霍爾位置傳感器與電機定子分開放置的永磁無刷電機的製作方法
2024-01-22 00:36:15 1
專利名稱：霍爾位置傳感器與電機定子分開放置的永磁無刷電機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電動機技術領域。
背景技術：
無刷電機由於它用霍爾位置傳感器取代了有刷電機中的碳刷、換向 器，避免了電機內部碳刷磨損，從而大大延長了電機壽命。但目前的無刷 電機也有它致命的弱點，那就是霍爾位置傳感器放置在電機內部，甚至大 多數都直接放置在定子鐵芯上邊，或者鐵芯和線包縫隙裡邊，如附圖中圖
13、 14所示。這樣的結構雖然簡單，但隱患很大。由於定子線包工作時產 生大量熱量，熱量直接傳導到霍爾傳感器上。而霍爾傳感器作為半導體集 成電路耐溫特性有一定極限(-55 15(TC)，電機工作時溫度會累計上升， 長時間大負荷工作或短時間嚴重過載都會引起定子鐵芯整體或局部溫度異 常升高，超過傳感器的耐受溫度造成損壞。無刷電機的故障絕大部分是由 這個問題引起的。目前大家推出的無霍爾傳感器電機控制系統就是為了解 決這個問題，但其技術尚不成熟。 發明內容
本實用新型的目的是提供一種霍爾位置傳感器與電機定子分開放置 的永磁無刷電機，其特點是，可防止霍爾位置傳感器過熱損壞，從而大大 降低無刷電機的返修率，提高工作效率，維修更換方便、快捷、使用壽命長。 可在各種電機上使用。
本實用新型的主要技術方案是 一種霍爾位置傳感器與電機定子分開放 置的永磁無刷電機，包括電機永磁轉子、電機定子、電機軸、電機外殼、 霍爾位置傳感器及控制器，其特徵在於設有與電機定子分開放置的霍爾位 置傳感器換相傳感裝置，該霍爾位置傳感器換相傳感裝置設有 一個永磁 式換相轉子和與之匹配的換相霍爾位置傳感器支架，該永磁式換相轉子和 電機永磁轉子相連並同步，霍爾位置傳感器支架和電機定子固定式連接， 霍爾位置傳感器固定在霍爾位置傳感器支架上與永磁式換相轉子相對應的 相位位置處。所述的永磁式換相轉子和電機永磁轉子的N、 S極一一對應為佳。也可
錯開一個角度對應。
所述霍爾位置傳感器通過印製線路板連接並固定在霍爾位置傳感器支 架上為佳，印製線路板和控制器相連，也可為線連接結構等。
所述的永磁式換相轉子和電機永磁轉子均為內轉子為佳，該永磁式換 相轉子和電機永磁轉子通過電機軸相連。所述的永磁式換相轉子和電機永 磁轉子也可均為外轉子式結構。
所述的永磁式換相(內)轉子具有瓦形磁鋼排列式結構為佳，可以由磁 鋼和軛鐵粘接而成，也可以做成整體粘接磁鋼，多級充磁而成，霍爾位置傳 感器支架為外圓式。
所述永磁式換相(內)轉子也可具有扇形磁鋼排列式結構，可以由磁鋼 和軛鐵粘接而成，也可以做成整體粘接磁鋼，多級充磁而成，霍爾位置傳感 器支架為側面式。永磁式換相(內)轉子也為其他的磁鋼排列式結構。
所述的電機永磁(內)轉子上設有隔開並便於固定瓦形磁鋼排列式的V 型凸起為佳，以便於定位和安裝。
所述的永磁式換相轉子設在伸出電機外殼的電機軸上為佳，與其對應 的霍爾位置傳感器支架與固定有電機定子的電機外殼相連。
所述的霍爾位置傳感器支架固定在與電機外殼相連的軸端蓋上為佳。
所述的電機外殼與霍爾位置傳感器支架之間設有隔熱材料墊為佳，以 更好地隔熱，進一步保護霍爾傳感。
所述的永磁式換相轉子也可固定在電機外殼內的電機外殼和電機轉子 動力磁鋼之間的部分的電機軸上，與其對應的霍爾位置傳感器支架與固定 有定子的電機外殼內壁相連，霍爾位置傳感器支架為外圓式或環側面式。
所述的永磁式換相轉子也可固定在電機軸帶輸出輪的一端(或部分)， 也可固定在電機軸的另一端(或部分)。
本實用新型的特點是，克服了現有技術之不足，可有效防止霍爾位置傳
感器過熱損壞，從而大大降低無刷電機的返修率，提高工作效率，維修更換
方便、靈活、快捷、成本低、使用壽命長。從而很好地解決了霍爾位置傳感
器過熱損壞這一長期以來人們渴望解決而又一直未能解決的難題。本實用新
型可在各種電機上使用。
以下結合實施例及附圖對本實用新型作詳述，但不作為對本實用新型的限定。
圖1是實施例1外置霍爾瓦形永磁換相轉子無刷電機結構示意圖。
圖2是圖1中的A-A剖視圖。
圖3是圖1中件號10的結構示意圖。
圖4是圖1中件號9的結構示意圖。
圖5是實施例2外置霍爾扇形永磁換相轉子無刷電機結構示意圖。 圖6圖5的B-B剖視圖。 圖7圖5的C-C剖視圖。
圖8是實施例3內置霍爾瓦形永磁換相轉子無刷電機的結構示意圖。 圖9是圖8的D-D剖視圖。
圖10是實施例4內置霍爾扇形永磁換相轉子無刷電機的結構示意圖。
圖ll是圖IO的E-E剖視圖。 圖12是圖IO的F-F剖視圖。
圖13是實施例5外轉子內置霍爾永磁換相轉子無刷電機結構示意圖。 圖14圖13的G-G剖視圖。
圖15和圖16分別是現有技術霍爾位置傳感器外定子兩種裝配方式結 構示意圖。
圖1 圖16中，l一永磁式換相轉子(內轉子)，2—(永磁式換相轉 子)瓦形磁鋼，3—霍爾位置傳感器支架，4—隔熱材料墊，5—電機外殼，6 —電機定子(外定子)，61—電機定子鐵芯，62—電機定子線包，7—軸承， 8—齒輪或皮帶輪，9—電機永磁轉子(內轉子)，91—電機軸，92—電機永 磁轉子(內轉子)動力磁鋼，93—V型凸起，IO—印製線路板，ll一軸端蓋， 12—霍爾位置傳感器，14一 (永磁式換相轉子)扇形磁鋼，16—霍爾位置傳 感器支架，18—電機外殼，19一電機永磁轉子(外轉子)，191—電機永磁 轉子(外轉子)動力磁鋼，20—電機定子(內定子)，201—電機軸，202 一電機定子(內定子)鐵芯，203—電機定子(內定子)線包，22—永磁式 換相轉子(外轉子)。
具體實施方式
參見圖1 圖4，該霍爾位置傳感器與電機定子分開放置的永磁無刷電 機，包括電機永磁轉子9、電機定子6、電機軸91、電機外殼5、霍爾位置 傳感器12及控制器(圖中未示)，並設有與電機定子6分開放置的霍爾位置傳感器換相傳感裝置，該裝置設有 一個永磁式換相轉子1和與之匹配 的換相霍爾位置傳感器支架3，該永磁式換相轉子1和電機永磁轉子9相連
並同步，霍爾位置傳感器支架3和電機定子6固定式連接，霍爾位置傳感器 12固定在霍爾位置傳感器支架3上與永磁式換相轉子1相對應的相位位置 處。永磁式換相轉子1和電機永磁轉子9的N、 S極一一對應(定子線包繞 線要嚴格按照霍爾定位位置來做，不得錯槽)；霍爾位置傳感器12通過印 制線路板10連接並固定在霍爾位置傳感器支架3上，印製線路板10和控制 器相連。永磁式換相轉子1和電機永磁轉子9均為內轉子，該永磁式換相轉 子1和電機永磁轉子9通過電機軸91相連；永磁式換相轉子1具有瓦形磁 鋼2排列式結構(如瓦形磁鋼可軸向粘貼)，霍爾位置傳感器支架3為外圓 式；永磁動力轉子9上設有隔開並便於固定瓦形磁鋼92排列式的V型凸起 93(如把動力轉子磁鋼軛鐵做成帶燕尾槽的形狀，如圖示，這樣動力轉子磁 鋼用膠粘緊的同時還有燕尾鐵軛緊固，不會出現掉磁鋼的問題)；永磁式換 相轉子1設在伸出電機外殼5的電機軸91上，與其對應的霍爾位置傳感器 支架3與固定有電機定子6的電機外殼5相連，霍爾位置傳感器支架3固定 在與電機外殼相連的軸端蓋11上(即將磁感應霍爾位置換向系統對應移置 到電機軸端蓋上)，電機外殼5與霍爾位置傳感器支架3之間設有隔熱材料 墊4。
參見圖5 圖7，永磁式換相轉子1和電機永磁轉子9均為內轉子，永 磁式換相轉子1具有扇形磁鋼14排列式結構(如瓦形磁鋼可扇形可徑向粘 貼)，霍爾位置傳感器支架3為側面式；霍爾位置傳感器12通過印製線路 板10連接並固定在霍爾位置傳感器支架3上，印製線路板10和控制器相 連。永磁式換相轉子1設在伸出電機外殼5的電機軸91上，與其對應的霍 爾位置傳感器支架3與固定有電機定子6的電機外殼5相連；霍爾位置傳感 器支架3固定在與電機外殼相連的軸端蓋11上，電機外殼5與霍爾位置傳 感器支架3之間設有隔熱材料墊4。
參見圖8 圖9，永磁式換相轉子1和電機永磁轉子9均為內轉子，永 磁式換相轉子1固定在電機外殼5內的電機外殼5和電機轉子動力磁鋼92 之間的部分的電機軸91上，與其對應的霍爾位置傳感器支架3與固定有定 子6的電機外殼5內壁相連，永磁式換相轉子1具有瓦形磁鋼2排列式結 構，霍爾位置傳感器支架3為外圓式，霍爾位置傳感器12通過印製線路板 10連接並固定在霍爾位置傳感器支架3上，印製線路板10和控制器相連。
參見圖10 圖12，永磁式換相轉子1和電機永磁轉子9均為內轉子，永磁式換相轉子1固定在電機外殼5內的電機外殼5和電機轉子動力磁鋼 92之間的部分的電機軸91上，與其對應的霍爾位置傳感器支架3與固定有 定子6的電機外殼5內壁相連，永磁式換相轉子1具有扇形磁鋼14排列式 結構，霍爾位置傳感器支架3為側面式，霍爾位置傳感器12通過印製線路 板10連接並固定在霍爾位置傳感器支架3上，印製線路板10和控制器相 連。
參見圖13 圖14，永磁式換相轉子22和電機永磁轉子19均為外轉子 式結構，該永磁式換相轉子22和電機永磁轉子19相連並同步；霍爾位置傳 感器12裝在霍爾位置傳感器支架16上，霍爾位置傳感器支架16和電機定 子(內定子)20固定式連接。
經試驗，效果很好。
權利要求1、一種霍爾位置傳感器與電機定子分開放置的永磁無刷電機，包括電機永磁轉子(9、19)、電機定子(6、20)、電機軸(91、201)、電機外殼(5、18)、霍爾位置傳感器(12)及控制器，其特徵在於設有與電機定子(6、20)分開放置的霍爾位置傳感器換相傳感裝置，該霍爾位置傳感器換相傳感裝置設有一個永磁式換相轉子(1、22)和與之匹配的換相霍爾位置傳感器支架(3、16)，該永磁式換相轉子(1、22)和電機永磁轉子(9、19)相連並同步，霍爾位置傳感器支架(3、16)和電機定子(6、20)固定式連接，霍爾位置傳感器(12)固定在霍爾位置傳感器支架(3、16)上與永磁式換相轉子(1、22)相對應的相位位置處。
2、 根據權利要求1所述的霍爾位置傳感器與電機定子分開放置的永 磁無刷電機，其特徵在於所述的永磁式換相轉子(1、 22)和電機永磁轉 子(9、 19)的N、 S極——對應。
3、 根據權利要求1所述的霍爾位置傳感器與電機定子分開放置的永 磁無刷電機，其特徵在於所述霍爾位置傳感器(12)通過印製線路板(10) 連接並固定在霍爾位置傳感器支架(3)上，印製線路板(10)和控制器 相連。
4、 根據權利要求1所述的霍爾位置傳感器與電機定子分開放置的永 磁無刷電機，其特徵在於所述的永磁式換相轉子(1)和電機永磁轉子(9) 均為內轉子，該永磁式換相轉子(1)和電機永磁轉子(9)通過電機軸(91) 相連。
5、 根據權利要求4所述的霍爾位置傳感器與電機定子分開放置的永 磁無刷電機，其特徵在於所述的永磁式換相轉子(1)具有瓦形磁鋼(2) 排列式結構，霍爾位置傳感器支架(3)為外圓式。
6、 根據權利要求4所述的霍爾位置傳感器與電機定子分開放置的永 磁無刷電機，其特徵在於所述的永磁式換相力轉子(1 )具有扇形磁鋼(14) 排列式結構，霍爾位置傳感器支架(3)為側面式。
7、 根據權利要求4所述的霍爾位置傳感器與電機定子分開放置的永 磁無刷電機，其特徵在於所述的電機永磁轉子(9)上設有隔開並便於固 定瓦形磁鋼(92)排列式的V型凸起(93)。
8、 根據權利要求4、 5、 6或7所述的霍爾位置傳感器與電機定子分 開放置的永磁無刷電機，其特徵在於所述的永磁式換相轉子(1)設在伸出電機外殼(5)的電機軸(91)上，與其對應的霍爾位置傳感器支架(3) 與固定有電機定子(6)的電機外殼(5)相連。根據權利要求6所述的霍爾位置傳感器與電機定子分開放置的永磁 無刷電機，其特徵在於所述的霍爾位置傳感器支架(3)固定在與電機外 殼相連的軸端蓋(11)上。
9、 根據權利要求8所述的霍爾位置傳感器與電機定子分開放置的永 磁無刷電機，其特徵在於所述的電機外殼(5、 18)與霍爾位置傳感器支 架(3)之間設有隔熱材料墊(4)。
10、 根據權利要求4、 5、 6或7所述的霍爾位置傳感器與電機定子分 開放置的永磁無刷電機，其特徵在於所述的永磁式換相轉子(1)固定在 電機外殼(5)內的電機外殼(5)和電機轉子動力磁鋼(92)之間的部分 的電機軸(91)上，與其對應的霍爾位置傳感器支架(3)與固定有定子(6)的電機外殼(5)內壁相連，霍爾位置傳感器支架(3)為外圓式或 環側面式。
專利摘要本實用新型是一種霍爾位置傳感器與電機定子分開放置的永磁無刷電機，涉及電動機技術領域。其特徵在於設有與電機定子分開放置的霍爾位置傳感器換相傳感裝置，其結構為有一個永磁式換相轉子和與之匹配的換相霍爾位置傳感器支架，該永磁式換相轉子和電機永磁轉子相連並同步；霍爾位置傳感器支架和電機定子固定式相連，霍爾位置傳感器固定在霍爾位置傳感器支架上與永磁式換相轉子相對的相位位置處。本實用新型的特點是，可有效防止霍爾位置傳感器過熱損壞，從而大大降低無刷電機的返修率，提高工作效率，維修更換方便、靈活、快捷、成本低、使用壽命長。可在各種電機上使用。
文檔編號H02K11/00GK201238252SQ200820077618
公開日2009年5月13日 申請日期2008年6月23日 優先權日2008年6月23日
發明者劉衛東, 劉繼武 申請人:劉衛東