一种同步磁阻角磨机的制作方法

1.本实用新型属于电动工具技术领域，尤其涉及一种同步磁阻角磨机。


背景技术：

2.角磨机主要用来切割、研磨及刷磨金属和非金属物体，如钢材、钢板、木材、瓷砖、石材等，是一种应用广泛的电动工具。市场上的角磨机主要动力来源包括有刷交流串激电机、无刷直流电动机和开关磁阻电动机，其中有刷交流串激电机应用最多，它的特点是定转子上都存在绕组，且带有换向器与碳刷，在使用过程中需要更换碳刷和定期维护，所以有刷串激电机存在先天固有缺陷：动力弱、寿命短、效率低、干扰大、重量重、需要定期维护等，每年产生大量损坏、报废、电力浪费、材料和资源大量浪费。
3.为了解决以上的问题，无刷直流电机角磨应运而生，它以高效、动力强、体积小、不需维护等优势迅速替代了有刷串激角磨的一部分市场。但由于无刷直流电机转子应用了强磁材料的磁钢，易吸附导磁金属物体，如铁、钢等，容易导致角磨中电机扫堂，严重甚至发生堵转烧机等情况。为了解决该问题，电机转子需要做成全密封情况，使得气隙与定子槽空隙及通风道采用特殊方式进行隔离，使得从通风道进来的铁粉、铁屑等不被吸到转子上。采用了密封结构的转子，由于采用了硅钢片及强磁磁钢，在高转速高频运转下产生很大的铁损和磁钢涡流损耗，使得转子及磁钢温度迅速升高，加之采用了密封，产生的热量无法及时排除，容易造成永磁体材料产生不可逆退磁，这是在无刷直流等永磁电机中所不允许发生的。除此之外无刷直流电机因使用方波电流驱动，存在较大振动噪音。
4.为了解决无刷直流电机存在的问题，如密封转子温升高，退磁等，市场上也出现了开关磁阻角磨，它转子不需采用永磁材料，根据磁阻最小原理及脉冲式电流激励方式进行运转。因无采用永磁体，转子也无需采用密封，具有良好的散热性能。除此之外，它还具有寿命长、安全可靠等优点，但同时也有两大缺点：1）因为他采用脉冲式激励方式，随之带来了电机振动，噪音大比无刷直流电机还大，很大程度上影响了用户的工作环境及体验；2）因为转子特殊的结构，电机转子的风磨损耗较大，效率与无刷直流电机比，偏低。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种同步磁阻角磨机，具有高效、低成本、散热性好、性能稳定、振动噪音低的优点。
6.为解决述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种同步磁阻角磨机，包括控制系统和同步磁阻电机；所述同步磁阻电机包括定子和转子，所述转子插入定子中，所述转子可相对所述定子转动；所述定子包括定子铁芯和定子绕组，所述定子铁芯由硅钢片叠压形成，定子铁芯沿圆周方向设有多个绕组槽，所述定子绕组置于所述绕组槽上；所述转子包括转轴、转子铁芯和位置传感器，所述转子铁芯和位置传感器分别套装于所述转轴上，所述位置传感器用于检测转子的位置并反馈给所述控制系统，控制系统接收转子位置信息并驱动所述同步磁阻电机运转；所述转子铁芯由硅钢片叠压形成；所述转子铁芯上设有多个空
气槽组，多个空气槽组沿转子铁芯的圆周均匀对称分布；每个空气槽组中设有多个相互平行的空气槽，所述空气槽为镂空结构。
7.优选地，所述定子绕组采用集中绕组或分布式绕组。
8.优选地，所述控制系统包括电流检测反馈电路、位置信号检测电路、主控制电路和驱动电路；
9.电流检测反馈电路检测同步磁阻电机的相电流并输出给主控制电路；
10.位置信号检测电路检测转子的位子信息并输出给主控制电路；
11.主控制电路接收相电流和转子位置信息，并发出信号给驱动电路，驱动电路控制同步磁阻电机的运转。
12.优选地，还包括调速及开关电路，调速及开关电路通过改变调试开关的输出电压，并将其输出给主控制电路，主控制电路输出相应的信号给驱动电路，驱动电路控制同步磁阻电机的运转，实现同步磁阻电机的调速。
13.优选地，还包括温度检测电路，用于检测驱动电路和同步磁阻电机内部的温度，并将结果输出给主控制电路，主控制电路内存储有温度保护值，当温度检测电路检测到温度大于温度保护值时，主控制电路输出相应的信号给驱动电路，驱动电路控制同步磁阻电机降功率运行或停止运行。
14.优选地，所述控制系统安装于所述同步磁阻角磨机壳体的外部，所述控制系统的一端与所述电源电性连接，另一端与所述同步磁阻角磨机的同步磁阻电机电性连接；控制系统可同时与n台同步磁阻角磨机同时连接，n为大于1的正整数。
15.优选地，所述同步磁阻角磨机壳体的后端设有多个进风口，所述壳体的前端设有多个出风口。
16.优选地，还包括风扇，所述风扇固定于所述转子的转轴上，所述风扇对应的壳体上设有出风口。
17.优选地，所述位置传感器为霍尔、磁编码器或旋转变压器。
18.优选地，还包括减速系统和输出终端，所述减速系统安装于所述同步磁阻电机与所述输出终端之间。
19.本实用新型采用的技术方案，具有如下有益效果：
20.本实用新型通过在角磨机中设置同步磁阻电机，使得角磨机具有高效、低成本、散热性好、性能稳定、振动噪音低的优点。
21.本实用新型的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。
附图说明
22.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述：
23.图1为本实用新型同步磁阻角磨机实施例一；
24.图2本实用新型同步磁阻电机结构示意图；
25.图3本实用新型同步磁阻角磨机实施例二；
26.图4本实用新型同步磁阻角磨机实施例三；
27.图5本实用新型控制系统电路图；
28.图6本实用新型同步磁阻电机控制原理图。
29.图中，1、壳体，21、定子，211、定子铁芯，212、绕组槽，22、转子，221、风扇，222、位置传感器，223、转子铁芯，224、转轴，225、空气槽，3、控制系统，4、减速系统，5、输出终端，11，12，13，出风口，14、电源，15，16，17，进风口。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.本领域技术人员可以理解的是，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
32.在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。例如下述的“上”、“下”、“前”、“后”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
33.本实用新型公开一种同步磁阻角磨机，如图1所示，包括电源14、壳体1、控制系统3、同步磁阻电机2、减速系统4和输出终端5。所述壳体1的后端设有多个进风口15，16，17，所述壳体1的前端设有多个出风口11，12，13。所述控制系统3安装于壳体1的后部，所述同步磁阻电机2安装于壳体1的中部，所述减速系统4安装于壳体1的前部，所述减速系统4安装于所述同步磁阻电机2与所述输出终端5之间。同步磁阻角磨机工作时，从进风口15，16，17进入壳体的风依次冷却控制系统3、同步磁阻电机2及减速系统4，并从出风口11，12，13流出。
34.如图1和图2所示，同步磁阻电机2包括定子21和转子22，所述转子22插入定子21中，所述转子22可相对所述定子21转动；所述定子21包括定子铁芯211和定子绕组，所述定子铁芯211由硅钢片叠压形成，定子铁芯211沿圆周方向设有多个绕组槽212，所述定子绕组置于所述绕组槽212上。定子绕组采用集中绕组或分布式绕组。
35.所述转子22包括转轴224、转子铁芯223、位置传感器222和风扇221，所述转子铁芯223和位置传感器222分别套装于所述转轴224上，所述位置传感器222用于检测转子22的位置并反馈给所述控制系统3，控制系统3接收转子位置信息并驱动所述同步磁阻电机2运转；所述转子铁芯223由硅钢片叠压形成；所述转子铁芯223上设有多个空气槽组，多个空气槽组沿转子铁芯的圆周均匀对称分布；每个空气槽组中设有多个相互平行的空气槽225，所述空气槽为镂空结构。
36.其中，位置传感器222为霍尔、磁编码器或旋转变压器。
37.所述风扇221固定于所述转子22的转轴224上，所述风扇221对应的壳体1上设有出风口12，13。
38.定转子槽极配合组合可以为分数槽组合（每极每相槽数为分数）或整数槽组合（每极每相槽数为整数）。
39.优选地，同步磁阻电机2为三相同步磁阻电机。
40.图3为本实用新型同步磁阻角磨机实施例二，控制系统3安装于所述同步磁阻角磨机壳体1的外部，所述控制系统3的一端与所述电源14电性连接，另一端与所述同步磁阻电机2电性连接。控制系统与角磨机分离，有效减少角磨机的重量，提高散热通风效果，提高维护性、可靠性及整机寿命，同时控制系统不受空间大小限制，易于实现智能控制，对角磨机工作时的各项数据，如负载、电流、转速等参数实现监控，并时时上传实现在线监测。
41.图4为本实用新型同步磁阻角磨机实施例三，控制系统3与角磨机分离，安置在角磨机外部，控制系统3可同时与n台同步磁阻角磨机同时连接，n为大于1的正整数。
42.如图5所示，控制系统3包括电流检测反馈电路、位置信号检测电路、主控制电路、驱动电路、调速及开关电路、温度检测电路和整流电路。
43.其中，电流检测反馈电路检测同步磁阻电机的相电流并输出给主控制电路；
44.位置信号检测电路检测转子的位子信息并输出给主控制电路；
45.主控制电路接收相电流和转子位置信息，并发出信号给驱动电路，驱动电路控制同步磁阻电机的运转；
46.驱动电路由功率开关管，续流二极管、电容等组成，其中功率开关管可以是mos管，也可以是igbt，同时功率开关管的数量a=k*phase，其中k为大于2的正整数，phase为电机的相数；
47.调速及开关电路通过改变调试开关的输出电压，并将其输出给主控制电路，主控制电路输出相应的信号给驱动电路，驱动电路控制同步磁阻电机的运转，实现同步磁阻电机的调速；
48.温度检测电路用于检测驱动电路和同步磁阻电机内部的温度，并将结果输出给主控制电路，主控制电路内存储有温度保护值，当温度检测电路检测到温度大于温度保护值时，主控制电路输出相应的信号给驱动电路，驱动电路控制同步磁阻电机降功率运行或停止运行；
49.整流电路用于将交流电转换成直流电。
50.同步磁阻电机2可采用矢量+mtpa+弱磁、直接转矩控制、磁链控制等方式；优选地，同步磁阻电机采用矢量+mtpa+弱磁控制方式，其控制原理框图如图6所示。
51.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。