一種位置傳感器內置的開關磁阻電機的製作方法

2023-05-21 02:42:11 1

專利名稱：一種位置傳感器內置的開關磁阻電機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種開關磁阻電機，尤其是涉及一種位置傳感器內置的開關磁阻電機。
背景技術：
開關磁阻電機是一種新型調速系統，採用雙凸極結構，根據「磁阻最小原理」運行，轉子鐵芯由矽鋼片疊壓而成，結構簡單可靠，廣泛應用於電動汽車、礦用機械、鍛壓工具機等多個領域。開關磁阻電機需要絕對位置傳感器檢測定、轉子相對位置，然後反饋位置信號到邏輯控制電路，用以控制相應繞組的通斷。位置傳感器包括齒盤和傳感器電路板，按種類可分為光敏式、磁敏式以及接近開關含機械式等。以光敏式位置傳感器為例介紹，其一般包括遮光型齒盤盤和傳感器電路板，傳感器電路板上焊裝光電器件、運算放大器等電子元件組成電路。位置傳感器一般安裝在開關磁阻電機主體結構外部，增加開關磁阻電機軸向長度尺寸，導致開關磁阻電機難以應用到對尺寸要求嚴格的場合。開關磁阻電機內部繞組溫度達165°C，鐵芯表面溫度達105°C，端蓋附近溫度達95°C，普通位置傳感器內置安裝方式會導致傳感器電路板散熱困難，電子元件工作時本身發熱難以散出，最終將導致電子元件核心溫度過高而損壞，傳感器電路板失效，開關磁阻電機的不能工作。普通傳感器電路板將光電元件、運算放大器等電子元件焊接在印製板上組成。金屬基板，即金屬基印製板，是一種特殊材料的印製板，由導金屬基層、熱絕緣層及金屬箔層組成，具有優良的散熱性、機械強度高、加工性能好等特點。根據金屬基層的不同，金屬基板可以分為銅基板、鋁基板、鐵基板等。銅基板是一種散熱效果優良的金屬基板，熱阻可低於
0.175K/W，熱傳導係數達398W/`m.K。普通開關磁阻電機的位置傳感器內置安裝方式將傳感器板安裝開關磁阻電機外殼上，需採用絕緣材料支撐，用以和外殼絕緣，難以解決散熱問題和定位問題。

實用新型內容為克服上述缺陷，本實用新型提供了一種位置傳感器內置的開關磁阻電機，能夠有效減少開關磁阻電機軸向長度尺寸，並且實現位置傳感器的有效定位。本實用新型提供的位置傳感器內置的開關磁阻電機，包括電機主體I和安裝在電機主體I內部的位置傳感器2 ;位置傳感器2包括齒盤3和傳感器電路板4，齒盤3安裝在電機轉子鐵芯5和軸承6間空隙處,傳感器電路板4安裝在軸承6上方和電機外殼7間空隙處，表貼安裝在電機外殼7上；傳感器電路板4上焊接安裝螺母11，電機外殼7上開長圓孔8，螺釘9穿過電機外殼7的長圓孔8，從外部定位到安裝螺母11並擰緊固定傳感器電路板4。傳感器電路板4採用金屬基板10製作印製電路板。[0010]採用耐高溫導熱膠12將傳感器電路板4上電子元件13密封，耐高溫導熱膠12的耐熱溫度為250°C以上。電子元件13為耐高溫電子元件，耐高溫電子元件的耐熱溫度為105°C以上。本實用新型提供的位置傳感器內置的開關磁阻電機，將位置傳感器安裝在開關磁阻電機主體結構內部，具體地，將位置傳感器的齒盤安裝在電機轉子鐵芯和軸承之間的空隙處，將位置傳感器的傳感器電路板安裝在軸承上方和電機外殼間空隙處，有效減少開關磁阻電機軸向長度尺寸；通過在傳感器電路板上焊接安裝螺母，在電機外殼上開長圓孔，從外部用螺釘穿過電機外殼，實現從外部定位和擰緊固定傳感器電路板，有效實現了傳感器電路板的定位；進一步地，採用金屬基板製作傳感器電路板，熱阻可低於0.175K/W，熱傳導係數達398W/m.K，傳感器電路板表貼安裝在電機外殼的後端蓋位置，也可以安裝在電機外殼的其它位置，散熱效果良好；進一步地，通過採用高溫導熱膠將傳感器電路板上器件密封，熱傳導係數達1.5W/m.K，較空氣高50倍以上，用以將傳感器電路板上電子元件工作產生的熱量迅速傳導至金屬基板後通過電機外殼散熱，所選用高溫導熱膠耐熱溫度可達250°C以上，可以適應電機內部溫度環境；進一步地，傳感器電路板上選用耐高溫晶片，耐熱可達105°C以上。

圖1為本實用新型位置傳感器內置的開關磁阻電機的結構示意圖；圖2為圖1中傳感器電路板的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細說明。本實用新型提 供的位置傳感器內置的開關磁阻電機，如圖1所示，包括電機主體I和安裝在電機主體I內部的位置傳感器2 ;位置傳感器2包括齒盤3和傳感器電路板4，齒盤3安裝在電機轉子鐵芯5和軸承6間空隙處，傳感器電路板4安裝在軸承6上方和電機外殼7間空隙處，表貼安裝在電機外殼7上；傳感器電路板4上焊接安裝螺母11(如圖2所示)，電機外殼7上開長圓孔8，螺釘9穿過電機外殼7的長圓孔8，從外部定位到安裝螺母11並擰緊固定傳感器電路板4。如圖2所示，傳感器電路板4採用金屬基板10製作印製電路板。採用耐高溫導熱膠12將傳感器電路板4上電子元件13密封，耐高溫導熱膠12的耐熱溫度可達250°C以上。電子元件13為耐高溫電子元件，耐高溫電子元件的耐熱溫度可達105°C以上。下面結合一具體實施例對本實用新型進行詳細說明。在某對軸向尺寸要求嚴格的電動汽車用、峰值功率達62Kw、採用三相12/8極結構開關磁阻電機中，採用光電式位置傳感器。位置傳感器包括8齒均布的遮光齒盤和採用銅基板的傳感器電路板。遮光齒盤安裝在開關磁阻電機轉子鐵芯和後端蓋(電機外殼之一)上軸承的空隙處，有效減少軸向長度尺寸。採用銅基板的傳感器電路板安裝在開關磁阻電機後端蓋軸承上方和外殼的空隙處，同樣有效減少軸向尺寸。經計算，通過本專利技術，可將本實例中開關磁阻電機軸向長度尺寸減少15.3%，很好滿足外形尺寸要求。採用銅基板的傳感器電路板散熱效果優良，熱阻可低於0.175K/W，熱傳導係數達398ff/m.K，散熱性能良好。傳感器電路板的金屬層沒有電氣連接，可表貼安裝在開關磁阻電機後端蓋上，將電路板上熱量快速傳導至後端蓋散熱。採用WH-5AB型有機矽高溫導熱膠將傳感器電路板上電子元件密封，耐熱可達250°C以上，熱傳導係數達1.5ff/m.Κ，將電子元件熱量有效傳導至金屬基板。在傳感器電路板上，採用耐熱達105°C的光電開關器件、耐熱達125°C的運算放大器晶片及性能優良的分立器件，保證傳感器電路板的耐熱性能和可靠性。經試驗測試，傳感器電路板上電子元件表面最高溫度保持在95°C，有效解決散熱問題，很好滿足電子元件的使用環境溫度要求，並保有餘量。在傳感器電路板四個角附近焊接安裝4個M4的螺母，在電機外殼上加工合適的長圓孔，從外部用螺釘穿過開關磁阻電機外殼，可以在電機主體外部定位和擰緊固定傳感器電路板。本實用新型提供的位置傳感器內置的開關磁阻電機，將位置傳感器安裝在開關磁阻電機主體結構內部，具體地，將位置傳感器的齒盤安裝在電機轉子鐵芯和軸承之間的空隙處，將位置傳感器的傳感器電路板安裝在軸承上方和電機外殼間空隙處，有效減少開關磁阻電機軸向長度尺寸；通過在傳感器電路板上焊接安裝螺母，在電機外殼上開長圓孔，從外部用螺釘穿過電機外殼，實現從外部定位和擰緊固定傳感器電路板，有效實現了傳感器電路板的定位；進一步地，採用金屬基板製作傳感器電路板，熱阻可低於0.175K/W，熱傳導係數達398W/m.K，傳感器電路板表貼安裝在電機外殼的後端蓋位置，也可以安裝在電機外殼的其它位置，散熱效果良好；進一步地，通過採用高溫導熱膠將傳感器電路板上器件密封，熱傳導係數達1.5W/m.K，較空氣高50倍以上，用以將傳感器電路板上電子元件工作產生的熱量迅速傳導至金屬基板後通過電機外殼散熱，所選用高溫導熱膠耐熱溫度可達250°C以上，可以適應電機內部溫度環境；進一步地，傳感器電路板上選用耐高溫晶片，耐熱可達105°C以上。最後應說明的是:以上實施例 僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和範圍。
權利要求1.一種位置傳感器內置的開關磁阻電機，其特徵在於，包括電機主體(I)和安裝在電機主體(I)內部的位置傳感器(2);位置傳感器(2)包括齒盤(3)和傳感器電路板(4)，齒盤(3)安裝在電機轉子鐵芯(5)和軸承(6)間空隙處，傳感器電路板(4)安裝在軸承(6)上方和電機外殼(7)間空隙處，表貼安裝在電機外殼(7)上；傳感器電路板(4)上焊接安裝螺母(11)，電機外殼(7)上開長圓孔(8)，螺釘(9)穿過電機外殼(7)的長圓孔(8)，從外部定位到安裝螺母(11)並擰緊固定傳感器電路板(4)。
2.根據權利要求1所述的位置傳感器內置的開關磁阻電機，其特徵在於，傳感器電路板(4)採用金屬基板(10)製作印製電路板。
3.根據權利要求1所述的位置傳感器內置的開關磁阻電機，其特徵在於，傳感器電路板(4)上包括若干個電子元件(13)，採用耐高溫導熱膠(12)將電子元件(13)密封，耐高溫導熱膠(12)的耐熱溫度為250°C以上。
4.根據權利要求3所述的位置傳感器內置的開關磁阻電機，其特徵在於，電子元件(13)為耐高溫電子元件， 耐高溫電子元件的耐熱溫度為105°C以上。
專利摘要本實用新型公開了一種開關磁阻電機控制器的主功率電路，包括電機主體(1)和安裝在電機主體(1)內部的位置傳感器(2)；位置傳感器(2)包括齒盤(3)和傳感器電路板(4)，齒盤(3)安裝在電機轉子鐵芯(5)和軸承(6)間空隙處，傳感器電路板(4)安裝在軸承(6)上方和電機外殼(7)間空隙處，表貼安裝在電機外殼(7)上；傳感器電路板(4)上焊接安裝螺母(11)，電機外殼(7)上開長圓孔(8)，螺釘(9)穿過電機外殼(7)的長圓孔(8)，從外部定位到安裝螺母(11)並擰緊固定傳感器電路板(4)。本實用新型能夠有效減少開關磁阻電機軸向長度尺寸，並且實現位置傳感器的有效定位。
文檔編號H02K29/06GK203104246SQ20122068561
公開日2013年7月31日 申請日期2012年12月12日 優先權日2012年12月12日
發明者郭曉穎, 劉德超, 張凱, 馬志國 申請人:北京中紡銳力機電有限公司