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論文:無刷電機(jī)微型高速打磨機(jī)(MARY)
 
 

     本實(shí)用新型涉及一種電動工具,特到是一種用于口腔醫(yī)療手術(shù), 珠寶精細(xì)加工等等所使用的霍爾無刷電機(jī)徵型高速打磨機(jī)。

現(xiàn)有的微型高速打磨機(jī),如日本、南韓和臺灣的高速打磨機(jī),不 但價(jià)袼非常昂責(zé),如曰本要8000元人民幣一套,南韓3000元人民幣, 臺灣也要2000多元。從維修上、技術(shù)上也存在問題,上述打磨機(jī)所需 委的各種配件很責(zé),而且後型電動機(jī),都是帶電刷的電動機(jī),即不僅 摩檫大、易損耗電刷,使用時(shí)需經(jīng)常維修和更換碳刷,不僅使用不方 便,而且成本很高,耽誤工作時(shí)間。

從技術(shù)上看,有刷高速打磨機(jī)必然摩擦數(shù)大,阻力大,轉(zhuǎn)速就會 受到極大限制,雖然逬口件****的是日本產(chǎn)品,****速度也只能夠達(dá) 到30000轉(zhuǎn)義分。而且噪音大,壽命短,工作不穗定。

本發(fā)明的目的在于:向公眾公開一種用于口腔壓療、珠寶和精密 機(jī)械加工的,采用霍爾磁敏元件制成的無刷髙速直流穠型電機(jī)所制成 的,力短大,嗓音小,無電火花信號干擾,無碳刷磨損和壽命長,工 作德定的無刷電機(jī)擻型高速打磨機(jī)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
和由霍爾開關(guān)元件所構(gòu)成的電機(jī)結(jié)構(gòu)及電機(jī)電路所抅成。工作電珞由
①、變壓整流與濾波單元,②、開關(guān)和低壓電源單元,⑧、電流取樣 和控制單元,④、放大與檢出單元,⑤、信號分配與速庋反饋單元所 構(gòu)成。①至②為單向連接,②與③為雙向連接,②至④為單向連接,②與⑤為雙向連接,④與⑤為雙向連接。電機(jī)結(jié)構(gòu)及電機(jī)電路由鋇定 型霍爾開關(guān)無件所構(gòu)成的電機(jī)位置傳感器, 定子繞組(Wi-1、永磁轉(zhuǎn)子體(N-S》、低壓電源(IC) 是驅(qū)動放大 器(Fi一〉組成。

位置傳感器由二個鎖定型霍爾開關(guān)無件所構(gòu)成。這兩個霍爾元件 在轉(zhuǎn)子S-N周圍互成90度角度分布,與定子繞組困定在一起。

定子繞組為四組(Wi 一》,四組定子繞組在轉(zhuǎn)子S-N周圍 互為9 0度均勻分布,四組定子繞組(Wi ―》每組一頭并聯(lián)和放 大及輸出單元連接,另一頭分別通過四路驅(qū)動電珞V1,V2,V3,V4和電锍取樣及控制單元連接:兩個霍爾元件感應(yīng)面面對轉(zhuǎn)子S-N,另一端線珞并聯(lián)與、放大與輪出單元、信號分配與速度反饋單 元連接。

本實(shí)用新型的工怍原理是:

二個霍爾開關(guān)的飽合與截止的四狀態(tài)與四路驅(qū)動電路V1,V2,V3,V4 相對應(yīng),驅(qū)動電絡(luò)將霍爾信號放大并使相應(yīng)的定子繞組 通電,從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電磁轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)子就運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時(shí),風(fēng) 極磁場總會作用到兩個霍爾元件,在任軻弟度產(chǎn)生一個控制信號,此 信號接通對應(yīng)的驅(qū)動電珞的放大管,導(dǎo)致該管帶動的定子繞紐能電產(chǎn) 生超前的N-S磁場,迫使電機(jī)轉(zhuǎn)子的N-S定子產(chǎn)生的磁場弄性對 齊。電機(jī)轉(zhuǎn)子與定子之間就有了電磁力矩,電機(jī)轉(zhuǎn)子便轉(zhuǎn)動起來。電 機(jī)轉(zhuǎn)速隨供電電壓増大,而線性加大,轉(zhuǎn)速可從數(shù)百轉(zhuǎn)螬大到5萬轉(zhuǎn) 以上。電手驅(qū)動器中含有速度檢測環(huán)節(jié),也就產(chǎn)生了速度信號電壓, 此信號反過來控制主電壓的大小,這樣就實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)速控制,改變速度 的給定值,電機(jī)就穩(wěn)定在確定的轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)。即電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號電壓 與給定信號比較,誤差信號控制開關(guān)電源自動調(diào)整輸出電壓大小,使 電機(jī)穗定在給定的梓速上運(yùn)轉(zhuǎn)。

本實(shí)用新塑與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn):

1、霍爾無件市面上易購,價(jià)格低。

2、本電機(jī)褕出功牟大,力矩大,轉(zhuǎn)速高,無電火花干撫,無碳 刷磨損,嗛音低,寺命長。

3、本電機(jī)釆用低壓供電,實(shí)有安全性高,使用方便。

4、整機(jī)可靠性高,成本低,易于成批生產(chǎn)。

5、電機(jī)啟動期間及負(fù)栽加重的情況下,電機(jī)將自動調(diào)整供電電 壓,在規(guī)定的電流下加速或力矩自動補(bǔ)償,保證以最快的速度加速至

正常工作狀態(tài),

以下就會射圖說明和實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明: 圖1是本實(shí)用新型工作單元及其電賂連接示意圖。 圖2是本實(shí)用新型霍爾開關(guān)元件控制的直流電動機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。 其中:1、定子體(含兩個霍爾開關(guān)元件);2、永磁轉(zhuǎn)子體; 3、電機(jī)軸;4、電機(jī)殼;5、軸承兩個;6、調(diào)節(jié)蝶母;7,三爪 夾頭休;8、鎖定媒母;9,電機(jī)后蓋;10、打磨砂輪或攏光頭; 1 1、九芯電纜 實(shí)施例

按照零件加工圖委求將1.定子體,2、永磁轉(zhuǎn)子休,3、電機(jī) 軸,4 ^電機(jī)殼,6、調(diào)節(jié)螺母,8、鎖定螺母,9、電機(jī)后蓋等等 加工好,和外購件:兩個霍爾開關(guān)元件,5、軸承兩個,7、三爪夾 頭休,10、打磨砂輪或拋光頭,1 1、九芯電纜等,按照裝配調(diào)試 圖和工藝要求裝配調(diào)

將兩個霍爾開關(guān)元件扎緊固定在定子體1上。 九芯電纜將霍爾位置信號送入電子驅(qū)動器內(nèi)處理,然后接通電機(jī) 內(nèi)相應(yīng)定子線包產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,使電機(jī)轉(zhuǎn)子加速到顧定打磨轉(zhuǎn)速,

樣品加工出來后,經(jīng)試驗(yàn),市電220V交流變壓整流后變成20V低 壓直電流,經(jīng)可變的PWM脈寬控制輸出相應(yīng)的直流電壓,經(jīng)信號放 大,控制功率三極管V1-4的導(dǎo)通,從而使對應(yīng)的W1-4導(dǎo)速,圖 中靜止的轉(zhuǎn)子S-N極各對應(yīng)H1和H2,經(jīng)邏輯分配后,讓V3終到 驅(qū)動信號,W3產(chǎn)生3極磁場,這磁場將吸引轉(zhuǎn)子的風(fēng)極,排斥3極, 這電磁力矩促使轉(zhuǎn)子順時(shí)針轉(zhuǎn)動90庋,此后只…只2產(chǎn)生的信號又使 導(dǎo)通,轉(zhuǎn)子又轉(zhuǎn)卯度,以后是雙:—雙2依次通電,電機(jī)轉(zhuǎn)子就斕 時(shí)不斷加速運(yùn)轉(zhuǎn)^

在保密前提下,樣品送華西壓科大學(xué)附屬牙科醫(yī)院實(shí)際使用,無 論是技術(shù)上還是價(jià)格上,都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國外(包括南韓和臺灣)進(jìn)口產(chǎn)品

 

 

資訊顧問:李先生   馬小姐

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