外轉子無刷直流電機的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及無刷電機技術領域，更具體的涉及一種外轉子無刷直流電機。
【背景技術】
[0002] 當前，應用于家電電器（如風扇、空調、空氣凈化機、排氣扇等）的低壓直流無刷電 機有兩種：第一種是內轉子無刷電機；第二種是外轉子無刷電機。其中，內轉子無刷電機的 動平衡較好，但是在節能功耗方面不及外轉子無刷電機；而現有的外轉子無刷電機雖然力 度夠，但功率消耗一般大于20W，很難做到20W以下，而且現有的直流無刷電機采用霍爾驅 動，當霍爾傳感器損壞后就無法正常運轉。 【實用新型內容】
[0003] 本實用新型的目的在于提供一種外轉子無刷直流電機，以實現當霍爾傳感器損壞 后仍能夠正常運轉，并降低功率。
[0004] 為實現上述目的，本實用新型提供了一種外轉子無刷直流電機，包括轉子外殼、永 磁環、定子繞組、復合驅動電路、定子固定座、軸心、第一軸承以及第二軸承，所述轉子外殼 套設于所述定子繞組的外部，所述轉子外殼的內壁上固定裝設永磁環，所述永磁環磁極的 數量為5對極且呈均勻分布，所述定子繞組包括外繞12槽的定子鐵芯和繞設于所述定子鐵 芯上的三相定子繞組，所述軸心依次穿過所述第一軸承和所述第二軸承的中心而置于所述 轉子外殼的通孔內，所述第一軸承和所述第二軸承固定設置于所述定子固定座上，所述復 合驅動電路設置于所述轉子外殼的頂部且所述復合驅動電路與所述定子繞組連接，所述復 合驅動電路在霍爾傳感器正常工作時根據所述霍爾傳感器的檢測信號輸出三相對稱正弦 波交流電至所述定子繞組以使電機運轉，并在所述霍爾傳感器損壞時根據反電動勢檢測信 號直接輸出所述三相對稱正弦波交流電至所述定子繞組以使電機正常運轉。
[0005] 與現有技術相比，本實用新型外轉子無刷直流電機采用12槽5對極結構以及三相 驅動，驅動平穩力矩大，而采用三相驅動，噪音更低，利用率高損耗少，，節能效果較佳；同時 采用霍爾與無霍爾復合驅動方式，可使電機驅動有雙重保障，當霍爾傳感器損壞后會自動 進行無霍爾無感驅動，保證電機正常運行。
[0006] 較佳地，所述復合驅動電路包括電機驅動芯片IC和反電動勢檢測電路，所述霍爾 傳感器包括霍爾傳感器Ha、Hb、Hc，其中所述霍爾傳感器Ha、Hb、Hc分別與所述電機驅動芯 片IC的三個傳感器輸入端口連接，分別用于檢測三相所述定子繞組的位置并將檢測信號 傳輸至所述電機驅動芯片1C，所述電機驅動芯片IC在霍爾傳感器正常時根據所述霍爾傳 感器Ha、Hb、Hc的檢測信號輸出三相對稱正弦波交流電至所述定子繞組以使電機運轉，并 在所述霍爾傳感器Ha、Hb、Hc的任一者損壞時根據來自所述反電動勢檢測電路的反電動勢 檢測信號直接輸出所述三相對稱正弦波交流電至所述定子繞組以使電機正常運轉。
[0007] 較佳地，所述永磁環由塑磁材料成型。
[0008] 通過以下的描述并結合附圖，本實用新型將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本 實用新型的實施例。
【附圖說明】
[0009] 圖1為本實用新型外轉子無刷直流電機的結構示意圖。
[0010] 圖2為圖1中復合驅動電路驅動電機單元的電路圖。
【具體實施方式】
[0011] 現在參考附圖描述本實用新型的實施例，附圖中類似的元件標號代表類似的元 件。
[0012] 請參考圖1至圖2,本實用新型外轉子無刷直流電機100包括電機單元11和復合 驅動電路D，其中電機單元11包括轉子外殼A、永磁環B、定子繞組C、定子固定座E、軸心G、 第一軸承F1、第二軸承F2以及霍爾傳感器（Ha、Hb、He)，轉子外殼A套設于定子繞組C的 外部，轉子外殼A的內壁上固定裝設永磁環B，永磁環B的磁極數量為10極，10極由5對極 構成且呈均勻分布，定子繞組C包括外繞12槽的定子鐵芯和繞設于定子鐵芯上的三相定子 繞組，分別記為A相繞組、B相繞組和C相繞組，軸心G依次穿過第一軸承Fl和第二軸承F2 的中心而置于轉子外殼A的通孔內，直伸至轉子外殼A的通孔內緊配，復合驅動電路D設 置于轉子外殼A的上面且復合驅動電路D與定子繞組（A相繞組、B相繞組和C相繞組）連 接，復合驅動電路D在霍爾傳感器正常工作時根據霍爾傳感器的檢測信號輸出三相對稱正 弦波交流電至定子繞組以使電機運轉，并在霍爾傳感器損壞時根據反電動勢檢測信號輸出 三相對稱正弦波交流電至定子繞組以使電機運轉。
[0013] 具體的，復合驅動電路D包括控制電路、電機驅動芯片1C、反電動勢檢測電路、DC/ AC逆變電路以及若干電阻、電容（圖中未標號），霍爾傳感器包括霍爾傳感器他、冊、此，其 中霍爾傳感器Ha、Hb、He分別與電機驅動芯片IC的三個傳感器輸入端口連接，分別用于檢 測三相定子繞組的位置并將檢測信號傳輸至電機驅動芯片1C，電機驅動芯片IC在霍爾傳 感器正常時根據霍爾傳感器Ha、Hb、He的檢測信號輸出脈沖信號至DC/AC逆變電路，DC/AC 逆變電路將外接直流電轉換為三相對稱正弦波交流電并輸出至定子繞組以使電機運轉，并 在霍爾傳感器Ha、Hb、He中的任一者損壞時通過反電動勢檢測電路對定子繞組進行檢測并 將檢測結果輸出至電機驅動芯片1C，電機驅動芯片IC根據反電動勢檢測電路的檢測結果 (即反電動勢檢測信號）輸出脈沖信號至DC/AC逆變電路，DC/AC逆變電路將外接直流電轉 換為三相對稱正弦波交流電并將三相對稱正弦波交流電輸出至定子繞組以使電機正常運 轉，從而實現了電機驅動的雙重保護，避免了霍爾傳感器損壞時電機無法正常工作。需要說 明的是，復合驅動電路D還可以為其他電路形式，只要能夠實現霍爾/無霍爾復合驅動功能 均滿足本實用新型的要求。
[0014] 其中，外轉子無刷直流電機100中各部件的工作原理可參見現有技術中外轉子無 刷直流電機的工作原理，此處不再詳細描述。而本實用新型的保護點在于采用復合驅動電 路以及設置12槽5對極結構。
[0015] 與現有技術相比，本實用新型具有以下優點：
[0016] (1)功率較低、節能效果好。現有的外轉子無刷直流電機一般結構為4槽4對極， 并采用兩相驅動，這樣的電機驅動力矩小，達不到驅動扇葉轉速，如果達到一定的轉速，功 率則會在25瓦以上，節能效果不佳。本實用新型采用12槽5對極結構，驅動平穩力矩大， 而采用三相驅動，噪音更低，利用率高損耗少，與同類電機相比，在達到相同的轉速時功率 可以降低30%以上，節能效果最佳。
[0017] (2)現有的外轉子無刷直流電機一般采用霍爾有感驅動，容易因霍爾傳感器燒毀 或老化而損壞，而且這種驅動方式功率相對大。本實用新型霍爾與無霍爾復合驅動方式，可 使電機驅動有雙重保障，當霍爾傳感器損壞后會自動進行無霍爾無感驅動，使電機正常運 行。
[0018] 此外，永磁環B由塑磁材料成型。而現有的電機中多用膠磁作為永磁環，磁力不夠 強且容易老化，磁性能降低，從而電機會逐步失去效力，達不到節能環保的效果。而采用塑 磁作為永磁環，塑磁耐老化、磁力強，使電機功率大大降低，性能更優越，符合新時代能源環 保節能要求。以外轉子無刷直流電機應用于家電風扇為例，說明采用現有的外轉子無刷直 流電機的家電風扇與采用本實用新型外轉子無刷直流電機的家電風扇的功率關系，經調查 現有家電風扇功率如表1所不：
[0019] 表 1
[0022] 從表1可以看出，現有家電風扇的功率基本在20W以上，而采用本實用新型外轉子 無刷直流電機的家電風扇，通過多次測試，其功率如表2所示：
[0023] 表 2
[0024]
[0025] 對比表1和表2,可以看出，本實用新型外轉子無刷直流電機在達到相同轉速的時 候的功率更低，具有更好的節能效果。
[0026] 以上結合最佳實施例對本實用新型進行了描述，但本實用新型并不局限于以上揭 示的實施例，而應當涵蓋各種根據本實用新型的本質進行的修改、等效組合。
【主權項】
1. 一種外轉子無刷直流電機，包括轉子外殼、永磁環、定子繞組、復合驅動電路、定子固 定座、軸心、第一軸承以及第二軸承，其特征在于，所述轉子外殼套設于所述定子繞組的外 部，所述轉子外殼的內壁上固定裝設永磁環，所述永磁環的磁極數量為5對極且呈均勻分 布，所述定子繞組包括外繞12槽的定子鐵芯和繞設于所述定子鐵芯上的三相定子繞組，所 述軸心依次穿過所述第一軸承和所述第二軸承的中心而置于所述轉子外殼的通孔內，所述 第一軸承和所述第二軸承固定設置于所述定子固定座上，所述復合驅動電路設置于所述轉 子外殼的頂部且所述復合驅動電路與所述定子繞組連接，所述復合驅動電路在霍爾傳感器 正常工作時根據所述霍爾傳感器的檢測信號輸出三相對稱正弦波交流電至所述定子繞組 以使電機運轉，并在所述霍爾傳感器損壞時根據反電動勢檢測信號直接輸出所述三相對稱 正弦波交流電至所述定子繞組以使電機正常運轉。2. 如權利要求1所述的外轉子無刷直流電機，其特征在于，所述復合驅動電路包括電 機驅動芯片IC和反電動勢檢測電路，所述霍爾傳感器包括霍爾傳感器他、冊、此，其中所述 霍爾傳感器Ha、Hb、Hc分別與所述電機驅動芯片IC的三個傳感器輸入端口連接，分別用于 檢測三相所述定子繞組的位置并將檢測信號傳輸至所述電機驅動芯片1C，所述電機驅動芯 片IC在霍爾傳感器正常時根據所述霍爾傳感器Ha、Hb、Hc的檢測信號輸出三相對稱正弦波 交流電至所述定子繞組以使電機運轉，并在所述霍爾傳感器Ha、Hb、Hc的任一者損壞時根 據來自所述反電動勢檢測電路的反電動勢檢測信號直接輸出所述三相對稱正弦波交流電 至所述定子繞組以使電機正常運轉。3. 如權利要求1所述的外轉子無刷直流電機，其特征在于，所述永磁環由塑磁材料成 型。
【專利摘要】本實用新型公開了一種外轉子無刷直流電機，包括轉子外殼、永磁環、定子繞組、復合驅動電路、定子固定座、軸心、第一軸承以及第二軸承，轉子外殼套設于定子繞組的外部，其中永磁環的磁極數量為5對極且呈均勻分布，定子繞組包括外繞12槽的定子鐵芯和繞設于定子鐵芯上的三相定子繞組，復合驅動電路設置于轉子外殼的上面且與定子繞組連接，并在霍爾傳感器正常工作時根據霍爾傳感器的檢測結果輸出三相對稱正弦波交流電至定子繞組而使電機運轉、在霍爾傳感器損壞時通過反電動勢檢測直接輸出三相對稱正弦波交流電至定子繞組，使電機正常運轉。與現有技術相比，本實用新型外轉子無刷直流電機現當霍爾傳感器損壞后仍能夠正常運轉，且功率較低。
【IPC分類】H02K11/00, H02K29/00, H02K1/27
【公開號】CN204886623
【申請號】CN201520574467
【發明人】馮宏亮, 陳小, 馮宏法, 馮宏孝, 譚紫云
【申請人】馮宏亮
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年7月31日