[发明专利]电动机和电动泵

说明书

技术领域

本发明涉及电动机和使用交替极型转子的电动泵。

背景技术

日本公开专利第2010-263763号描述了一种采用所谓交替极型转子的电动机。该电动机包括具有12个槽的定子和具有8个磁极的转子。转子包括转子铁心，该转子铁心具有4个凸极和在转子铁心的周向嵌入转子铁心里的4块磁铁(钕磁铁)。4块磁铁作为一个磁极。4凸极设置在4块磁铁中相邻磁铁之间并且用作为另一个磁极。使用这样的交替极型转子的电动机或者使用这种电动机的电动泵之类的驱动装置以较小和较轻的结构获得高输出并降低成本。

另一类电动机利用无传感器驱动技术。发动机基于感应电压的波形，即，带有感应电压波形的控制信号，控制提供到定子的驱动电流，而不使用旋转传感器。然而，在使用将磁铁嵌入转子铁心的交替极型转子的电动机中，当转子开始旋转时，不能获得稳定的感应电压。即，在感应电压变得稳定之前必须有一段特定时间。因此，在开始基于感应电压执行控制之前需要时间。

此外，在使用交替极型转子电动机中，与常规的不包括凸极，并且包括形成8个磁极的8块磁铁的电动机相比较，感应电压的波形是不规则的。因此，很难在使用交替极型转子的电动机里采用无传感器驱动技术。

更具体地说，在常规电动机中，相对于正弦波的畸变率为1.3％并且在每相的感应电压的波形中较小。这使得无传感器驱动技术的使用令人满意。相反，图6为示出使用交替极型转子的电动机的每相(U相，V相和W相)感应电压的波形，其中在一个磁极(磁铁的磁极)的两端和另一个磁极(凸极的磁极)的两端之间的电角度是相等的(例如，27°机械角)。在这样一种电动机里，如图6所示，相对正弦波的畸变率是21.1％。此外，如图7中所示，在一种Y接法的使用类似的交替极型转子的电动机中，在引出端(U-V，V-W和W-U)之间的感应电压的波形变得不规则。用一种三角形接法的使用类似的交替极型转子的电动机中，在引出端(U-V，V-W和W-U)之间的感应电压的波形变得不规则，如图8所示。一般认为，如图7和8中所示波形变得不规则是因为凸极的磁极不产生像磁铁的磁极那样的强制磁极流(forcible magnetic pole flow)。

此外，在图6到8示出的波形里，例如，波峰偏离正常位置。更具体地说，波峰间隔为大约110°，而其应当是90°。另外，波形相对于每个波峰是不对称的。很难使用这样不规则波形的感应电压作为控制信号。因此，很难将无传感器驱动技术用于交替极型转子的控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种允许无传感器驱动技术令人满意地使用的电动机和电动泵。

本发明的一个方面是一种电动机，其中供应到线圈的驱动电流根据从各相之间感应电压的波形检测到的转子的旋转位置来控制。该电动机包括定子和转子。定子包括3×n个齿和连续缠绕于所述齿上的用于三相的线圈。所述齿设置在圆周方向上并径向向内延伸，且在圆周方向上相邻的所述齿之间形成槽。转子包括从所述定子径向向内设置的转子铁心，在转子铁心的周向上设置的n个磁铁，和在转子铁心中设置的n个凸极。所述磁铁作为一个磁极，所述凸极作为另一个磁极，且每个凸极在圆周方向上与相邻磁铁隔开一个空隙。此处，n为自然数。所述磁铁和所述空隙从所述转子铁心的外轮廓径向向内设置。在各所述磁铁的两端之间的电角度设置为比各所述凸极的两端之间的电角度小。

本发明的另一方面是一种电动泵，其包括第1方面的电动机、容置电动机的壳体、以及在该壳体中与转子一起旋转的叶轮。

本发明的其它方面和优点将从以下说明变得明显，以下说明与附图相结合，示例性地说明了本发明的原理。

附图简要说明

通过参考目前优选实施例的以下说明和附图可最好地理解本发明及其目的和优点，在附图中：

图1A为示出根据本发明的一个实施例的电动机的平面图；

图1B为示出图1A的转子的部分放大平面图；

图2为用于图1A的电动机的控制器的电路图；

图3为示出在具有规则波形的电动机中，在一个磁极两端之间的电角度和在另一磁极的两端之间的电角度之间的关系图；

图4为图1A的电动机电角度-感应电压波形图；

图5为图1A的电动机电角度-感应电压波形图；

图6为现有技术的电动机电角度-感应电压波形图；

图7为现有技术的电动机电角度-感应电压波形图；

图8为现有技术的电动机电角度-感应电压波形图；以及

图9为使用图1A的电动机的电动泵的剖视图。

最佳实施例的详细说明