內置傳感器的三相雙凸極外轉子永磁電的製造方法
2023-04-22 15:36:11
內置傳感器的三相雙凸極外轉子永磁電的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種內置傳感器的三相雙凸極外轉子永磁電機，屬於雙凸極永磁電機製造【技術領域】。它包括由定子軸、安裝在定子軸上的定子以及套在定子軸外圍的外轉子構成的三相雙凸極外轉子永磁電機，外轉子前端面外罩有與外轉子固定連接的端蓋，轉子與端蓋之間的空腔內設置有鋁基永磁體編碼盤，鋁基永磁體編碼盤的端面上具有沿圓周排列的永磁體，還包括固定安裝的與鋁基永磁體編碼盤相對平行的信號採集板，信號採集板上排列有霍爾傳感器。它具有以下有益效果：可直接輸出電機轉速，實現對電機速度的直接控制、提高了電機速度的控制精度，可以精確的實現電機的轉矩控制；其結構設計合理，製造成本和工藝成本低，有利於提高電動汽車整車性能。
【專利說明】內置傳感器的三相雙凸極外轉子永磁電機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種具有位置、轉速信號檢測功能的雙凸極永磁電機，具體地說是一種內置傳感器的三相雙凸極外轉子永磁電機，屬於雙凸極永磁電機製造【技術領域】。
【背景技術】
[0002]按照電機的供電形式，目前電機的種類一般分為兩大類，一類是交流異步電機，一類是直流電機。當前我國大力推進新能源汽車的發展，對於純電動汽車的動力設備來說，以交流異步電機和永磁同步電機這兩種形式的電機都有採用。眾所周知，交流異步電機應用於電動汽車時，由於電動汽車是採用直流電源，因此必須將直流電通過逆變器轉換為交流電供電機使用，而電機的調速又必須採用變頻器來對電機進行控制，因此，將交流異步電機應用於電動汽車時，必須同時加裝逆變器和變頻器電機才能運行。而交流電機的功率因數低，起動電流大，扭矩小，導致其無功損耗較大，耗電嚴重。永磁同步電機是一種高效率直流電機，但是由於電機內部有較多數量的永磁體，電機結構複雜，耐溫特性較差，易發生高溫退磁效應、功率做不大，電機製造成本和控制成本較高。這兩種電機的轉速信號採集目前基本上採用非防護的外置式傳感器進行傳遞；作為純電動汽車的動力電機，其工作環境尤其惡劣，噪聲、震動、潮溼、粉塵等情況，採用普通的無防護傳感器根本不能保證汽車速度檢測數據的精度質量和傳感器的使用壽命，導致電動汽車後期故障率加大，維護成本高。
[0003]目前，市場最新提供的一些電動轎車，以美國的特斯拉和國產品牌的比亞迪生產的純電動汽車為典型，分別採用傳統形式的交流異步電機和永磁同步電機，採用外置式速度檢測裝置傳遞速度信號。而無論是異步電機和永磁同步電機，在配置於電動汽車時都採用變速機構和傳動機構進行動力傳遞，使得電機的動力傳遞效率降低。在能源日趨緊張的今天，開發先進的、可直接傳遞動力的高效能電機是電動汽車創新的重大命題。成為降低電動汽車製造成本和後期維護成本、提高汽車運行效率，精確控制汽車速度、最大限度的提高電動汽車的制動能量回收效率、實現差速管理、降低車載能源損耗、提高續航裡程的核心技術。
【發明內容】
[0004]本發明解決的技術問題是提供一種結構合理、運行可靠、且可提高電動汽車運行效率，精確檢測和控制驅動電機的轉速及轉子位置的內置傳感器的三相雙凸極外轉子永磁電機。
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型的內置傳感器的三相雙凸極外轉子永磁電機，包括由定子軸、安裝在定子軸上的定子以及套在定子軸外圍的外轉子構成的三相雙凸極外轉子永磁電機，外轉子前端面外罩有與外轉子固定連接的端蓋，轉子與端蓋之間的空腔內設置有能夠隨轉子轉動的鋁基永磁體編碼盤，鋁基永磁體編碼盤的端面上具有沿圓周排列的永磁體，還包括固定安裝的與鋁基永磁體編碼盤相對平行的信號採集板，信號採集板上排列有霍爾傳感器。
[0006]所述霍爾傳感器的引出線通過定子軸上的引出孔穿出。
[0007]所述鋁基永磁體編碼盤固定安裝在端蓋上或固定安裝在外轉子端面上。
[0008]所述鋁基永磁體碼盤以厚度大於1.0mm、小於1mm的金屬鋁板為基板或以耐受溫度100°C以上的非導磁材料製成基板；所述基板上粘接固定永磁體或者開孔嵌入封裝永磁體。
[0009]所述信號採集板安裝在定子的一端或者是安裝在定子軸上。
[0010]所述信號採集板上的霍爾傳感器的正面與鋁基永磁體碼盤上所安裝的永磁體之間的距離大於或等於1.0_。
[0011]所述信號採集板的信號線材料為耐高溫的阻燃、絕緣護套線材料，信號採集板的信號線具有金屬屏蔽層。
[0012]本發明具有以下有益效果:
[0013]1、可直接輸出電機轉速，實現對電機速度的直接控制、提高了電機速度的控制精度，該特點尤其適用於電動汽車轉向時的差速管理和車輛行駛過程的瞬時加減速；
[0014]2、可以精確的實現電機的轉矩控制，用於電動汽車時可以實現全新的汽車能量回收；
[0015]3、由於電機的啟動轉矩大，使應用該電機的工業設備結構可以簡化，降低成本，更加節能；
[0016]4、其結構設計合理，製造成本和工藝成本低，有利於提高電動汽車整車性能，便於實現大規模工業製造和實現自動化連續生產。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型內置傳感器的三相雙凸極外轉子永磁電機結構示意圖；
[0018]圖2是本實用新型內置傳感器的三相雙凸極外轉子永磁電機中鋁基永磁體編碼盤的平面示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖與【具體實施方式】，對本實用新型的內置傳感器的三相雙凸極外轉子永磁電機作進一步詳細說明。
[0020]如圖所示，本實用新型的內置傳感器的三相雙凸極外轉子永磁電機，其大扭矩特性除了可以應用在電動汽車領域，還可以廣泛地運用於工業工具機、軍事、船舶、新型農業機械等領域，它包括由定子軸1、安裝在定子軸上的定子2以及套在定子軸外圍的外轉子I構成的三相雙凸極外轉子永磁電機，外轉子I前端面外罩有與外轉子固定連接的端蓋3，轉子與端蓋之間的空腔內設置有與轉子固定連接的鋁基永磁體編碼盤4，鋁基永磁體編碼盤4固定安裝在端蓋內側或固定安裝在外轉子端面上；鋁基永磁體編碼盤4的端面上具有沿圓周排列的永磁體5，永磁體5用於對電機轉速進行檢測，鋁基永磁體碼盤4既可以以厚度大於1.0mm、小於1mm的金屬招板為基板,也可以是能夠耐受溫度100°C以上的非導磁材料製成的基板；基板上粘接固定永磁體或者開孔嵌入封裝永磁體；還包括固定安裝的與鋁基永磁體編碼盤4位置相對且平行的信號採集板6，信號採集板6安裝在定子2的一端或者是安裝在定子軸I上；信號採集板6上排列有霍爾傳感器為信號採集元件，信號採集電路板起著採集轉子位置信號並且傳遞信號的作用；信號採集板6上的霍爾傳感器的正面與鋁基永磁體碼盤4上所安裝的永磁體之間的距離大於或等於1.0mm，信號採集板6上霍爾傳感器的安裝數量3?4隻，霍爾傳感器的引出線通過定子軸I上的引出孔7穿出，信號採集板6的信號線材料為耐高溫的阻燃、絕緣護套線材料，信號採集板6的信號線具有金屬屏蔽層，其信號採集板的工作電源為直流電壓，電壓等級4.5^5.5V，從電機外部引入。
[0021]優選地，本實用新型中定子和外轉子的鐵芯材料均採用厚度為0.35或者0.5的石夕鋼片，定子被加工成扇形燕尾結構，固定在由招合金材料製成的定子支架上與定子軸連接；本實施例中所說的鋁基編碼盤表面按照每45°圓周角布一隻對應圓周角15°的永磁體(如圖2所示);永磁體反映的電機轉速信號和轉角信號，通過與鋁基永磁體編碼盤相對安裝的信號採集板上的霍爾傳感器採集輸出，使電機控制器可以及時地檢測到電機任何時刻的運行速度和負轉矩起始時刻，進而可以實現汽車速度的精確控制和可以採用全新的能量回收控制策略。
【權利要求】
1.一種內置傳感器的三相雙凸極外轉子永磁電機，其特徵在於:包括由定子軸(I)、安裝在定子軸上的定子(2)以及套在定子軸外圍的外轉子(I)構成的三相雙凸極外轉子永磁電機，其特徵在於:所述外轉子(I)前端面外罩有與外轉子固定連接的端蓋(3)，轉子與端蓋之間的空腔內設置有能夠隨轉子轉動的鋁基永磁體編碼盤(4)，所述鋁基永磁體編碼盤(4)的端面上具有沿圓周排列的永磁體(5)，還包括固定安裝的與鋁基永磁體編碼盤(4)相對平行的信號採集板(6)，信號採集板(6)上排列有霍爾傳感器。
2.按照權利要求1所述的內置傳感器的三相雙凸極外轉子永磁電機，其特徵在於:所述霍爾傳感器的引出線通過定子軸(I)上的引出孔(7)穿出。
3.按照權利要求1所述的內置傳感器的三相雙凸極外轉子永磁電機，其特徵在於:所述鋁基永磁體編碼盤(4)固定安裝在端蓋上或固定安裝在外轉子端面上。
4.按照權利要求1所述的內置傳感器的三相雙凸極外轉子永磁電機，其特徵在於:所述鋁基永磁體碼盤(4)以厚度大於1.0mm、小於1mm的金屬鋁板為基板或以耐受溫度100°C以上的非導磁材料製成基板；所述基板上粘接固定永磁體或者開孔嵌入封裝永磁體。
5.按照權利要求1所述的內置傳感器的三相雙凸極外轉子永磁電機，其特徵在於:所述信號採集板(6 )安裝在定子(2 )的一端或者是安裝在定子軸(I)上。
6.按照權利要求1所述的內置傳感器的三相雙凸極外轉子永磁電機，其特徵在於:所述信號採集板(6)上的霍爾傳感器的正面與鋁基永磁體碼盤(4)上所安裝的永磁體之間的距離大於1.0mm。
7.按照權利要求1所述的內置傳感器的三相雙凸極外轉子永磁電機，其特徵在於:所述信號採集板(6)的信號線材料為耐高溫的阻燃、絕緣護套線材料，信號採集板(6)的信號線具有金屬屏蔽層。
【文檔編號】H02K11/00GK204258553SQ201420679897
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月13日 優先權日:2014年11月13日
【發明者】徐潤浩, 黃振躍, 屠餘標, 茅宴 申請人:江蘇浩元動力科技有限公司