关于空调用外置驱动无刷直流电机新型焊接工艺的研究
直流无刷电机驱动技术的研究(论文)
摘要随着现代电力电子技术的发展和永磁材料性能的不断提高,无刷直流电动机的系统在高性能运动控制领域越来越受到重视。
无刷直流电动机既具有直流电动机运行效率高、调速性能好、无励磁损耗等诸多特点,又具备交流电动机的运行可靠、结构简单、维护方便等一系列优点,在国民经济各个领域的应用日益普及。
本文在对无刷直流电动机控制系统的发展及应用综述的基础上,详细的介绍了无刷直流电动机的基本结构、工作原理和运行特性,并给出了其数学模型。
简述了无刷直流电动机的控制策略,并分析了无位置传感器控制技术的原理和方法。
然后对无刷直流电动机双闭环控制系统的硬、软件设计作了详细论述。
系统以 TI 公司的 TMS320LF2407 芯片为控制核心,分析了 PWM 信号的产生分配情况,给出反电动势过零点、速度及电流等检测电路设计,并以 IR2130 作为驱动芯片设计了无刷直流电动机的驱动电路,采用三段式起动方式来起动电动机。
系统的软件采用模块化设计方法,主要包括初始化程序、起动子程序、换相子程序、ADC 中断服务程序等。
最后运用 SIMULINK 建立了无刷直流电动机控制系统的仿真模型,并对给定实例进行仿真。
本论文所述无刷直流电动机控制系统的设计方案,可以获得良好的速度控制性能,而且 DSP 技术不仅使系统获得了高精度,高可靠性,还简化了系统结构。
:关键词:无刷直流电动机 PWM 控制无位置传感器仿真AbstractWith the development of power electronics technology and ceaseless advance of permanent magnet material, Brushless DC motor (BLDCM) is more and more attention in the field of high performance motion control. BLDCM has been widely used in the various fields of the national economy because this motor not only has the merit of the DC motor for high efficiency, good performance and no excitation loss etc. but also has the merit of the AC induction motor for reliable operation, simple structure and easy maintenance etc.On the basis of the summary for developments and applications of BLDCM control system,the thesis introduces the structure, running principle, operational characteristics and mathematical model of BLDCM. It outlines BLDCM control strategy, and discusses the principles and methods of the control technology with no position sensor detection. Then the hardware and software design of the double closed loop control system is dissertated in detail.The controller of the hardware of the system is built by using the TMS320LF2407 as the microprocessor. It analyses the formation of PWM signals and designs the circuit of BEMF-zero-crossing, velocity and current detection. This system chooses syllogism jump-start motor. Besides, the drive circuit of the BLDCM is designed with IR2130. System software is modular in design methods, Including initialization, starting, commutation subroutine, ADC interrupt service procedures. Finally, it established a BLDCM control system simulation model by SIMULINK, and simulate to the case model.This thesis described the design options about BLDCM control system,It can get a good performance of Speed control; DSP technology enables the system has not only a high-precision,high reliability, also simplifies the system architecture.Keywords:Brushless DC motor PWM No position sensor Simulation目录第1章概述................................................... - 1 -1.1 无刷直流电机的现状....................................... - 1 -1.2 电无刷直流电动机的概况................................... - 2 -1.2.1 无刷直流电动机的特点和应用......................... - 2 -1.2.2 发展前景........................................... - 3 -1.3 本设计的主要工作......................................... - 4 -第2章无刷电机控制系统分析..................................... - 5 -2.1 无刷直流电动机的基本结构................................. - 5 -2.1.1 电动机本体电动机本体............................... - 6 -2.1.2 转子位置检测器..................................... - 6 -2.1.3 电子换相........................................... - 7 -2.2 无刷直流电动机的工作原理................................. - 7 -2.3 直流电动机的PWM调速原理................................. - 9 -第3章无刷直流电机控制器硬件设计.............................. - 11 -3.1 无刷直流电动机双闭环调速系统............................ - 12 -3.2 SPWM 控制技术........................................... - 14 -3.2.1 SPWM控制的基本原理................................ - 14 -3.2.2 SPWM的数学模型.................................... - 14 -3.3 无刷直流电动机无位置传感器的检测方法.................... - 15 -3.3.1 反电动势过零检测法................................ - 16 -3.3.2 续流二极管间接检测法.............................. - 17 -3.3.3 反电动势积分法.................................... - 17 -3.3.4 反电动势三次谐波检测法............................ - 18 -3.4 数字PID控制器及算法.................................... - 19 -3.4.1 模拟PID控制原理.................................. - 19 -3.4.2 PID算法的数字实现................................. - 20 -第4章无刷直流电动机的DSP 控制系统.......................... - 22 -4.1 DSP的结构和特点........................................ - 22 -4.1.1 DSP在运动控制领域的应用........................... - 22 -4.1.2 TMS320LF2407结构和特点............................ - 23 -4.2 无刷直流电动机的DSP控制系统的设计...................... - 25 -4.2.1 PWM波形的产生..................................... - 26 -4.2.2 转子位置的检测.................................... - 28 -4.2.3 速度检测与调节.................................... - 29 -4.2.4 电流检测与调节.................................... - 31 -4.2.5 异步串行通讯接口电路.............................. - 31 -4.2.6 电动机的驱动电路.................................. - 33 -4.3 基于DSP的无位置传感器无刷直流电动机的起动.............. - 34 -4.3.1 位置型PID算法程序的设计.......................... - 34 -4.3.2 数字PI速度调节器设计............................. - 36 -4.3.2 数字PI速度调节器设计............................. - 37 -第五章无刷直流电动机控制系统的软件设计........................ - 38 -5.1 主程序结构.............................................. - 39 -5.2 电动机启动子程序........................................ - 40 -5.3 换相子程序.............................................. - 40 -5.4 ADC中断子程序.......................................... - 41 -总结.......................................................... - 44 -致谢.......................................................... - 45 -参考文献........................................................ - 46 -第1章概述1.1 无刷直流电机的现状有刷直流电动机作为最早的电动机广泛应用于工农业生产的各个领域,由于其宽阔而平滑的优良调速性能,在需要调速的应用领域占有重要地位,但机械换向装置的存在,限制了其发展和应用范围。
空调器钎焊工艺的研究及应用
空调器钎焊工艺的研究及应用随着世界各地气温升高,空调器已经成为现代生活中必不可少的电器设备。
而空调器的安装和维修则离不开空调器钎焊工艺。
本文将就空调器钎焊工艺的研究及应用进行探讨。
一、空调器钎焊工艺的原理钎焊工艺是指用低熔点的金属焊料,在高温下将被连接的部件融合在一起。
钎焊工艺比传统的焊接工艺更加耐腐蚀,而且可以连接多种类型的材料。
在空调器中,空调器的制冷系统主要由四个部分组成:压缩机,冷凝器,蒸发器和节流阀。
钎焊工艺通常用于连接这些部件。
在空调器钎焊工艺中,注意到焊接必须均匀和持续地施加热量,以保证焊缝质量。
并且空调器钎焊工艺中的焊接金属焊料必须选择适当的材料,以保证整个制冷系统的性能。
二、空调器钎焊工艺的研究空调器钎焊工艺的研究一般分为以下几个方面:(1)钎焊工艺材料研究目前,空调器钎焊工艺主要使用的是钢管(铜管)和钎料两种材料。
同时,随着环保意识的不断增强,钎焊工艺材料也得到了改进。
近年来,高可媒介合金以及不含铅合金的钎料应用于空调器制冷系统中,其主要目的是降低有害物质的废气排放。
(2)钎焊工艺技术研究空调器钎焊工艺技术是钎焊工艺研究中的重点。
目前,以手工低温手焊法为主,其施焊速度快、焊后接头强度高,并且操作灵活性好。
自动化焊接技术在空调器钎焊工艺中的应用也比较广泛,可以降低人工干预的误差和人力成本。
(3)钎焊工艺设备研究空调器钎焊工艺设备是钎焊工艺研究中的关键。
现在的钎焊设备分为手工钎焊机和电子钎焊机,其中手工钎焊机主要应用于小型和质量要求较低的产品。
而电子钎焊机在制造和安装大型空调器时使用,其焊接设备具有更高的精度和稳定性。
三、空调器钎焊工艺的应用空调器钎焊工艺的广泛应用,从生产与制造到售后服务后,在实现高性价比产品的同时,提高了空调器的效率和寿命。
在生产领域,鉴于钎焊工艺具有便捷、高效和省时省工的特点,所以在生产空调器的过程中经常运用。
这对于减少时间成本,提高效率具有重要意义。
另外,在售后服务领域,空调器钎焊工艺也有十分重要的应用,可以修复空调器中的漏气和损坏的部位,保证了其长久的运作。
直流无刷电机简单介绍及于空调系统的应用
引
言
倡导节能减排,尤其对高能耗公共建筑的空调设备而言,节能 降耗实在必行。目前,我国中央空调中占主导地位的仍是风机 盘管系统,其末端送风系统由风机盘管电机驱动完成,并直接 影响到对应空间环境的温度湿度控制效果,由于暖通设备面广 量大,其能耗水平尤其重要。由于直流无刷风机盘管具有节能, 无级调速,寿命长等优点,所以在许多新建建筑项目中被广泛 应用,且也越来越得到市场的认可和青睐。
需要多个供应商之间的协调配合,维护成本较高
功能齐全,投资少,能耗少,运行及维护成本低。
直流无刷电机的优势
1、更节能:直流无刷电机配合先进变频控制算法及PFC单元,功 率效率可达99% 2、更舒适:采用PI比例积分恒温控制技术,温控精度0.5摄氏度, 彻底摆脱传统空调系统“忽冷忽热”的送风困境。 3、无级调速,调速范围广,过载能力强; 4、效率高,电机本身没有励磁损耗和碳刷损耗,消除了多级减 速耗,综合节电率可达20%~60%; 5、可靠性高,稳定性好,适应性强,维修与保养简单; 6、耐颠簸震动,噪音低,震动小,运转平滑,寿命长; 7、不产生火花,特别适合爆炸性场所,有防爆型; 8、根据需要可选梯形波磁场电机和正弦波磁场电机。
直流无刷风机结构剖析图
直流无刷风机工作原理
电动机本体在结构上是一台普通的凸极式 同步电动机.它包括主定子和主转子两部 分,主定子上放置空间互差120。的三相 对称电枢绕组H1、H2、H3,接成星形或 三角形,主转子是用永久磁钢制成的一对 磁极。转子位置传感器也由定子、转子两 部分组成。定子安装在主电动机壳内,转 子和主转子同轴旋转。它的作用是把主转 子的位置检测出来.变成电信号去控制电 子开关电路,故也称转子位置检测器。电 子开关电路中的功率开关元件分别与主定 子上各相绕组相连接.通过位置传感器输 出的信号,控制三极管的导通和截止.从 而使主定子上各相绕组中的电流也随着转 子位置的改变,按一定的顺序进行切换, 实现无接触式的换向。
空调用无刷直流电机一种新的定子工程设计探讨
Ke y WO r d s : b r u s h l e s s D C m o t o r ;s t a t o r; c i r c u l a r s t a m p e d s t e e l :b a r — t y p e s t a m p e d s t e e l
L = 1 T R ’ / 6( R ’ 为线段 。 一 o 2的距 离 ,显 然 R ’ <R )
根据 作者从 事该工 程设计 的实 际经验及 上面 的逆 向
工程设 计 的大致思路 ,相连两齿 问的实 际形状设 计 ,应 该综 合上 述 的设 计方 法 1 和方 法 2 ,将 中心旋 转点 向里
无刷 直流 电机 主要 部件 为定子 ,转 子及 端盖 。定子
和转 子均有产 生电磁作 用的 电极 ,定子 的电极通俗 称为
\
I
/
“ 齿 ”,转子产生 电磁作 用的部 分通俗 称为 “ 极 ”。定 子通 常是 0 . 5 a r m厚 的硅钢 片叠 铆而成 。当前应用量 非常 大 的一种 空调用无刷 直流 电机定 子是 1 2 个 齿 ,转子是 8
L= 2 盯 R/ 1 2=仃 R/ 6
齿成一个整体 ,可 以采用 以下两种方法处理 。
一
种是 上面所 述的设计 方法 ,将旋 转点不是 选取 o 1
点 ,而是将旋 转点沿半径 方向往里 面偏 移一点 ,如 图 1 0
中的 o 2点 。
绕o 2点旋转后 ,相连两齿就 自然成 为一个整 体。
点。
其一个齿 的主要 尺寸如 图 2 。 2 . 2如 图 3 ,是 另外一种当前某无刷直流 电机 的正在
《无刷直流电机的关键技术研分析综述3000字》
无刷直流电机的关键技术研分析综述目录无刷直流电机的关键技术研分析综述 (1)1.1无刷直流电机的结构 (1)1.1.1电机本体 (1)1.1.2位置传感器 (2)1.2无刷直流电机的工作原理 (2)1.3无刷直流电机的数学模型 (5)1.3.1电压方程 (5)1.3.2感应电动势方程 (6)1.3.3工作特性 (6)1)启动特性 (7)2)调速原理 (7)工作条件:保持电压U=U N,保持电阻R=R a (7)1.1无刷直流电机的结构无刷直流电机本体总体结构示意图如图1.1所示。
图1.1无刷直流电动机的结构示意图其中,1为主定子、2为主转子、3为传感器定子,4为传感器转子,5为电子换向开关电路。
1.1.1电机本体电机本体在结构上与永磁同步电动机相似,是由定子和转子组成的。
图1.2无刷直流电机本机截面示意图无刷直流电动机电枢绕组放到定子上。
多相绕组与电子开关电路相连接。
绕组联结方式有两种:星型联结和三角形联结。
在电机运行过程中,定子绕组在能量转换部分扮演着主要角色。
转子是电动机的传动装置,通电后的定子绕组的合成磁场和转子产生的磁场相互作用产生转矩使得转子的转动。
由三部分组成:永磁体、支撑部件和导磁体。
永磁体和导磁体是形成磁场的核心部件,在很大程度上决定了电动机的特性。
可分为凸出式、嵌入式和插入式三种。
1.1.2位置传感器位置传感器是无刷直流电动机系统的关键部件之一,也是区别于有刷直流电动机的主要标志。
其作用是:实时检测转子的位置,将转子的位置信号转换成电信号,为主控芯片转子位置信息,使主控芯片发出正确的换相信息,以控制功率开关器件使其导通或者截止,使电动机电枢绕组中的电流能够随着转子位置的变化而按次序换相通电,气隙中形成步进式的旋转磁场,从而驱动转子连续不断地旋转。
无刷电机霍尔位置传感器是将有关外围电子元件集成在一起,组成一个有源的磁敏集成电路。
通常将霍尔芯片(一矩形半导体薄片)、放大器、温度补偿电路、电源稳压电路、输出级等制作在同一块硅片上,然后用塑料封装。
无刷直流电机驱动技术研究与应用
无刷直流电机驱动技术研究与应用
随着科技的不断发展,无刷直流电机的使用越来越广泛,成为现代自动化控制
系统不可或缺的元件。
无刷直流电机与传统直流电机相比,具有更高的效率、更小的体积、更长的使用寿命和更低的噪音,因此在航空航天、机械制造、汽车制造和医疗器械等领域得到广泛应用。
无刷直流电机驱动技术研究
无刷直流电机的驱动技术可以分为传统的伺服控制和现代的矢量控制两种。
传
统的伺服控制主要是利用位置反馈控制电机转速和位置,但存在延迟、抗扰性差、噪声大等问题。
现代的矢量控制则是利用电机三相电压与电流之间的关系,实现控制电机的转矩和速度。
无论是传统的伺服控制还是现代的矢量控制,都需要采用适合的控制算法来计
算电机驱动信号,并通过控制器将信号转化为适合驱动无刷直流电机的PWM信号。
同时,无刷直流电机的驱动电路需要采用高效的电源拓扑结构,以提高能量利用率。
无刷直流电机驱动技术应用
无刷直流电机在各个领域的应用也有所不同。
在航空航天领域,无刷直流电机
具有较高的可靠性和稳定性,适合作为卫星、天线等部件的驱动元件。
在机械制造和汽车制造领域,无刷直流电机广泛应用于各种自动化控制系统中,如机床、输送机、钻床等,以及电动汽车、混合动力汽车、油电混合轮椅电动车等产品中。
在医疗器械领域,无刷直流电机的低噪音、小体积、高效率,使其成为医疗器械控制系统中的理想驱动元件。
无刷直流电机的驱动技术和应用,提高了各个领域的自动化水平,减少了能源
消耗和环境污染,促进了科技进步和产业升级。
我们相信,在未来的发展中,无刷直流电机将会得到更广泛的应用。
无刷直流电机在汽车电动空调中应用
无刷直流电机在汽车电动空调中的应用韩则胤,邱少杰,陈阳生(1浙江大学浙江杭州310027;2精雷电器有限公司浙江湖州313103)O引言随着国内汽车制造业的飞速发展,汽车空调已经成为整车必不可少的一个子系统,并在近几年获得了快速的发展。
目前,我国在乘用车上汽车空调配置率已接近百分之百。
汽车空调舒适性、可靠性及安全性的要求已成为消费者决定购车意向的重要选择依据。
特别是随着国际社会对石油危机和全球变暖等问题的日益关注,对于汽车空调环保和节能的要求也越来越高。
目前传统汽车空调压缩机由汽车发动机直接带动,存在消耗发动机功率、转速变化范围过大、工作环境恶劣、整体效率低等诸多问题。
国外一些新的环保规定,如强制降低怠速排放的要求,长途运输车辆在停车处使用当地电源,不开油机等等。
这都为新型电动空调的使用提供了机会。
同时,随着公众节能和环保意识的提高,一些符合节能、环保要求的新能源汽车(电动汽车、混合动力)的发展前景被人们看好,而一种节能、高效、性能可靠的电动空调产品,对占领新一代汽车的空调市场显得至关重要。
电动空调压缩机由电机、电子控制单元Ecu(Electronic contr0I unit)和压缩机组成。
电机驱动压缩机,而Ecu控制电机出力和运行。
永磁无刷直流电机以其小体积、高性能、结构简单、出力大等特点受到了许多行业的青睐,在一些要求高性能和高精度的控制领域更是得到了广泛的重视。
今天,在汽车行业,电机的应用越来越广泛,一部汽车上使用的电机数量会有上百台,这其中大部分以直流电机为主。
但是,直流电机的一个最大问题就是电刷的使用,这使电机的体积变大,而电刷又需要频繁的更换。
无刷直流电机通过Ecu来控制电机的电子换相,从而取消了电刷,消除了更换电刷的顾虑,延长了电机的使用寿命。
而电子换相过程中的另一个问题,即需要得到转子位置,也得到了广泛的研究。
采用霍尔传感器或光电编码器等获得转子位置是一种可靠的方法,但是这一方面增加了成本,另一方面由于霍尔传感器等的使用温度范围也限制了在恶劣环境中的应用。
无刷直流电机在智能变频空调的应用研究
无刷直流电机在智能变频空调的应用研究摘要:目前,我国大多数的变频空调机都是以感应电动机驱动的,这种电动机的工作方式存在着效率和功率因子不高、噪音大、对变频器的容量有很高的要求。
在压缩机中引入一种新型的永磁无刷直流电机,不仅可以解决上述问题,而且不会受到供电频率的制约,还可以将其额定速度进行更高,从而实现了对其工作功率和体积的优化。
现在国内不少的空调器制造商,比如美的,格力,日立,东芝等,都开始使用 BLDC无刷直流电动机,并取得了不错的效果。
以此为基础,笔者以论文为基础,对无刷直流电机在智能变频空调中的应用展开了相关的研究,期望可以为无刷直流电机的发展提供一个有效的参考。
关键词:无刷直流电机;变频空调;反电势法引言当前,变频空调压缩机的驱动电机要么是单相的异步电动机,要么是直流电机。
由于异步电动机的转差损耗,以及直流电机电刷的存在,导致了它们的故障率高,使用寿命短,因此,无论是异步电动机还是直流电动机,都不是空调压缩机的完美组件。
作为新一代的高性能的驱动电机,永磁无刷直流电动机(BL DC M)可以很好地解决上述问题,一方面,它既拥有交流电动机的构造,又具备直流电动机的可调整的特性。
另外, BL DC M为的是永磁励磁,它降低了定子的无功电流,从而提升了功率因数。
在空调机、空气压缩机、风机等家用电器中永磁无刷直流马达被广泛应用。
1.无刷电机的技术特性1.1无位置传感器在常规的无刷 DC电动机中,为了将所需的换相信息传递给逆变桥,通常需要在其上安装一个额外的位置传感器。
因空调机电动机通常为封闭状态,大量的位置传感器连线将影响其工作的可靠性;而空调机中冷却液的强烈侵蚀使得传统的位置传感器难以发挥作用。
所以,在变频调速系统中,使用无刷式直流电动机做变频调速系统,其优点不言而喻。
1.2反电势法检测转子位置逆电位方法是通过测量每相绕组逆电位过零点,对逆电位进行合适的延迟,从而为PMSC电机的换流时序提供依据,从而使电机保持在自动同步模式下工作。
直流无刷电机在空调系统中的应用
5、变频调速系统动态性能差,速度变动率大。变频调速过程中改变了电机的电感,容易在负载改变的时候产生振荡和失步, 是一个不稳定的调速系统。目前市场上中央空调系统多数都停留在水泵和风机的变频,只有少数品牌的压缩机采用变频调速技 术。变频调速技术的弊端制约着空调系统节能的潜力,使用交流异步电机的空调系统,在面对更高的节能要求时,显得有点力 不从心。
1、不能实现平滑调速,调速范围小。目前市场上的变频器的调频级数为5-10级,变频器只是梯级调频,只能实现梯级调速, 并不能实现平滑调速。
2、在变频调速过程中,改变了电机电路中负载的电感,产生许多谐波,会对电网造成冲击,造成电能的浪费。
3、电机的效率一般。根据美国能源部公布的数据显示,交流异步电机变频调速系统中电机的效率为85%。
四、使用直流无刷电机的空调系统为了达到更高的节能要求,需要寻找一种更容易控制、更稳定、效率更高的电机为空调系统 提供动力,直流无刷电机就是一个很好的选择。采用直流无刷电机的空调系统(包括压缩机、风机、水泵)更容易控制,调速 更平稳、调速范围更大,效率更高。采用直流无刷电机的空调系统具有以下几个优点:
六、小结使用直流无刷电机的空调系统效率更高、更节能,目前许多厂家已经开始研发使用直流无刷电机的压缩机,但是这种 压缩机还没有产业化,还不具备广泛推广的条件。可以预测,使用直流无刷电机的空调系统将是空调节能的一种新趋势,将会 带来空调节能,介绍了直流无刷电机在空调系统中的应用。目前空调系统节能的主要方法,是通过 监测用户冷负荷的大小,实时调节空调系统的制冷量的输出。通过调节压缩机、水泵和风机的转速,达到调节空调制冷量的输 出。这种调节供需平衡的方法提高能源的利用效率,可以避免电能的浪费。这样一来,如何控制压缩机、水泵和风机的转速成 了空调节能的关键问题。
基于外转子无刷直流电机的定子铁芯冲裁工艺
基于外转子无刷直流电机的定子铁芯冲裁工艺杜晓丽【摘要】本文首先对卷绕技术的起源、应用进行了相关介绍,并从材料利用率、工艺性等方面对常见的电机定子铁芯冲裁工艺进行了分析,从而得出适用于外转子电机定子铁芯的新型冲裁工艺技术,电机性能方面也通过相关实验数据进行了说明,得出相关试验结论.【期刊名称】《家电科技》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】3页(P80-82)【关键词】外转子;卷绕;插齿;降本【作者】杜晓丽【作者单位】卧龙电气章丘海尔电机有限公司技术中心山东济南266000【正文语种】中文电机铁芯是各类电机的重要部件,是电机成本的主要构成。
对于铁芯加工,我国目前70%的电机仍然采用传统的加工工艺:冲片—叠装—铆合成型。
该工艺原材料利用率低,如不计边角回收,其利用率仅20%左右,外转子电机的利用率更低。
从上个世纪末,全球感受到环境的压力,制造业的竞争空前激烈,特别是家电行业,门槛低,小的家电行业层出不前,给家电行业带来很大的冲击。
为了提高产品竞争力,缓解成本压力,提高效率的节能技术得到重视。
上世纪末70年代末,在国外开始了一种新的铁芯加工工艺,先将硅钢片冲裁成带锯齿的带料,然后通过卷绕叠压成铁芯结构,这种工艺可以使材料的利用率达到60%,并逐步应用到各个电机行业。
80年代初,我国高校开始对此进行研究并在试验室取得成功,进入2005年,国际能源问题加剧,钢材价格攀升,节能节材问题突出,电机定子铁芯卷叠技术得到广泛的关注,近几年,国内已经有类似的产品开始应用,如电动自行车用的外转子电机。
但是对于卷绕工艺相关研究还不成熟,其使用有一定局限性还不能广泛应用到各电机行业,特别是对电机要求较高的家电用外转子无刷直流电机。
目前,仅有国外部分家电电机产品应用此技术,由于其局限性还不能全部开展使用。
为此,通过对外转子电机定子冲片的优化,将卷绕技术进行推广使用,降低电机成本,提高市场竞争力。
目前电机定子铁芯冲裁工艺主要有以下几种:(1)定子铁芯整体冲裁结构,用硅钢片直接冲压成齿状环片,然后进行叠压成一定高度铁芯,冲裁排样困难,材料利用率低,特别是外转子电机,中间冲料无法利用,材料利用率仅20%左右。
直流无刷电机简单介绍及于空调系统的应用
电动机种类
电 动 机
普通交流电机
我们目前使用的是普通交流电机。 电机转速ns与所接交流电频率和电机 的磁极对数之间的关系: ns=60f/P
其中, 电机转速-----ns 所接交流电的频率----f 电机的磁极对数----P
所以,在中国,电源频率为50赫,所以三相交流电机中一对极电机的同步 转速为3000转/分,三相交流电机中两对极电机的同步转速为1500转/分, 余类推。异步电机转子的转速总是低于或高于其旋转磁场的转速,异步之 名由此而来。异步电机转子转速与旋转磁场转速之差(称为转差)通常在 10%以内。
直流无刷风机盘管+专用智能温控 器
采用智能型无级调节温控器、比例平衡调节阀来 智能变风量、变流量,可根据工况实时变化,通 过智能精确的无级风量调节和线性比例水流量调 节,是室内环境调节到人体最佳舒适度,并合理 节约了能耗; 调节,控制精度高,与设定值温差可ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ制在0.5 摄氏度内; 可通过各种标准协议联网,并通过互联网直接监 控; 可远程控制,无需人工手动操作,节约大量人力 成本; 远程参数设定,开关机,设置时段管理,避免不 必要的能耗浪费 有盘管自动清洗装置,投资成本低; 清洁盘管堆积的尘污,避免盘管风阻增大,间 接提高了换热效率;
控制 方式
联网 功能 空气 洁净 处理 性价比
目前市场常规产品均不含联网功能; 以人工手动控制为主,不便于集中管理,人力成 本高; 经常因疏忽不关机,造成能耗浪费,且缩短了机 组使用寿命
通过UV灯,光触媒或静电杀菌装置,前期投资成本高; 杀菌效果衰减周期短,维护成本高; 不能策底解决换热器产生的空气污染源
由公式ns=60.f / p可知: 在转子极数固定情况下,改变定子旋转磁 场的频率就可以改变转子的转速。直流无 刷电机即是将同步电机加上电子式控制(驱 动器),控制定子旋转磁场的频率并将电机 转子的转速回授至控制中心反复校正,以 期达到接近直流电机特性的方式。也就是 说直流无刷电机能够在额定负载范围内当 负载变化时仍可以控制电机转子维持一定 的转速。
《电机在空调中的应用》特种电机及其驱动技术大作业剖析
电机在空调中的应用导言随着科技的不断发展和人们对生活质量的不断追求,家庭空调已经成为了现代家庭的必备品。
而电机作为空调中最核心的部件之一,其在空调中的应用也越来越广泛。
本文将对电机在空调中的应用以及特种电机及其驱动技术做一番深度分析和探讨。
电机在空调中的应用空调中最常见的电机就是压缩机驱动电机。
在空调使用过程中,压缩机起到了制冷的关键作用,而驱动压缩机的电机则是决定空调冷却效果和稳定性的重要组成部分。
此外,空调还涉及到多个电机的运行,如室内外机风机驱动电机、水泵驱动电机以及排水驱动电机等,这些电机都在保证空调运行时的良好工作状态和稳定性上发挥了重要作用。
特种电机及其驱动技术波纹管电机波纹管电机是目前较为先进的一种压缩机驱动电机,它采用弯曲波纹作为电机做功的部件,在电机工作时波纹弯曲会由压力变形而形成运动。
因其简单结构、高效节能等优点,被广泛应用于家用空调中。
变频电机在空调中采用变频电机技术可实现室内外机风机的无级调速,避免了运行时急剧变速所带来的震动和噪音。
同时,可以很好地平衡空调的能效和制冷效果,达到了较好的节能效果。
电子扇式电机电子扇式电机是通过最小空气供应量来达到节能的同时,实现电机高效运行的一种技术。
它采用通风管道的压差变化作为驱动电机的动力,即可实现节能和运行效率的双重优势。
结语综上所述,电机作为决定空调冷却效果和稳定性的重要组成部分,在空调中的应用已经日趋广泛。
在特种电机及其驱动技术方面,波纹管电机、变频电机和电子扇式电机等技术的应用,更是为空调运作效率的提升和节能带来了划时代的变革,对未来空调市场的发展带来了更加好的前景。
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关于空调用外置驱动无刷直流电机新型焊接工艺的研究
作者:倪翠凤王梅生宣圣贵
来源:《大经贸》2018年第06期
【摘要】本文主要结合空调用外置驱动无刷直流电机在售后市场出现的内部焊接不良导致的电机失效特征,简要阐述对外置驱动无刷直流电机内部结构设计不合理性。
通过实验结论对外置驱动无刷直流电机内部焊接结构进行优化改善,解决外置驱动无刷直流电机内部焊点虚焊问题。
【关键词】外置驱动无刷直流电机 PCB板直焊结构
1. 外置驱动无刷直流电机虚焊的原因分析及验证
1.1 数据分析
为进一步验证外置驱动无刷直流电机对售后产生的影响,公司展开对售后出现的故障数据进行分类提炼,通过售后数据对比分析,发现外置驱动无刷直流电机售后数据比较突出,主要故障集中在电机不转和卡死。
通过售后故障电机复核分析主要为三相抽头线与PCB过渡板虚焊、PCB过渡板与插针虚焊两大问题,通过电机厂家不同结构(铁壳、塑封)的生产工艺进行详细对比,分析为三相绕组抽头线上有漆渣、焊接熔锡不充分、PCB过渡板与插针焊接面积小、插针过短等原因,导致电机内部焊点虚焊问题,解决虚焊问题,需要从外置驱动直流电机结构上进行优化,来解决外置驱动无刷直流电机内部焊点虚焊问题。
1.2 外置驱动直流电机结构分析
目前,外置驱动无刷直流电机分为铁壳结构和塑封结构两大类,铁壳结构外置驱动无刷直流电机焊接劣势:
1)、PCB板制作工序多,加工费用高,电机的成本增高;
2)、PCB板安装在绕组骨架卡扣时因骨架浸漆后变脆,易导致骨架及卡扣断裂问题;
3)、PCB板固定不牢固,转子转动时有摩擦PCB板的隐患,导致电机运行异响;
4)、引出线与PCB板焊接过程中因焊锡温度过高或过低导致焊点虚焊;
5)、三相抽头线残留漆渣与PCB板焊接有虚焊的隐患,虚焊会导致电机时转时停,不良品有流入市场的隐患。
塑封结构外置驱动无刷直流电机焊接劣势:
1)、PCB板制作工序多,加工费用高,电机的成本增高;
2)、PCB板固定不牢固,转子转动时有摩擦PCB板的隐患,导致电机运行异响;
3)、引出线与PCB板焊接过程中因焊锡温度过高或过低导致焊点虚焊;
4)、插针与PCB板有效焊接面积小,生产一致性差,焊接时PCB板易受力起翘,有虚焊的隐患。
1.3 试验验证
1)漆包线与PCB板焊接工艺验证:电烙铁温度过高或过低,影响PCB板与漆包线的焊接质量,有虚焊的隐患;漆包线、PCB板表面清洁度不良,焊接时熔焊效果差,有导致虚焊的隐患;去漆皮部分漆包线未完全焊接,留作余量挂在PCB板边沿有损伤漆包线隐患。
2)PCB板与插针焊接拉力验证:对批量生产的塑封结构无刷直流电机进行抽测PCB板与插针焊点拉力,共抽测30台,焊点拉力大小不一,不满足标准要求。
标准按照不小于39N进行控制,焊点拉力CPK值为0.33,说明厂家过程控制能力较低,焊点拉力一致性差。
通过对铁壳结构、塑封结构外置驱动无刷直流电机生产工艺、设计结构进行对比分析,铁壳结构外置驱动直流电机因生产工艺的限制,漆包线与PCB板焊接质量受焊锡温度、漆包线及PCB板清洁度等因素的影响。
塑封结构外置驱动无刷直流电机受设计结构的局限,插针与PCB板焊接有效面积小,操作一致性差,有导致虚焊的隐患。
2. 外置驱动无刷直流电机结构优化方案设计与实施
1)铁壳结构外置驱动直流电机结构优化[1]:结合电机设计结构、生产工艺,再从交流异步电机焊接工艺上考虑,将原来采用PCB板过渡焊接工艺优化成引出线与漆包线浸锡焊接工艺,取消PCB板焊接。
优化前后工艺对比:
优化前,外置驱动直流电机内部焊接方式:1)、直流电机定子进行浸漆;2)、将采购的引出线与PCB板焊接的制品固定在绕组骨架上;3)、采用电烙铁焊接工艺将三相绕组的抽头线分别焊接在PCB板对应的U、V、W上;
优化后,外置驱动直流电机内部焊接方式:1)、直流电机定子进行浸漆;2)、采用浸锡工艺将引出线与漆包线进行焊接,用无纺布胶带将焊点包裹;3)、引出线穿入绝缘套管在定子槽内缠绕一圈,使用线扎将三根引出线进行固定;
2)塑封结构外置驱动直流电机结构优化[2]:塑封结构外置驱动直流电机采用PCB板与插针过渡焊接,因PCB板为单面沉铜板,插针长度设计不足,焊接时焊锡与插针没有充分融合,经振动后焊点松动导致电机不运行或缺相运行。
优化前后工艺对比:
优化前,塑封結构外置驱动直流电机内部焊接方式:1)、引出线与PCB板过渡焊接;2)、带引出线焊接的PCB板定位孔套在插针上;3)、员工用手按住PCB板将插针与PCB板进行焊接;
优化后,塑封结构外置驱动直流电机内部焊接方式:1)、引出线集中压接圆形端子;2)、将圆形端子套在插针上;3)、将插针与圆形端子进行有效焊接。
通过对家用电机外置驱动无刷直流电机结构优化,优势如下:1)、解决了漆包线、引出线与PCB板虚焊问题;2)、解决了PCB板与插针虚焊问题;3)、解决了生产成本,提高工作效率,也是外置驱动无刷直流电机生产工艺的重大变更。
3.结论
1)铁壳结构外置驱动无刷直流电机因采用传统生产工艺,引出线、漆包线与PCB板采用电烙铁进行焊接,受焊接温度、漆包线抽头和PCB板清洁度、员工操作一致性的影响,有产生批质量问题的隐患。
采用引出线与漆包线浸锡直接焊接,取消PCB板过渡焊接,有效保证焊接质量,不仅解决虚焊问题,还节约了生产成本。
2)塑封结构外置驱动无刷直流电机因受设计结构因素的制约,员工操作一致性差,PCB 板与插针有效接触面积小,焊接时有虚焊的隐患。
采用引出线集中压接圆形端子,再将端子卡在插针上进行焊接,保证焊接牢固,取消PCB板过渡焊接,不仅解决虚焊问题,还节约了生产成本。