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CN110594175A - 一种无轴风扇 - Google Patents

一种无轴风扇 Download PDF

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CN110594175A CN201911027752.6A CN201911027752A CN110594175A CN 110594175 A CN110594175 A CN 110594175A CN 201911027752 A CN201911027752 A CN 201911027752A CN 110594175 A CN110594175 A CN 110594175A
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China
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郑裕杰
王雪滔
刘铁男
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Shenzhen Hanwang Permanent Magnet Technology Co.,Ltd.
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Shenzhen Gauss Rail Transit Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种无轴风扇，包括环状的转子，所述转子的内壁上设置有用于扇风的扇叶，所述转子的外表面设置有偶数组永磁体，且所述永磁体沿着所述转子周向均匀排布，所述第三支路上串联有第五开关和第六开关，所述A绕组、B绕组和C绕组按照星形接法连接，且所述A绕组连接到所述第一开关和第二开关之间的第一支路上，所述B绕组连接到所述第三开关和第四开关之间的第二支路上，所述C绕组连接到所述第五开关和第六开关之间的第三支路上。本发明构思新颖、设计合理，且便于使用，本发明提供一种利用电磁互感原理设计了一种不采用电机，也没有转轴的风扇，在使用上便于安装，避免干涉，使用效果更好。

Description

一种无轴风扇
技术领域
本发明涉及电磁技术领域，特别涉及一种无轴风扇。
背景技术
风扇，在一些装置中可以起到降温散热和除尘除杂等作用。通常意义的风扇需要由电机带动扇叶实现转动，进而实现扇风的转动。在一些设计的情况下，造成电机安装不便，甚至不便设置有直接用于连接风扇实现转动的转轴，因此在这些设计上，需要风扇能够转动扇风的同时，还不能设置有转轴和电机。
发明内容
有鉴于现有风扇采用电机带动，在设置上需要设置电机以，电机的转动需要电机轴，造成在一些使用条件下，不便于风扇的设置。本发明提供一种无轴风扇，不用电机带动，设置更加方便。
本发明的技术方案如下：一种无轴风扇，包括环状的转子，所述转子的内壁上设置有用于扇风的扇叶，所述转子的外表面设置有偶数组永磁体，且所述永磁体沿着所述转子周向均匀排布，相邻两个所述永磁体依磁极方向相反设置；还包括环状的定子，所述定子设置在所述转子的外部，且所述转子和定子共圆心，所述定子的内壁均匀设置有用于缠绕线圈的定子启齿，所述定子启齿依所述转子所在的圆面径向设置，且所述定子启齿的悬置端靠近所述永磁体，所述定子启齿的数量为六的整数倍；每个所述定子启齿上均缠有线圈绕组，线圈缠绕方向相同，且六个所述定子启齿为一组，其中前面的两个均为A绕组，中间的两个均为B绕组，后面的两个均为C绕组，用于供电的火线和零线之间设置有并联的第一支路、第二支路和第三支路，所述第一支路上串联有第一开关和第二开关，所述第二支路上串联有第三开关和第四开关，所述第三支路上串联有第五开关和第六开关，所述A绕组、B绕组和C绕组按照星形接法连接，且所述A绕组连接到所述第一开关和第二开关之间的第一支路上，所述B绕组连接到所述第三开关和第四开关之间的第二支路上，所述C绕组连接到所述第五开关和第六开关之间的第三支路上。
进一步，作为优选，所述永磁体的数量为十个。
进一步，作为优选，所述定子启齿的数量为十二个。
进一步，作为优选，相邻的所述A绕组和B绕组之间，B绕组和C绕组之间，C绕组和A绕组之间均设置有用于控制所述各个开关的霍尔元件。
进一步，作为优选，所述霍尔元件的数量为三个，且设置在依次靠近的A绕组、B绕组和C绕组之间。
进一步，作为优选，所述定子启齿的悬置端呈“T”字形。
进一步，作为优选，所述定子启齿悬置端的端面呈凹陷的弧面状。
有益效果：本发明构思新颖、设计合理，且便于使用，本发明提供一种利用电磁互感原理设计了一种不采用电机，也没有转轴的风扇，在使用上便于安装，避免干涉，使用效果更好。
附图说明
图1是本发明一实施例的结构示意图。
图2是本发明一实施例中定子的结构示意图。
图3是本发明一实施例中转子的结构示意图。
图4是本发明一实施例安装好支架的结构示意图。
图5是本发明一实施例中T1时间段的磁力作用示意图。
图6是本发明一实施例中T2时间段的磁力作用示意图。
图7是本发明一实施例中T3时间段的磁力作用示意图。
图8是本发明一实施例中T4时间段的磁力作用示意图。
图9是本发明一实施例中T5时间段的磁力作用示意图。
图10是本发明一实施例中T6时间段的磁力作用示意图。
图11是本发明一实施例中绕组线圈的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
参考图1到图11，一种无轴风扇，具有环状的转子1，转子1结构如图3所示，所述转子1的内壁上设置有用于扇风的扇叶2，所述转子1的外表面设置有偶数组永磁体3，且所述永磁体3沿着所述转子1周向均匀排布，相邻两个所述永磁体3依磁极方向相反设置；还包括环状的定子4，定子4结构如图2所示，所述定子4设置在所述转子1的外部，且所述转子1和定子4共圆心，所述定子4的内壁均匀设置有用于缠绕线圈的定子启齿4a，所述定子启齿4a依所述转子1所在的圆面径向设置，且所述定子启齿4a的悬置端靠近所述永磁体3，所述定子启齿4a的数量为六的整数倍；每个所述定子启齿4a上均缠有线圈绕组，线圈缠绕方向相同，且六个所述定子启齿4a为一组，其中前面的两个均为A绕组，中间的两个均为B绕组，后面的两个均为C绕组，用于供电的火线和零线之间设置有并联的第一支路、第二支路和第三支路，所述第一支路上串联有第一开关和第二开关，所述第二支路上串联有第三开关和第四开关，所述第三支路上串联有第五开关和第六开关，所述A绕组、B绕组和C绕组按照星形接法连接，且所述A绕组连接到所述第一开关和第二开关之间的第一支路上，所述B绕组连接到所述第三开关和第四开关之间的第二支路上，所述C绕组连接到所述第五开关和第六开关之间的第三支路上。
本发明的基础方案中基本原理是通过A绕组、B绕组和C绕组电流方向的变化，同时，基于电磁互感，产生出磁场方向变化的电磁场，并与磁极固定的永磁体3产生作用，进而引起转子1的转动。在A绕组、B绕组和C绕组电流方向变换足够快的情况下，转子1高速转动，并带动扇叶2转动，如此可以实现扇风。基于需要通过电磁互感原理，并配合磁场作用来驱动扇叶2实现风扇扇风，因此设置有用于设置线圈绕组的定子4，并在内部设置可转动的转子1，转子1上通过设置永磁体3来与线圈绕组产生的电磁场感应以驱动转子1转动。在此设计基础上，通过设置定子4来作为固定的部分，并通过设置定子启齿4a来缠绕线圈，同时设置转子1来设置扇叶2，并通过在转子1上设置永磁体3以配合线圈产生的电磁场产生磁力作用。如图3所示的磁场作用示意，首先磁极相反设置的两个永磁体3形成一个宽度较大的整体磁场，由于需要利用这个整体磁场的作用，并通过电磁场来拉动转子1转动，因此通过两个相同的绕组来形成一个磁场范围足够大的电磁场。相同绕组形成的电磁场。和相邻两个永磁体3形成的磁场相互作用，用以实现对转子1的驱动转动。由于采用三相电路，相邻的两个定子启齿4a均缠绕线圈形成相同相位的线圈绕组，因此定子启齿4a的数量为六的整数倍，也就是至少6个。如图4所示，为了便于根据需要改变各个绕组线圈的电流方向，具体通过各个开关来实现，并将A绕组连接到所述第一开关和第二开关之间的第一支路上，B绕组连接到所述第三开关和第四开关之间的第二支路上，C绕组连接到所述第五开关和第六开关之间的第三支路上。通过开关的配合使用，改变各个绕组的电流方向。
在具体实施时，作为一种优选的技术方案，所述永磁体3的数量为十个。所述定子启齿4a的数量为十二个。本优选方案中，提供了一种具体的绕组数量和永磁体3的配比组合，在实际实践中是一种最优的组合，使用良好。
在具体实施时，作为一种优选的技术方案，相邻的所述A绕组和B绕组之间，B绕组和C绕组之间，C绕组和A绕组之间均设置有用于控制所述各个开关的霍尔元件。本优选方案中，通过设置霍尔元件作为磁场感应器，并将霍尔元件接入用于控制开关的电路来自动控制开关的开合。
在具体实施时，作为一种优选的技术方案，所述霍尔元件的数量为三个，且设置在依次靠近的A绕组、B绕组和C绕组之间。本优选方案中，将三个霍尔元件靠近设置，便于感测。
在具体实施时，作为一种优选的技术方案，所述定子启齿4a的悬置端呈“T”字形。本优选方案中，通过将定子启齿4a的悬置端设置呈“T”字形的结构，便于设置线圈绕组，不易脱落。
在具体时实施时，作为一种优选的技术方案，所述定子启齿4a悬置端的端面呈凹陷的弧面状。本优选方案中，将定子启齿4a的悬置端的端面设置成凹陷的弧面状，以满足和永磁体3的形状适配，便于使用。
结合以上实施例，如图4所示，在具体实施时，整个风扇主体还可以通过支架5装设使用。如图5-10所示，采用十二个定子启齿4a和十个永磁体3进行配合，靠近设置有霍尔元件A、霍尔元件B和霍尔元件C。同时如图11所示，为各绕组线圈的电路示意图。在实际运转时，可以分为六个时间定子绕组有6个开通状态，60个状态为一个周期，一个周期转子旋转72度，转子旋转一周需5个周期，把6个状态的时间段分别称为T1、T2、T3、T4、T5、T6。
在进入T1时刻，霍尔元件B检测到转子磁极由S变为N，驱动电源输出为A相正、B相负，两相线圈产生的磁场吸引转子旋转，见图5。
在进入T2时刻，霍尔元件C检测到转子磁极由S变为N，驱动电源输出为C相正、B相负，两相线圈产生的磁场吸引转子旋转，见图6。
在进入T3时刻，霍尔元件A检测到转子磁极由N变为S，驱动电源输出为C相正、A相负，两相线圈产生的磁场吸引转子旋转，见图7。
在进入T4时刻，霍尔元件B检测到转子磁极由N变为S，驱动电源输出为B相正、A相负，两相线圈产生的磁场吸引转子旋转，见图8。
在进入T5时刻，霍尔元件C检测到转子磁极由N变为S，驱动电源输出为B相正、C相负，两相线圈产生的磁场吸引转子旋转，见图9。
在进入T6时刻，霍尔元件A检测到转子磁极由S变为N，驱动电源输出为A相正、C相负，两相线圈产生的磁场吸引转子旋转，见图10。
T6结束再次进入T1，重新循环，转子就不停的旋转下去。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种无轴风扇，其特征在于：包括环状的转子(1)，所述转子(1)的内壁上设置有用于扇风的扇叶(2)，所述转子(1)的外表面设置有偶数组永磁体(3)，且所述永磁体(3)沿着所述转子(1)周向均匀排布，相邻两个所述永磁体(3)依磁极方向相反设置；还包括环状的定子(4)，所述定子(4)设置在所述转子(1)的外部，且所述转子(1)和定子(4)共圆心，所述定子(4)的内壁均匀设置有用于缠绕线圈的定子启齿(4a)，所述定子启齿(4a)依所述转子(1)所在的圆面径向设置，且所述定子启齿(4a)的悬置端靠近所述永磁体(3)，所述定子启齿(4a)的数量为六的整数倍；每个所述定子启齿(4a)上均缠有线圈绕组，线圈缠绕方向相同，且六个所述定子启齿(4a)为一组，其中前面的两个均为A绕组，中间的两个均为B绕组，后面的两个均为C绕组，用于供电的火线和零线之间设置有并联的第一支路、第二支路和第三支路，所述第一支路上串联有第一开关和第二开关，所述第二支路上串联有第三开关和第四开关，所述第三支路上串联有第五开关和第六开关，所述A绕组、B绕组和C绕组按照星形接法连接，且所述A绕组连接到所述第一开关和第二开关之间的第一支路上，所述B绕组连接到所述第三开关和第四开关之间的第二支路上，所述C绕组连接到所述第五开关和第六开关之间的第三支路上。
2.如权利要求1所述的一种无轴风扇，其特征在于：所述永磁体(3)的数量为十个。
3.如权利要求2所述的一种无轴风扇，其特征在于：所述定子启齿(4a)的数量为十二个。
4.如权利要求3所述的一种无轴风扇，其特征在于：相邻的所述A绕组和B绕组之间，B绕组和C绕组之间，C绕组和A绕组之间均设置有用于控制所述各个开关的霍尔元件。
5.如权利要求4所述的一种无轴风扇，其特征在于：所述霍尔元件的数量为三个，且设置在依次靠近的A绕组、B绕组和C绕组之间。
6.如权利要求5所述的一种无轴风扇，其特征在于：所述定子启齿(4a)的悬置端呈“T”字形。
7.如权利要求6所述的一种无轴风扇，其特征在于：所述定子启齿(4a)悬置端的端面呈凹陷的弧面状。
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