CN103326528A

CN103326528A - 一种emc三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具

Info

Publication number: CN103326528A
Application number: CN2013102784610A
Authority: CN
Inventors: 金王迅
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-07-02
Filing date: 2013-07-02
Publication date: 2013-09-25

Abstract

本发明公开一种EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具，包括外壳、电机驱动模块（10）和由电机驱动模块（10）驱动的电机，所述电机包括带定子绕组（3）的定子和带永磁铁的转子。本发明提出的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具，通过在定子上设置定子绕组，并在转子上固定永磁铁，使得电机在结构上省去了电刷配件，避免了不必要的磨损和寿命过短的问题，同时也省去了过多的齿轮传动机构，减少了零件的磨损，减小了产生的电磁干扰。

Description

一种EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具

技术领域

本发明涉及电动工具领域，尤其是一种EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具。

背景技术

随着电气电子技术的发展，家用电器产品日益普及和电子化，广播电视、邮电通讯和计算机网络的日益发达，电磁环境日益复杂和恶化，使得电气电子产品的电磁兼容性(EMC电磁干扰EMI与电磁抗EMS)问题也受到各国政府和生产企业的日益重视。电子、电器产品的电磁兼容性（EMC）是一项非常重要的质量指标，它不仅关系到产品本身的工作可靠性和使用安全性，而且还可能影响到其他设备和系统的正常工作，关系到电磁环境的保护问题。

EMC(电磁兼容性)的全称是Electro Magnetic Compatibility，其定义为“设备和系统在其电磁环境中能正常工作且不对环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力”该定义包含两个方面的意思，首先，该设备应能在一定的电磁环境下正常工作，即该设备应具备一定的电磁抗扰度(EMS)；其次，该设备自身产生的电磁骚扰不能对其他电子产品产生过大的影响，即电磁骚扰(EMI)。

电磁兼容(ElectromagneticCompatibility)，简写为Emc,并非指电与磁之间的兼容，电与磁是不可分割，相互共存的一种物理现象、物理环境。国际电工委员会(IEC)对EMC的定义是：指在不损害信号所含信息的条件下，信号和干扰能够共存。研究电磁兼容的目的是为了保证电器组件或装置在电磁环境中能够具有正常工作的能力，以及研究电磁波对社会生产活动和人体健康造成危害的机理和预防措施。

在电动工具领域，现有的电动工具，通常采用串极电机驱动，电机转速通常在三万转以上，需要配合齿轮减速机构，齿轮减速机构相连接输出轴输出端存在技术缺陷：电刷换向器容易磨损，寿命短，电火花会产生电磁干扰，影响电网，齿轮容易磨损，噪音大，轴承容易进入其他油脂造成损坏，电机容易过载损坏，使用寿命短，维护费用高，运行可靠性差。

发明内容

为改进现有技术中存在的问题，本发明提出一种EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具，用以改善设备零件磨损以及电磁干扰过大的问题。

本发明提出的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具，包括外壳、电机驱动模块和由电机驱动模块驱动的电机，所述电机包括带定子绕组的定子和带永磁铁的转子。

优选地，所述定子包括环状的定子钢片，以及位于定子钢片上的定子绕组。

优选地，所述定子钢片的外周面上包裹有尼龙塑料绝缘圈。

优选地，所述转子包括转子轴，套在所述转子轴上的转子钢片，固定在所述转子钢片外周上的永磁磁钢。

优选地，所述转子轴与所述转子钢片之间设有转子轴绝缘层。

优选地，所述永磁磁钢的外周上套有转子磁钢加固圈。

优选地，所述电机驱动模块上固定有驱动模块散热片。

优选地，当220V电压通过三相逆变器电桥整压、输出高压310V直流电压、所述电机转动时，所述定子绕组产生反电动势的电压，其方向与提供给所述定子绕组的主电压相反；所述反电动势由转子角速、转子永磁铁产生的磁场和定子绕组的匝数确定；每转过60个电角度，相电流切换一次，完成一圈机械转动要重复的电周期数由转子磁极的对数确定具体为：电周期数/转速等于转子磁极对数，其中每对转子磁极完成一个电周期。电机工作时通过EMC抗干扰电路，可以把滤波过滤从而不会造成电网干扰。

优选地，所述永磁无刷电动工具适用于型材切割机、石材切割机、180mm230mm电圆锯、汽车抛光机或不锈钢拉丝机或角向磨光机、钢材切割机、墙壁无尘打磨机、电锤或电镐、长杆墙壁无尘打磨机、电链锯等所有电动工具产品。

本发明提出的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具，通过在定子上设置定子绕组，并在转子上固定永磁铁，使得电机在结构上省去了电刷配件，避免了不必要的磨损和寿命过短的问题，同时也省去了过多的齿轮传动机构，减少了零件的磨损，减小了产生的电磁干扰。

附图说明

为清楚描述本发明及其有益效果，结合以下附图对实施例的进行详细描述，其中：

图1是本发明实施例提供的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具应用在型材切割机上的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具应用在石材切割机上的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具应用在电圆锯上的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具应用在汽车抛光机或不锈钢拉丝机或角向磨光机上的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具应用在钢材切割机上的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具应用在墙壁无尘打磨机上的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具应用在电锤或电镐上的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具应用在长杆墙壁无尘打磨机上的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具应用在电链锯上的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

实施例1

本发明应用在型材切割机上的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具的结构如图1所示，包括外壳、电机驱动模块10和由电机驱动模块10驱动的电机，所述电机包括带定子绕组3的定子和带永磁铁的转子。

将定子绕组3设置在定子上，并在转子上设置永磁铁，转子在转动时，不需要电刷提供电能，避免了不必要的磨损。运转过程是由定子产生电磁，与转子上的永磁铁的磁场相互作用，从而驱动转子转动。永磁铁可以是一个，也可以是多个，根据具体需要而定。由于转子自身不带有定子绕组3，在运转过程中相应地减小了电磁的产生。

具体地，所述定子包括环状的定子钢片2，以及位于定子钢片2上的定子绕组3。

定子钢片2将转子套在其中，在定子钢片2上设置定子绕组3，当定子绕组3通电后产生电磁，从而与转子上的永磁铁的磁场相互作用，驱动转子转动。

为了实现绝缘，所述定子钢片2的外周面上包裹有尼龙塑料绝缘圈1，尼龙塑料绝缘圈1可以有效地将定子钢片2与外界隔离绝缘。

另外，所述转子包括转子轴8，套在所述转子轴8上的转子钢片6，固定在所述转子钢片6外周上的永磁磁钢5。通过永磁磁钢5与定子产生的磁场相互作用，带动转子钢片6以及转子轴8转动，从而实现动能输出，完成对外做功。

为了使转子轴8与转子钢片6以及永磁磁钢5之间实现绝缘，所述转子轴8与所述转子钢片6之间设有转子轴8绝缘层7。

为了避免永磁磁钢5在高速旋转后发热造成的永磁磁钢5破裂或脱落，所述永磁磁钢5的外周上套有转子磁钢加固圈4。

当然，当电机驱动模块10工作时会发热，为了电机驱动模块10能够更好地实现散热，所述电机驱动模块10上还可以固定有驱动模块散热片9。

当220V电压通过三相逆变器电桥整压、输出高压310V直流电压、所述电机转动时，所述定子绕组3产生反电动势的电压，其方向与提供给所述定子绕组3的主电压相反；所述反电动势由转子角速、转子永磁铁产生的磁场和定子绕组3的匝数确定；每转过60个电角度，相电流切换一次，完成一圈机械转动要重复的电周期数由转子磁极的对数确定具体为：电周期数/转速等于转子磁极对数，其中每对转子磁极完成一个电周期。电机工作时通过EMC抗干扰电路，可以把滤波过滤从而不会造成电网干扰。

所述永磁无刷电动工具适用于型材切割机、石材切割机、180mm230mm电圆锯、汽车抛光机或不锈钢拉丝机或角向磨光机、钢材切割机、墙壁无尘打磨机、电锤或电镐、长杆墙壁无尘打磨机、电链锯等所有电动工具产品。

电机工作原理：交流220V电压输入电机驱动模块10，220V通过三相逆变器电桥整压，输出高压310V直流电压，电机转动时，每个定子绕组3都会产生反电动势的电压，根据塄次定律，其方向与提供给定子绕组3的主电压相反，这反电动势主要取决于三个因素，转子角速，转子永磁铁产生的磁场，定子绕组3的匝数，每转过60个电角度相电流切换一次，完成一圈机械转动要重复的电周期数取决于转子磁极的对数，每对转子磁极需要完成一个电周期，因此，电周期数/转速等于转子磁极对数。电机工作时通过EMC抗干扰电路，可以把滤波过滤从而不会造成电网干扰。

电机工作时通过EMC抗干扰电路，可以把滤波过滤从而不会造成电网干扰。EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电机驱动模块具有起动转矩大，过载能力强，恒功率，恒转速，电子刹车，电流过载保护装置，更加安全，具有效率高，成本底，性能稳定。使用寿命2000小时以上，省电50%以上。

实施例2

本实施例中，本发明的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具的结构与实施例1相同，其应用在石材切割机上的示意图如图2所示。

实施例3

本实施例中，本发明的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具的结构与实施例1相同，其应用在180mm，230mm电圆锯上的示意图如图3所示。

实施例4

本实施例中，本发明的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具的结构与实施例1相同，其应用在汽车抛光机或不锈钢拉丝机或角向磨光机上的示意图如图4所示。

实施例5

本实施例中，本发明的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具的结构与实施例1相同，其应用在钢材切割机上的示意图如图5所示。

实施例6

本实施例中，本发明的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具的结构与实施例1相同，其应用在墙壁无尘打磨机上的示意图如图6所示。

实施例7

本实施例中，本发明的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具的结构与实施例1相同，其应用在电锤或电镐上的示意图如图7所示。

实施例8

本实施例中，本发明的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具的结构与实施例1相同，其应用在长杆墙壁无尘打磨机上的示意图如图8所示。

实施例9

本实施例中，本发明的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具的结构与实施例1相同，其应用在电链锯上的示意图如图9所示。

本发明的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电机驱动模块具有起动转矩大，过载能力强，恒功率，恒转速，电子刹车，电流过载保护装置，更加安全，具有效率高，成本底，性能稳定。使用寿命2000小时以上，省电50%以上。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具，包括外壳、电机驱动模块（10）和由电机驱动模块（10）驱动的电机，其特征在于，所述电机包括带定子绕组（3）的定子和带永磁铁的转子。

2.如权利要求1所述的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具，其特征在于，所述定子包括环状的定子钢片（2），以及位于定子钢片（2）上的定子绕组（3）。

3.如权利要求2所述的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具，其特征在于，所述定子钢片（2）的外周面上包裹有尼龙塑料绝缘圈（1）。

4.如权利要求1所述的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具，其特征在于，所述转子包括转子轴（8），套在所述转子轴（8）上的转子钢片（6），固定在所述转子钢片（6）外周上的永磁磁钢（5）。

5.如权利要求4所述的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具，其特征在于，所述转子轴（8）与所述转子钢片（6）之间设有转子轴（8）绝缘层（7）。

6.如权利要求5所述的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具，其特征在于，所述永磁磁钢（5）的外周上套有转子磁钢加固圈（4）。

7.如权利要求2所述的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具，其特征在于，所述电机驱动模块（10）上固定有驱动模块散热片（9）。

8.如权利要求1至7任一项所述的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具，其特征在于，当220V电压通过三相逆变器电桥整压、输出高压310V直流电压、所述电机转动时，所述定子绕组（3）产生反电动势的电压，其方向与提供给所述定子绕组（3）的主电压相反；所述反电动势由转子角速、转子永磁铁产生的磁场和定子绕组（3）的匝数确定；每转过60个电角度，相电流切换一次，完成一圈机械转动要重复的电周期数由转子磁极的对数确定具体为：电周期数/转速等于转子磁极对数，其中每对转子磁极完成一个电周期。

9.如权利要求8所述的EMC三重绝缘抗干扰高压永磁无刷电动工具，其特征在于，所述永磁无刷电动工具适用于型材切割机、石材切割机、180mm230mm电圆锯、汽车抛光机或不锈钢拉丝机或角向磨光机、钢材切割机、墙壁无尘打磨机、电锤或电镐、长杆墙壁无尘打磨机、电链锯。