在强电区域,低电压的 元器件放置在弱电区域。
如图23所示,弱电区域11内设置有MCU控制单元111、NTC温度检测电路112、红外感应和加热功率切换电路113、调试和下载口电路114、转子位置信号检测电路115、LED显示控制电路116、电流放大和斩波电路117、辅助电源电路118、母线电压检测电路119以及过流保护电路110;强电区域12内设置有整流电路121、两相不对称半桥电路122以及加热丝控制电路123。
如图30所示,两相不对称半桥电路122的功率开关管T和散热板TS设置在控制PCB板 1的下面,其他电路的电子元器件均设置在控制PCB板1的上面。由于功率开关管T和散热板TS的体积较大,这种布局可以节省空间。
如图25所示,MCU控制单元用于根据接收的各种感测信息以及输入信息对干手机进行控 制;MCU芯片采用直流3.3V供电,MCU芯片上设置有第一I/O口~第十九I/O口、程序调试 和烧写口SWCLK和SWDIO,I/O口与上述各电路相连。
如图24所示,加热丝安装在干手机的风道上,在加热丝控制电路驱动下加热干手机吸入 的空气。加热丝控制电路根据MCU控制单元发送的加热指令控制加热丝的电源接通或断开, 若加热丝有不能工作的故障,加热丝控制电路将故障信号传输出给MCU控制单元。
如图28所示,两相开关磁阻电机在两相不对称半桥电路的驱动下旋转。两相不对称半桥 电路用于在MCU控制单元的控制下将使两相开关磁阻的线圈512导通或关断。如图28所示, 两相不对称半桥电路包括半桥电路模块和功率管电路模块组成,半桥驱动电路模块包括A相 半桥驱动模块和B相半桥驱动模块,功率管电路模块包括A相功率管驱动模块和B相功率管 驱动模块,A相半桥驱动模块的电路a1和B相半桥驱动模块b1的电路相同,A相功率管驱动 模块的电路a2和B相功率管驱动模块的电路b2相同。
如图28所示,A相半桥驱动模块包括8个电阻、四个电容、两个二极管、一个驱动芯片, 驱动芯片U4的管脚1与辅助电源的15V电压输出端VCC15V相接,电阻R90一端作为A+的信 号输入端,电阻R90另一端与驱动芯片U4的管脚2和电容C42的一端相接,电容C42的另一端与GND相接,电阻R91一端作为A-的信号输入端,电阻R91另一端与驱动芯片U4的管脚 3和电容C43的一端相接,电容C43的另一端与GND相接,电容C28的一端与VCC15V相接, 电容C28另一端与GND相接,自举二极管D11的正极与电阻R55串联后与VCC15V相接,自举 二极管D11的负极与驱动芯片U4的管脚8和自举电容C31的一端相接,自举电容C31的另一 端与驱动芯片的管脚6相接,二极管D12正极与电阻R56串联后与A相功率管驱动模块的功 率管T1的门极相接,电阻R57的一端与二极管D12的负极相接,电阻R57另一端与A相功率 管驱动模块的功率管T1的门极和电阻R58的一端相接,电阻R58的另一端与驱动芯片U4的 管脚6相接,电阻R59的一端与驱动芯片U4的管脚5相接,电阻R59的另一端与电阻R60的 一端、A相功率管驱动模块的功率管T2的门极相接,电阻R60的另一端与检流电阻的一端相 接。其中A+的信号输入端与MCU控制单元的第十三I/O口相接,A-的信号输入端与MCU控 制单元的第十I/O口相接。
如图28所示,A相功率管驱动模块包括两个功率管、两个二极管、两个电容,功率管T1 的门极与电阻R58的一端和R57的另一端相接,功率管T1的发射极与电阻R58的另一端、驱 动芯片的管脚6、快恢复二极管FWD2的负极、电容C48的一端、电机A相线圈512的一端相接,功率管的集电极与整流电路的母线电压输入端Vmx、快恢复二极管FWD1的负极、电容C34的一端相接,快恢复二极管FWD2的正极与GND相接,电容C48与的另一端与GND相接,功率 管T2的门极与电阻R59的另一端、电阻R60的一端相接,功率管T2的发射极与电阻R60的 另一端、检流电阻R73的一端相接,检流电阻R73处为检流电阻压降输出口Vyj。其中电容 C34和电容C48安装在功率管T1附近。
如图28所示,A相半桥驱动模块和B相半桥驱动模块中使用了电容C42、电容C43、电容C44、电容C45,电容C42可以抑制MCU控制单元的第十三I/O口到A+信号输入端的传输 出过程中产生的干扰信号,电容C43可以抑制MCU控制单元的第十I/O口到A-信号输入端 的传输出过程中产生的干扰信号,电容C44可以抑制MCU控制单元的第十四I/O口到B+信号 输入端的传输出过程中产生的干扰信号,电容C45可以抑制MCU控制单元的第十一I/O口到 A+信号输入端的传输出过程中产生的干扰信号,防止功率管误导通。
如图28所示,A相半桥驱动模块使用了二极管D12、电阻R56 D14、R62,可以使功率管T1快速的关断,降低功率管T1的功耗和温升;B相半桥驱动模块使用了二极管D14、电阻R62,可以使功率管T2快速的关断,降低功率管T2的功耗和温升。
如图28所示,与现有的功率拓扑电路相比,A相功率管驱动模块中使用了安装在功率管 T1附近的电容C34和电容C48,B相功率管驱动模块中使用了安装在功率管T2附近的电容C35 和电容C49,可以有效的抑制系统产生的辐射干扰GB4343.1-2018,4.1.2.2,通过试验的方 法可以调整电容C34、电容C48、电容C35、电容C49的容量值,可以使系统产生的辐射干扰 值降到最低,本实施例中C34和C35为1.5uF,C48和C49为0.012uF。
如图24所示,整流电路用于将输入到干手机的市电转化为直流电;辅助电源电路用于将 整流电路产生的直流电转化为供干手机控制系统所包含的各个组件供电的不同电压值。
如图26所示,红外感应电路用于接收红外感应器的信号,用户将手放置到干手机出风口 感应区时,将信号传输到MCU控制单元;红外感应电路包括红外传感器的接入端CN7的pin5 脚、电阻R23、电阻R24、电阻R105、三极管Q4、三极管Q5、电容C10、电容C11、红外信号输出端RX、红外信号控制端RT组成的红外接收电路。其中红外传感器的接入端CN7的pin5脚与干手机上的红外传感器信号输出相接未示出,红外信号输出端与MCU控制单元的第四I/O 口相接,红外信号控制端与MCU控制单元的第六I/O口相接。
为了防止红外传感器受到干扰而使系统误动作,MCU控制单元的MCU芯片内部程序进行 了如下设定:MCU控制单元的第六I/O口通过红外控制端向三极管Q5的基极发送固定频率的 方波信号,当三极管Q5的基极为高电平时,检测与红外信号输出端相接的MCU控制单元的第 四I/O口是否为低电平,如果是红外信号输出端是低电平,则认为红外感应器感应到物体, 如果是红外信号输出端是高电平,则认为红外感应器没有感应到物体。
如图26所示,加热功能切换电路用于切换加热或不加热的功能,将干手机面板的加热功 能切换按键的信号传输给MCU主控单元;图26中,JR1为加热功能指示接收端,JR2为加热 功能切换信号。
如图24所示,母线电压检测电路用于将整流电路产生的直流电转换成MCU控制单元可以 检测的低电压信号并传输给MCU控制单元;本实施例中,整流电路产生的直流电是311V左右, 通过分压电路将电压转换成0~3.3V范围内,以便于MCU能进行检测。设置母线电压检测电路 的目的是通过检测市电过低或过高时产生报警,该系统在市电过低或过高时停止工作,保护 系统。
如图24所示,温度检测电路将检测到的安装在干手机出风口的温度传感器的温度信号传 输给MCU控制单元;温度过高时降低加热丝的加热功率,温度过低时增大加热丝的加热功率, 使用户得到一个舒适恒定的温度。本实施例中可以是NTC温度传感器。
如图27所示,LED显示控制电路用于在MCU控制单元的控制下使安装在干手机上的LED 灯点亮或熄灭,不同的点亮或熄灭的频率对应不同的故障,以便于检查或维修。LED显示控 制电路由指示电源接通功能的LED灯接入端CN9的pin2脚、指示故障功能的LED灯接入端 CN9的pin3脚、电阻R31、电阻R32、三极管Q6、三极管Q7、故障信号输入端GZ、电源接通 信号输入端DY组成。其中指示电源接通功能的LED灯接入端CN9的pin2脚和指示故障功能 的LED灯接入端CN9的pin3脚分别与干手机上对应的LED灯相接,电源接通信号输入端与 MCU控制单元的第十五I/O口相接,故障信号输入端与MCU控制单元的第十六I/O口相接。
MCU控制单元的MCU芯片内部程序设定:如果干手机接通市电,接收到MCU控制单元的 第十五I/O口的电源接通信号输入端控制指示电源接通功能的LED灯常亮;如果系统有故障, 则在MCU控制单元的控制下,故障信号输入端控制指示故障功能的LED灯显示相应的故障信 号,为了让指示故障功能的LED灯显示不同的故障类型,MCU控制单元使LED灯有不同的闪 烁频率,用户或维修人员可以根据LED灯不同的闪烁频率识别干手机故障类型,快速诊断处 理,便于维修。本实施例不需要使用多个故障灯来对应显示多个故障类型,只采用一个故障 LED灯可以显示多种故障类型的设计方案可以节省系统成本,简化电路结构。
如图24所示,调试和下载口电路用于调试和烧写程序。
如图24所示,限电流保护电路用于将检测到的电机线圈绕组的电流放大后与第一设定值 比较后传输给MCU控制单元,MCU控制单元根据比较后的结果确定两相开关磁阻电机线圈的 导通或关断。
如图24所示,过流保护电路用于将放大后的电机线圈绕组的电流与第二设定值比较后传 输给MCU控制单元,若电流在规定时间内没有低于第二设定值,则MCU控制单元使电机停止 工作并通过LED灯显示相应的故障信号;例如,如果电机线圈短路了,给电机断电停止工作。
如图29所示,转子位置信号检测电路用于将接收到的电机转子的位置信号传输出给MCU 控制单元。包括转子位置信号传感器输入接口端J1、电阻R37、R38、R40、R41、电容C14、 C15、C16、二极管D8、D81、D9、D91、位置A信号输出端WZA、位置B信号输出端WZB。其 中转子位置信号传感器输入接口端J1与两相开关磁阻电机上的位置传感器相接,位置A信号输出端与MCU控制单元的第十八I/O口相接,位置B信号输出端与MCU控制单元的第十九I/O口相接。
以上的具体实施例,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所 应理解的是,以上仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神 和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。在 本发明的描述中,需要理解的是,指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置 关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有 特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。在本发明中,除 非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义 理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以 是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或 两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术 语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、 “竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位 置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和 简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和 操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用 于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之上或之下可以包括第 一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外 的特征接触。第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上 方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包 括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
Claims (14)
1.一种开关磁阻电机,其特征在于,包括:壳体、与壳体配接的端盖、设于壳体内的定子组件,以及安装在定子组件内部且位于壳体与端盖之间的转子组件;其中
在所述壳体的底部有适于与转子组件上的后轴承装配的第一轴承室;且所述端盖的中心设有适于与转子组件上的前轴承装配的第二轴承室;以及
在所述定子组件的靠近端盖的一端还设有检测元件器,且在所述转子组件的转子轴上还设有适于被所述检测元器件检测的被测部件。
2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机,其特征在于,所述定子组件包括:定子铁芯、与定子铁芯注塑一体的线圈架、适于缠绕安装在线圈架上的线圈,以及适于插入到线圈架中的端子;其中
所述检测元器件装配在所述线圈架上;
所述定子铁芯由多片硅钢片叠压组成,且所述定子铁芯整体呈大致圆形结构;
在定子铁芯的周向均匀布置有多个沿径向向外突出的突出部,所述突出部与壳体之间过盈配合;以及
在所述突出部设置有轴向贯穿的贯通孔,且定子铁芯的定子轭的内圆向内延伸形成有多个定子凸极。
3.根据权利要求2所述的开关磁阻电机,其特征在于,在所述壳体的侧壁上开设有若干个出风口;以及
在所述壳体的内侧壁上还成型有卡块和凸起;其中
所述卡钩适于与定子铁芯轴向的一端卡接,以及所述凸起则适于与定子铁芯轴向的另一端卡接。
4.根据权利要求2所述的开关磁阻电机,其特征在于,所述检测元器件包括相邻设置的两个霍尔传感器,且所述被测部件为套设在转子轴的磁环;
两个霍尔传感器中的其中一个霍尔传感器设置在任一个定子凸极的中心线上,以及另一个霍尔传感器设置在与上述定子凸极相邻的定子铁芯槽中心线上;
所述转子组件还包括在转子轴上套设的转子铁芯;所述转子铁芯的中心有一个通孔,且转子铁芯的周向外侧有多个结构相同的转子凸极。
5.根据权利要求4所述的开关磁阻电机,其特征在于,所述转子铁芯的周向外侧有对称分布的两个转子凸极;且任一转子凸极的外圆侧的一端与定子铁芯的内圆周之间的气隙为b1,以及所述转子凸极的外圆侧的另一端与定子铁芯的内圆周之间的气隙为b2;
当转子组件逆时针方向旋转时,b1>b2;当转子组件顺时针方向旋转时,b2>b1;以及
所述磁环的外圆设有均匀的两对N极和S极;且任一对N极和S极均对应有一个转子凸极。
6.根据权利要求5所述的开关磁阻电机,其特征在于,任一对N极和S极的分界线与转子凸极的外圆侧距离定子铁芯的内圆周的气隙较小的一端之间形成的扇形边夹角为20°~50°。
7.根据权利要求4~6任一项所述的开关磁阻电机,其特征在于,两个所述霍尔传感器均通过同一个霍尔支架与霍尔PCB板配接;所述霍尔PCB板装配在线圈架上;
所述霍尔支架适于与霍尔PCB板配接固定;以及
在所述霍尔支架上开设有适于霍尔传感器的多个引脚一一配合穿过的多个通孔,所述霍尔传感器的引脚适于折弯地贯穿通孔后再与霍尔PCB板配接;
在所述霍尔支架上背离霍尔PCB板的端面还设有与多个通孔一一对应配合的多个导向槽;
所述导向槽的槽路相对于通孔的轴线呈折弯结构,以适于引导霍尔传感器的预折弯后的引脚插入通孔中或引导霍尔传感器的引脚在导向槽中折弯后插入通孔中。
8.根据权利要求2所述的开关磁阻电机,其特征在于,所述检测元器件包括相邻设置的两个光电开关,且所述被测部件为套设在转子轴的挡光板;
两个光电开关均固定在同一个光电PCB板上,且所述光电PCB板装配在线圈架上;
两个光电开关中的其中一个光电开关设置在任一个定子凸极的中心线上,以及另一个光电开关设置在与上述定子凸极相邻的定子铁芯槽中心线上;
所述转子组件还包括转子轴上套设的转子铁芯;所述转子铁芯的中心有一个通孔,且转子铁芯的周向外侧有多个结构相同的转子凸极。
9.根据权利要求8所述的开关磁阻电机,其特征在于,所述转子铁芯的周向外侧有对称分布的两个转子凸极;且任一转子凸极的外圆侧的一端与定子铁芯的内圆周之间的气隙为b1,以及所述转子凸极的外圆侧的另一端与定子铁芯的内圆周之间的气隙为b2;
当转子组件逆时针方向旋转时,b1>b2;当转子组件顺时针方向旋转时,b2>b1;以及
所述挡光板包括套装在转子轴上的圆形结构的基体,以及在基体的周向设有对称分布的一对弧形挡板;一对弧形挡板与两个转子凸极一一对应分布。
10.根据权利要求9所述的开关磁阻电机,其特征在于,任一个弧形挡板沿着转子轴径向的其中一个边沿与转子凸极的外圆侧距离定子铁芯的内圆周的气隙较小的一端之间形成的扇形边夹角为20°~50°。
11.一种风机,其特征在于,包括:如权利要求1~10任一项所述的开关磁阻电机、导风板、风叶和风罩;
所述风罩安装在磁阻电机的壳体的凸缘上,且风罩一端的中心孔有进气口;
所述风叶固定在转子轴的一端,且位于风罩和导风板之间;以及
所述导风板的中间有中心孔,以便转子轴的一端穿过中心孔后固定风叶。
12.一种干手机,其特征在于,包括:机壳和设于机壳内的如权利要求11所述的风机;以及
所述机壳内还设有适于控制风机运行的控制器。
13.根据权利要求12所述的干手机,其特征在于,所述控制器包括:控制板、控制器外壳和控制器壳盖;其中
所述控制板固定在控制器外壳和控制器壳盖内;
所述控制板包括控制PCB板;所述控制PCB板上设置有弱电区域和强电区域;
所述弱电区域从控制PCB板的一侧向中间延伸;所述强电区域分布在弱电区域的周围。
14.根据权利要求13所述的干手机,其特征在于,所述弱电区域内设置有MCU控制单元、温度检测电路、红外感应和加热功率切换电路、调试和下载口电路、转子位置信号检测电路、LED显示控制电路、电流放大和斩波电路、辅助电源电路、母线电压检测电路以及过流保护电路;
所述强电区域内设置有整流电路、两相不对称半桥电路以及加热丝控制电路。
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CN202011508547.4A CN112564329A (zh) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | 开关磁阻电机、风机及干手机 |
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