《一種直流無刷電機系統》是中山大洋電機股份有限公司於2006年8月28申請的專利，該專利的申請號為2006100374791，公布號為CN101136574，公布日為2008年3月5，發明人是畢榮華、彭靄鉗、曾茂森、黃文偉、金建偉。
《一種直流無刷電機系統》由直流無刷電機單元1與控制器單元2組成，其中：A）直流無刷電機單元包括定子組件、與定子組件磁耦合的永磁轉子組件、支承安裝定子組件和永磁轉子組件的外殼、安裝在外殼端部的端蓋，永磁轉子組件的轉軸伸出頂端的端蓋；B）控制器單元包括集成功率模組、微處理器單元、轉子位置感測電路、電源處理電路、I/O接口電路、電流感測電路和控制器盒；C）控制器單元安置在上述直流無刷電機單元的底面，並與直流無刷電機單元電氣連線，它控制電路比較完善，在微處理器單元中儲存了用於控制電機工作特性的多個控制單元，可以工作在多種控制模式，適應多種控制需求，通用性好，減少再次開發的時間和工作量，給用戶帶來方便，降低產品成本，易於大批量生產和管理。
2013年10月，《一種直流無刷電機系統》獲得第十五屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《一種直流無刷電機系統》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種直流無刷電機系統
- 類別：發明專利
- 公布號：CN101136574
- 公布日：2008年3月5
- 申請號：2006100374791
- 申請日：2006年8月28
- 申請人：中山大洋電機股份有限公司
- 地址：廣東省中山市西區沙朗第三工業區
- 發明人：畢榮華、彭靄鉗、曾茂森、黃文偉、金建偉
- 分類號：H02K29/00（2006.01）、H02K11/00（2006.01）、H02P6/08（2006.01）、H02P6/16（2006.01）
- 專利代理機構：中山市漢通智慧財產權代理事務所
- 代理人：古冠開
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
傳統的直流無刷電機用一塊專用IC作為驅動電路，整個系統工作在開環狀態下，然後再與用戶產品的控制系統結合成閉環的控制模式，這樣的結構存在如下缺點：
（1）直流無刷電機只有一種工作模式，即開環控制模式，若客戶的產品需要多種工作模式和控制模式，就給客戶帶來很大的開發工作量，和增加研發的時間，使用戶產品成本增加；
（2）另外傳統的直流無刷電機的組成系統通用性差，例如風扇中套用的直流無刷電機和空調上套用的直流無刷電機的結構大部分相同，可能在控制上局部稍有不同，但套用在用戶產品的不同領域和不同控制要求而製造不同形式的直流無刷電機，這給工廠的生產和管理帶來很多不便，並且增加研發的時間和成本。
發明內容
專利目的
《一種直流無刷電機系統》的目的是提供一種通用性好，可以在多種不同的控制模式下工作，減少用戶的開發成本和開發時間的直流無刷電機系統。
技術方案
《一種直流無刷電機系統》由直流無刷電機單元與控制器單元組成，其中：
A）直流無刷電機單元包括定子組件、與定子組件磁耦合的永磁轉子組件、支承安裝定子組件和永磁轉子組件的外殼、安裝在外殼端部的端蓋，永磁轉子組件的轉軸伸出頂端的端蓋；
B）控制器單元包括集成功率模組、微處理器單元、轉子位置感測電路、電源處理電路、I/O接口電路、電流感測電路和控制器盒，微處理器單元的輸出端與功率集成模組的輸入端相連線，集成功率模組的輸出端與定子組件中的繞組相連線，轉子位置感測電路的輸入端與集成功率模組的輸出端相連線或者與檢測永磁轉子組件位置的感應器連線，轉子位置感測電路的輸出端與微處理器單元的輸入端相連線；電流感測電路的輸入端與集成功率模組的輸出端相連線，電流感測電路的輸出端與微處理器單元的輸入端相連線；電源處理電路的輸入端外接電源，電源處理電路的輸出端為各部分電路供電；I/O接口電路將微處理器單元與客戶系統雙向電氣連線實現數據交換；上述所述的電路製造成印製電路板，該印製電路板安裝在控制器盒裡面；
C）控制器單元安置在上述直流無刷電機單元的底面，並與直流無刷電機單元電氣連線；
D）微處理器單元（22）中儲存了用於控制電機工作特性的多個控制單元，包括力矩調節控制單元、轉速調節控制單元和風量調節控制單元，客戶系統通過I/O接口電路（25）選擇微處理器單元（22）的不同控制單元及輸入電機運行參數，使直流無刷電機單元（1）按照客戶系統希望的電機工作特性和工作參數運行；
E）：集成功率模組（21）至少包含以下功能電路，H橋式逆變電路（212）、門極驅動電路（211）和過溫保護電路（213），H橋式逆變電路（212）的輸出與上述繞組（102）的連線線（103）相連線，門極驅動電路（211）的輸出端連線H橋式逆變電路（212）的輸入端，過溫保護電路（213）的輸出端連線門極驅動電路（211）的輸入端。
上述所述的直流無刷電機定子組件包含定子鐵芯、繞在定子鐵芯上的繞組及繞組連線線，繞組連線線的一端與繞組相連線，一端與控制器相連線。
上述所述的I/O接口電路是由一些低壓信號處理電路組成的，低壓信號處理電路與微處理器單元雙向電氣連線。
上述所述的電源處理電路的輸出端電壓值至少包括一組5伏DC電壓、一組15伏DC電壓及從客戶系統電源供應端提供的直流母線電壓。
有益效果
《一種直流無刷電機系統》與2006年8月以前技術相比具有如下優點：
1）該發明直流無刷電機工作在閉環狀態下，且控制電路比較完善，在微處理器單元中儲存了用於控制電機工作特性的多個控制單元，可以工作在多種控制模式，適應多種客戶的產品的多種工作制控制需求，通用性好，減少用戶再次開發的時間和開發工作量，給用戶帶來比較大的方便，降低客戶產品成本；
2）該發明的通用直流無刷電機，易於生產和管理，可以大批量生產，降低產品成本。
附圖說明
圖1是《一種直流無刷電機系統》的電路方框圖；
圖2是該發明的外觀示意圖；
圖3是該發明控制器盒的外觀示意圖；
圖4是該發明直流無刷電機單元的爆炸圖；
圖5時該發明的直流無刷電機單元的截面圖。
權利要求
1.《一種直流無刷電機系統》其特徵在於：它由直流無刷電機單元（1）與控制器單元（2）組成，其中：
A）直流無刷電機單元（1）包括定子組件（10）、與定子組件（10）磁耦合的永磁轉子組件（11）、支承安裝定子組件（10）和永磁轉子組件（11）的外殼（12）、安裝在外殼（12）端面的端蓋（13），永磁轉子組件（11）的轉軸伸出頂部的端蓋（13）；
B）控制器單元（2）包括集成功率模組（21）、微處理器單元（22）、轉子位置感測電路（23）、電源處理電路（24）、I/O接口電路（25）、電流感測電路（26）和控制器盒（28），微處理器單元（22）的輸出端與功率集成模組（21）的輸入端相連線，集成功率模組（21）的輸出端與定子組件（10）中的繞組（102）相連線，轉子位置感測電路（23）的輸入端與集成功率模組（21）的輸出端相連線或者與檢測永磁轉子組件（11）位置的感應器連線，轉子位置感測電路（23）的輸出端與微處理器單元（22）的輸入端相連線；電流感測電路（26）的輸入端與集成功率模組（21）的輸出端相連線，電流感測電路（26）的輸出端與微處理器單元（22）的輸入端相連線；電源處理電路（24）的輸入端外接電源，電源處理電路（24）的輸出端為各部分電路供電；I/O接口電路（25）將微處理器單元（22）與客戶系統雙向電氣連線實現數據交換；集成功率模組（21）、微處理器單元（22）、轉子位置感測電路（23）、電源處理電路（24）、I/O接口電路（25）、電流感測電路（26）製造成印製電路板，該印製電路板安裝在控制器盒（28）裡面；
C）控制器單元（2）安置在上述直流無刷電機單元（1）的底面，並與直流無刷電機單元（1）電氣連線；
D）微處理器單元（22）中儲存了用於控制電機工作特性的多個控制單元，包括力矩調節控制單元、轉速調節控制單元和風量調節控制單元，客戶系統通過I/O接口電路（25）選擇微處理器單元（22）的不同控制單元及輸入電機運行參數，使直流無刷電機單元（1）按照客戶系統希望的電機工作特性和工作參數運行；
E）：集成功率模組（21）至少包含以下功能電路，H橋式逆變電路（212）、門極驅動電路（211）和過溫保護電路（213），H橋式逆變電路（212）的輸出與上述繞組（102）的連線線（103）相連線，門極驅動電路（211）的輸出端連線H橋式逆變電路（212）的輸入端，過溫保護電路（213）的輸出端連線門極驅動電路（211）的輸入端。
2.根據權利要求1所述的一種直流無刷電機系統，其特徵在於：直流無刷電機定子組件包含定子鐵芯（101）、繞在定子鐵芯（101）上的繞組（102）及繞組連線線（103），繞組連線線（103）的一端與繞組（102）相連線，一端與控制器（2）相連線。
3.根據權利要求1或2所述的一種直流無刷電機系統，其特徵在於：I/O接口電路（25）是由一些低壓信號處理電路組成的，低壓信號處理電路與微處理器單元（22）雙向電氣連線。
4.根據權利要求3所述的一種直流無刷電機系統，其特徵在於：電源處理電路（24）的輸出端電壓值至少包括一組5伏DC電壓、一組15伏DC電壓及從客戶系統電源供應端提供的直流母線電壓。
實施方式
如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，《一種直流無刷電機系統》是由直流無刷電機單元1與控制器單元2組成，其中：
A）直流無刷電機單元1包括定子組件10、與定子組件10磁耦合的永磁轉子組件11、支承安裝定子組件10和永磁轉子組件11的外殼12、安裝在外殼12端部的端蓋13，永磁轉子組件11的轉軸伸出頂端的端蓋13；
B）控制器單元2包括集成功率模組21、微處理器單元22、轉子位置感測電路23、電源處理電路24、I/O接口電路25、電流感測電路26和控制器盒28，微處理器單元22的輸出端與功率集成模組21的輸入端相連線，集成功率模組21的輸出端與定子組件10中的繞組102相連線，轉子位置感測電路23的輸入端與集成功率模組21的輸出端相連線或者與檢測永磁轉子組件11位置的感應器連線，轉子位置感測電路23的輸出端與微處理器單元22的輸入端相連線；電流感測電路26的輸入端與集成功率模組21的輸出端相連線，電流感測電路26的輸出端與微處理器單元22的輸入端相連線；電源處理電路24的輸入端外接電源，電源處理電路24的輸出端為各部分電路供電；I/O接口電路25將微處理器單元22與客戶系統雙向電氣連線實現數據交換；上述所述的電路製造成印製電路板，該印製電路板安裝在控制器盒28裡面；
C）控制器單元2安置在上述直流無刷電機單元1的底面，並與直流無刷電機單元1電氣連線。
如圖5所示，上述所述的直流無刷電機定子組件包含定子鐵芯101、繞在定子鐵芯101上的繞組102及繞組連線線103，繞組連線線103的一端與繞組102相連線，一端與控制器2相連線。
上述所述的I/O接口電路25是由一些低壓信號處理電路組成的，低壓信號處理電路與微處理器單元22雙向電氣連線。
上述所述的微處理器單元22中儲存了用於控制電機工作特性的多個控制單元，包括力矩調節控制單元、轉速調節控制單元和風量調節控制單元，客戶系統通過I/O接口電路25選擇微處理器單元22的不同控制單元及輸入電機運行參數，使直流無刷電機單元1按照客戶系統希望的電機工作特性和工作參數運行。
上述所述的集成功率模組21至少包含以下功能電路，H橋式逆變電路212、門極驅動電路211和過溫保護電路213，H橋式逆變電路212的輸出與上述繞組102的連線線103相連線，門極驅動電路211的輸出端連線H橋式逆變電路212的輸入端，過溫保護電路213的輸出端連線門極驅動電路211的輸入端。
上述所述的電源處理電路24的輸出端電壓值至少包括一組5伏DC電壓、一組15伏DC電壓及從客戶系統電源供應端提供的直流母線電壓。
榮譽表彰
2013年10月，《一種直流無刷電機系統》獲得第十五屆中國專利優秀獎。
