本實(shí)用新型屬于油煙機(jī)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)涉及一種應(yīng)用新型磁瓦結(jié)構(gòu)的直流無(wú)刷電機(jī)的油煙機(jī)。

背景技術(shù)：

隨著永磁新材料、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)以及電力電子技術(shù)的發(fā)展，直流無(wú)刷電機(jī)作為一種新型、高效率的電機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的油煙機(jī)用電機(jī)采用電容運(yùn)轉(zhuǎn)單相交流電機(jī)，存在著起動(dòng)異音大、整機(jī)效率偏低、靜壓吸力小以及速度調(diào)節(jié)困難等缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種應(yīng)用新型磁瓦結(jié)構(gòu)的直流無(wú)刷電機(jī)的油煙機(jī)，由于該電機(jī)采用三段軟起動(dòng)模式，故油煙機(jī)起動(dòng)時(shí)沖擊小，沒(méi)有明顯的起動(dòng)噪聲；最大靜壓可提高15-25％；油煙機(jī)的整機(jī)效能可提升10-15％；直流無(wú)刷電機(jī)容易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，適應(yīng)于油煙機(jī)上的智能控制。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種應(yīng)用新型磁瓦結(jié)構(gòu)的直流無(wú)刷電機(jī)的油煙機(jī)，包括有電機(jī)和控制器，所述電機(jī)為直流無(wú)刷電機(jī)，所述控制器包括有MCU 芯片和3對(duì)逆變開(kāi)關(guān)管模塊，所述MCU芯片負(fù)責(zé)模擬和數(shù)字量的控制處理，所述逆變開(kāi)關(guān)管模塊負(fù)責(zé)三相繞組中電流的通斷切換；所述電機(jī)采用三相分?jǐn)?shù)槽集中繞組，且所述三相繞組星形連接3對(duì)全橋式驅(qū)動(dòng)電路；所述電機(jī)包括有轉(zhuǎn)子、定子，所述轉(zhuǎn)子上設(shè)置有轉(zhuǎn)子鐵芯，所述定子上設(shè)置有定子鐵芯，所述轉(zhuǎn)子鐵芯與定子鐵芯相對(duì)應(yīng)左右對(duì)齊，所述轉(zhuǎn)子上還設(shè)置有磁瓦，所述磁瓦的單邊長(zhǎng)度大于轉(zhuǎn)子鐵芯。

進(jìn)一步，所述電機(jī)還包括有滾動(dòng)軸承和用于調(diào)整其軸向的累加尺寸公差的波形墊圈。

進(jìn)一步，所述定子上設(shè)置有定子沖片，所述定子沖片設(shè)置有12個(gè)槽口，所述定子沖片的齒冠處開(kāi)設(shè)有矩形輔助凹槽，且所述輔助凹槽的寬度等于定子沖片槽口的寬度；所述轉(zhuǎn)子上設(shè)置有轉(zhuǎn)子沖片，所述轉(zhuǎn)子沖片挖空設(shè)置。

進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)子鐵芯上均勻分布有10片磁瓦，所述磁瓦為燒結(jié)鐵氧體材料，所述磁瓦的外徑和內(nèi)徑不同心設(shè)置。

進(jìn)一步，所述磁瓦在轉(zhuǎn)子中采用表貼式結(jié)構(gòu)，所述定子還包括有接線板，所述接線板由覆銅環(huán)氧板組成。

采用上述技術(shù)方案，由于油煙機(jī)屬于風(fēng)扇類負(fù)載，起動(dòng)力矩要求較小，可以運(yùn)用無(wú)霍爾傳感器方式來(lái)控制。MCU芯片根據(jù)實(shí)時(shí)反饋的三相反電動(dòng)勢(shì)情況計(jì)算出轉(zhuǎn)子的具體位置，來(lái)適時(shí)切換定子三相繞組中電流的方向，以達(dá)到電子換向的目的。油煙機(jī)、空調(diào)等家用電器消費(fèi)類產(chǎn)品對(duì)振動(dòng)、噪音等指標(biāo)要求高，故驅(qū)動(dòng)器必須是正弦波矢量控制。使電機(jī)中的反電動(dòng)勢(shì)和輸入電流相位保持一致，以確保輸出力矩最大，使產(chǎn)品的效能高。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型一種應(yīng)用新型磁瓦結(jié)構(gòu)的直流無(wú)刷電機(jī)的油煙機(jī)中三相繞組星形連接3對(duì)全橋式驅(qū)動(dòng)電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型一種應(yīng)用新型磁瓦結(jié)構(gòu)的直流無(wú)刷電機(jī)的油煙機(jī)中電機(jī)的立體結(jié)構(gòu)爆炸圖；

圖3為本實(shí)用新型一種應(yīng)用新型磁瓦結(jié)構(gòu)的直流無(wú)刷電機(jī)的油煙機(jī)中電機(jī)的縱向剖面視圖

圖4為本實(shí)用新型一種應(yīng)用新型磁瓦結(jié)構(gòu)的直流無(wú)刷電機(jī)的油煙機(jī)中定子沖片的主視圖；

圖5為本實(shí)用新型一種應(yīng)用新型磁瓦結(jié)構(gòu)的直流無(wú)刷電機(jī)的油煙機(jī)中轉(zhuǎn)子沖片的主視圖；

圖6為本實(shí)用新型一種應(yīng)用新型磁瓦結(jié)構(gòu)的直流無(wú)刷電機(jī)的油煙機(jī)中定子的俯視圖

圖7為本實(shí)用新型一種應(yīng)用新型磁瓦結(jié)構(gòu)的直流無(wú)刷電機(jī)的油煙機(jī)中定子的縱向剖面視圖

圖8為本實(shí)用新型一種應(yīng)用新型磁瓦結(jié)構(gòu)的直流無(wú)刷電機(jī)的油煙機(jī)中定子的仰視圖

圖9為本實(shí)用新型一種應(yīng)用新型磁瓦結(jié)構(gòu)的直流無(wú)刷電機(jī)的油煙機(jī)中轉(zhuǎn)子的橫向剖面視圖

圖10為本實(shí)用新型一種應(yīng)用新型磁瓦結(jié)構(gòu)的直流無(wú)刷電機(jī)的油煙機(jī)中轉(zhuǎn)子的縱向剖面視圖

圖中，2-轉(zhuǎn)子，3-定子，4-后端蓋，7-滾動(dòng)軸承，8-護(hù)線圈，11-波形墊圈，32-接線板，211-轉(zhuǎn)子鐵芯，311-定子鐵芯，212-磁瓦，2111-轉(zhuǎn)子沖片，3111-定子沖片。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明。在此需要說(shuō)明的是，對(duì)于這些實(shí)施方式的說(shuō)明用于幫助理解本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限定。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所涉及的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。

如圖所示的一種應(yīng)用新型磁瓦結(jié)構(gòu)的直流無(wú)刷電機(jī)的油煙機(jī)，其特征是：包括有電機(jī)和控制器，所述電機(jī)為直流無(wú)刷電機(jī)，所述控制器包括有MCU芯片和3對(duì)逆變開(kāi)關(guān)管模塊，所述MCU芯片負(fù)責(zé)模擬和數(shù)字量的控制處理，所述逆變開(kāi)關(guān)管模塊負(fù)責(zé)三相繞組中電流的通斷切換；所述電機(jī)采用三相分?jǐn)?shù)槽集中繞組，且所述三相繞組星形連接3對(duì)全橋式驅(qū)動(dòng)電路；所述電機(jī)包括有轉(zhuǎn)子2、定子3，所述轉(zhuǎn)子2上設(shè)置有轉(zhuǎn)子鐵芯211，所述定子3上設(shè)置有定子鐵芯311，所述轉(zhuǎn)子鐵芯211與定子鐵芯311相對(duì)應(yīng)左右對(duì)齊，所述轉(zhuǎn)子2上還設(shè)置有磁瓦212，所述磁瓦212的單邊長(zhǎng)度大于轉(zhuǎn)子鐵芯211。

進(jìn)一步，所述電機(jī)還包括有滾動(dòng)軸承7和用于調(diào)整其軸向的累加尺寸公差的波形墊圈 11。

進(jìn)一步，所述定子3上設(shè)置有定子沖片3111，所述定子沖片3111設(shè)置有12個(gè)槽口，所述定子沖片3111的齒冠處開(kāi)設(shè)有矩形輔助凹槽，且所述輔助凹槽的寬度等于定子沖片 3111槽口的寬度；所述轉(zhuǎn)子2上設(shè)置有轉(zhuǎn)子沖片2111，所述轉(zhuǎn)子沖片2111挖空設(shè)置。

進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)子鐵芯211上均勻分布有10片磁瓦212，所述磁瓦212為燒結(jié)鐵氧體材料，所述磁瓦212的外徑和內(nèi)徑不同心設(shè)置。

進(jìn)一步，所述磁瓦212在轉(zhuǎn)子2中采用表貼式結(jié)構(gòu)，所述定子3還包括有接線板32，所述接線板32由覆銅環(huán)氧板組成。

所述直流無(wú)刷電機(jī)采用三相分?jǐn)?shù)槽集中繞組，三相繞組星形連接三對(duì)MOSFET全橋式驅(qū)動(dòng)電路，其原理如圖2所示，A、B、C三相繞組同時(shí)通過(guò)正弦波連續(xù)電流(180°導(dǎo)通)，且各相之間相差120°相位角，相比起流過(guò)斷續(xù)電流的方波驅(qū)動(dòng)模式有更低的振動(dòng)噪聲等優(yōu)勢(shì)

轉(zhuǎn)子2裝入定子3內(nèi)孔中，兩者間單邊留有0.4-0.5mm的氣隙空間，定子鐵芯311與轉(zhuǎn)子鐵芯211需左右對(duì)齊，磁瓦212比轉(zhuǎn)子鐵芯211單邊長(zhǎng)3.5-4mm。為了延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命，采用牌號(hào)為NSK的滾動(dòng)軸承7，如圖所示，電機(jī)本體結(jié)構(gòu)軸向的累加尺寸公差靠波形墊圈11來(lái)調(diào)整，控制好其壓縮后高度在1.5-2.0mm間(原自由高為4mm)，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)軸承聲音才會(huì)和諧均勻。

定子3集中繞組相對(duì)于分布繞組的優(yōu)勢(shì)是繞組端部短，齒槽轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)低。如圖所示，定子沖片3111選用12槽，則每極每相槽數(shù)q＝z/2mp＝2/5，定子3繞組采用分?jǐn)?shù)槽(2/5) 集中繞組，并且為雙層繞組，這樣反電動(dòng)勢(shì)波形更接近正弦波。為了進(jìn)一步降低齒槽轉(zhuǎn)矩，在定子沖片3111的齒冠處開(kāi)了1.9mm寬的矩形輔助凹槽，輔助凹槽寬等于定子沖片3111 的槽口寬度。定子3的內(nèi)外徑比稱作定子3裂比，是電機(jī)一個(gè)重要的設(shè)計(jì)參數(shù)，因?yàn)樗鼘?duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩密度和效率有重大影響。此處定子3裂比Ksp＝Di/D0＝59/94＝0.63，相對(duì)取了較大值。因?yàn)椴捎描F氧體永磁材料的需取較大值，由于油煙機(jī)用電機(jī)屬低轉(zhuǎn)速大力矩特性也需取較大值，還由于Ksp設(shè)計(jì)成較大值，電樞反應(yīng)去磁作用就減小。

轉(zhuǎn)子沖片2111大面積挖空有四處，是為了減小轉(zhuǎn)子2的整體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，必然對(duì)電機(jī)的起動(dòng)和響應(yīng)速度有好處。

如圖所示，注塑轉(zhuǎn)子鐵芯211上均布了10片磁瓦212，磁瓦212是燒結(jié)鐵氧體材料，比注塑和粘結(jié)鐵氧體磁性能要好，鐵氧體磁鐵相對(duì)價(jià)格便宜，還有它使用溫度范圍寬，低于-40℃和超過(guò)200℃才發(fā)生退磁，它也電阻率高，意味著鐵氧體本身不存在任何由于渦流而引起的損耗問(wèn)題，而且它無(wú)腐蝕問(wèn)題，無(wú)需進(jìn)行表面處理。產(chǎn)品的z/2p組合選用12/10 的槽極數(shù)配合，三相分?jǐn)?shù)槽集中繞組z/p＝12/5組合的雙層繞組繞組系數(shù)值為0.933、LCM 值為60，兩值表示此種組合有較高的繞組系數(shù)和較低的齒槽轉(zhuǎn)矩。

鐵氧體磁瓦212的外徑和內(nèi)徑設(shè)計(jì)成不同心(中心距相差18mm)，截面呈面包狀，使永磁體厚度不等，中央厚些，兩側(cè)薄些，這樣氣隙也變?yōu)椴坏葰庀?，使電機(jī)的氣隙磁通密度分布接近于正弦波，于是反電動(dòng)勢(shì)波形也為正弦波，有利于降低油煙機(jī)用直流無(wú)刷電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩和負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)矩紋波，使油煙機(jī)在整個(gè)轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)運(yùn)行平穩(wěn)，沒(méi)有明顯的異音產(chǎn)生。

磁瓦212在轉(zhuǎn)子2中采用表貼式結(jié)構(gòu)，表貼式的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，從而降低制造成本。為了防止永磁體在運(yùn)轉(zhuǎn)中飛逸或松動(dòng)，磁瓦212在轉(zhuǎn)子鐵芯211外的固定采用注塑工藝，注塑材料選用PBT+20％的玻纖。半成品注塑轉(zhuǎn)子鐵芯211能通過(guò)如下試驗(yàn)驗(yàn)證：a、阻燃等級(jí)可達(dá)V0級(jí)。b、耐溫150℃時(shí)48小時(shí)后不變形。c、二倍額定轉(zhuǎn)速下(3600r/min) 48小時(shí)超速試驗(yàn)后磁體不松動(dòng)。如圖所示，注塑定子鐵芯311由定子鐵芯311在專用模具中，用同樣塑料材料(PBT+20％玻纖)注塑而成。注塑定子鐵芯311結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，批量生產(chǎn)時(shí)繞制三相繞組方便迅速，而且注塑定子鐵芯311阻燃性達(dá)到V0級(jí)，耐溫150℃/48小時(shí)后不會(huì)發(fā)生變形，綜合絕緣電氣強(qiáng)度高(3000V/1S不會(huì)擊穿)。

定子3中的接線板32由覆銅環(huán)氧板組成，板上共有四處覆銅，其中一處把三相繞組的尾a、b、c連在一起，另外三處通過(guò)黃、紅、藍(lán)引出線分別與三相繞組的頭A、B、C相連，三根引出線再經(jīng)板上的長(zhǎng)槽和護(hù)線圈8，引出到電機(jī)后端蓋4外。通過(guò)接線板32實(shí)現(xiàn)了三個(gè)相繞組的連接為星形(Y)，這樣處理使三相繞組的三頭之間、三頭與公共點(diǎn)間不會(huì)交叉，避免了相間短路或高壓擊穿等嚴(yán)重隱患的發(fā)生。生產(chǎn)時(shí)要注意9個(gè)焊點(diǎn)的質(zhì)量保證，同時(shí)焊好后要用耐高溫硬膠(卡夫特K-1668黃膠)封閉它們，以免它們與空氣接觸而發(fā)生氧化。板上的長(zhǎng)槽內(nèi)也要用以上黃膠封滿，使三根引出線在槽內(nèi)固定，這樣外面引出線上的受力就不會(huì)直接作用到三個(gè)焊點(diǎn)處。電機(jī)外面護(hù)線圈8與后端蓋4間、護(hù)線圈8內(nèi)孔與引出線間要用耐溫軟膠(卡夫特K-5939B黑膠)封住，防止油煙和水等雜物進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，從而破壞內(nèi)部穩(wěn)固的絕緣系統(tǒng)。

用直流無(wú)刷電機(jī)替代感應(yīng)電機(jī)后：1、由于該電機(jī)采用三段軟起動(dòng)模式，故油煙機(jī)起動(dòng)時(shí)沖擊小，沒(méi)有明顯的起動(dòng)噪聲。2、最大靜壓可提高15-25％。3、油煙機(jī)的整機(jī)效能可提升10-15％。4、直流無(wú)刷電機(jī)容易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，適應(yīng)于油煙機(jī)上的智能控制。

以上結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型不限于所描述的實(shí)施方式。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本實(shí)用新型原理和精神的情況下，對(duì)這些實(shí)施方式進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，仍落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。