專利名稱：霍爾位置傳感器與控制器一體化的永磁無(wú)刷直流電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是霍爾位置傳感器與控制器一體化的永磁無(wú)刷直流電機(jī)，是對(duì)傳統(tǒng)的永磁無(wú)刷直流電機(jī)的改進(jìn)，屬于永磁電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
永磁無(wú)刷直流電機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有換向火花，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便，無(wú)勵(lì)磁損耗等眾多優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)和民用領(lǐng)域獲得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在傳統(tǒng)的有位置傳感器永磁無(wú)刷直流電機(jī)中，霍爾位置傳感器嵌放在電機(jī)定子鐵心上，通過(guò)導(dǎo)線引出，用以向逆變橋提供換向信號(hào)。這樣的結(jié)構(gòu)雖然比較簡(jiǎn)單，但也存在著很多的問(wèn)題?；魻杺鞲衅鳛榘雽?dǎo)體集成電路器件，對(duì)于工作溫度具有嚴(yán)格的限制，而電機(jī)在工作時(shí)，定子上會(huì)產(chǎn)生大量的熱量， 其將直接傳導(dǎo)到霍爾傳感器上，超過(guò)耐溫極限將損壞傳感器；另一方面，霍爾位置傳感器與控制器的信號(hào)連接線較細(xì)，很容易折斷。這些問(wèn)題的出現(xiàn)，將損壞甚至燒毀永磁無(wú)刷直流電機(jī)控制器，使無(wú)刷直流電機(jī)系統(tǒng)無(wú)法正常工作。這些故障的出現(xiàn)，大大降低了無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性，增加了系統(tǒng)維護(hù)成本。目前，有人提出采用換向轉(zhuǎn)子而將霍爾位置傳感器放在電機(jī)定子外部的方法來(lái)解決以上問(wèn)題，但這無(wú)疑增加了電機(jī)的體積和成本。而目前提出的各種無(wú)刷直流電機(jī)的無(wú)位置傳感器控制方法和技術(shù)還不夠完善，還遠(yuǎn)不能取代霍爾位置傳感器控制系統(tǒng)在永磁無(wú)刷直流電機(jī)中的應(yīng)用，而且主控制器的成本也較高。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的是提供了一種霍爾位置傳感器與電機(jī)控制器一體化的永磁無(wú)刷直流電機(jī)，其特點(diǎn)是，將霍爾位置傳感器與電機(jī)控制器制作在同一塊電路板上，改善了霍爾位置傳感器的散熱條件，可防止霍爾位置傳感器因過(guò)熱而損壞，降低了無(wú)刷直流電機(jī)系統(tǒng)的返修率，提高了電機(jī)系統(tǒng)的可靠性，延長(zhǎng)了使用壽命。技術(shù)方案本發(fā)明的霍爾位置傳感器與控制器一體化的永磁無(wú)刷直流電機(jī)的第一霍爾位置傳感器、第二霍爾位置傳感器、第三霍爾位置傳感器分別通過(guò)第一印制線路板、第二印制線路板、第三印制線路板固定在控制器的垂直位置上，控制器位于電機(jī)的軸端蓋上， 而固定在控制器上的三個(gè)霍爾位置傳感器，穿過(guò)電機(jī)軸端蓋的開(kāi)口，對(duì)應(yīng)到電機(jī)相應(yīng)的定子槽隙中。所述的霍爾位置傳感器中的三個(gè)霍爾位置傳感器分別與三塊印制線路板的一端相連接，印制線路板的另一端垂直固定在電機(jī)一體化控制器上。所述的電機(jī)一體化控制器上的三個(gè)霍爾位置傳感器為具有圓弧形的排列結(jié)構(gòu)。有益效果本發(fā)明的特點(diǎn)是，對(duì)霍爾位置傳感器的安放位置進(jìn)行了設(shè)計(jì)和優(yōu)化， 實(shí)現(xiàn)霍爾位置傳感器與電機(jī)控制器的一體化設(shè)計(jì)，不僅提高了霍爾位置傳感器的使用壽命，降低了直流無(wú)刷電機(jī)的返修率，而且也使得電機(jī)的維護(hù)更加方便、靈活。


圖1是實(shí)施外置一體化控制器的無(wú)刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是電機(jī)內(nèi)部的截面圖。圖3是圖1中電機(jī)外殼軸端蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖1中一體化控制器的平視圖。圖5是圖1中一體化控制器的俯視圖。以上的圖中有1-電機(jī)的軸端蓋，2-霍爾位置傳感器及其印制線路板，3-隔熱材料墊，4-電機(jī)一體化控制器，5-電機(jī)外殼，6-電機(jī)定子鐵芯，7-電機(jī)軸，8-軸承，9-電機(jī)永磁轉(zhuǎn)子，10-電機(jī)定子繞組，第一定子槽隙11、第二定子槽隙12、第三定子槽隙13，14-電機(jī)軸端蓋的開(kāi)口，第一霍爾位置傳感器21、第二霍爾位置傳感器22、第三霍爾位置傳感器23， 第一印制線路板31、第二印制線路板32、第三印制線路板33。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的霍爾位置傳感器與電機(jī)控制器一體化的永磁無(wú)刷直流電機(jī)，包括電機(jī)定子、電機(jī)軸端蓋、霍爾位置傳感器及控制器，其特征在于電機(jī)的三個(gè)霍爾位置傳感器通過(guò)印制線路板固定在控制器的垂直位置上，控制器與電機(jī)的軸端蓋相連接，而固定在控制器上的三個(gè)霍爾位置傳感器，穿過(guò)電機(jī)軸端蓋的開(kāi)口，對(duì)應(yīng)到電機(jī)相應(yīng)的定子槽隙中。所述電機(jī)的永磁轉(zhuǎn)子既可為內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，也可為外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。所述霍爾位置傳感器按電機(jī)定子60°電角度排列為佳，以便于定位和安裝，也可按 120°電角度排列。所述電機(jī)的電機(jī)一體化控制器固定在電機(jī)軸不帶輸出輪的一側(cè)為佳，也可在電機(jī)軸的另一側(cè)。所述電機(jī)的一體化控制器放置在電機(jī)外部為佳，控制器上的霍爾位置傳感器通過(guò)與電機(jī)外殼相連的軸端蓋上的開(kāi)口對(duì)應(yīng)到定子相應(yīng)的定子槽中。所述電機(jī)的一體化控制器也可直接放置在電機(jī)內(nèi)部，通過(guò)電機(jī)外殼的軸端蓋固定，控制器上霍爾位置傳感器直接對(duì)應(yīng)到相應(yīng)的定子槽中。所述電機(jī)的電機(jī)軸端蓋的開(kāi)口的形狀以扇形結(jié)構(gòu)為佳，也可為其他的分布式孔式結(jié)構(gòu)。所述的電機(jī)外殼軸端蓋與電機(jī)控制器之間設(shè)有隔熱材料為佳，以更好的隔熱，進(jìn)一步的保護(hù)控制器及霍爾傳感器。參見(jiàn)圖1，該霍爾位置傳感器與電機(jī)控制器一體化的永磁無(wú)刷直流電機(jī)，控制器 4直接固定在電機(jī)外殼的軸端蓋1上，在控制器與電機(jī)軸端蓋的接觸面，加裝一層隔熱材料墊3，控制器上的三個(gè)霍爾位置傳感器即第一霍爾位置傳感器21、第二霍爾位置傳感器 22、第三霍爾位置傳感器23，穿過(guò)電機(jī)軸端蓋1上的開(kāi)口 14，直接對(duì)應(yīng)到電機(jī)相應(yīng)的第一定子槽隙11、第二定子槽隙12、第三定子槽隙13中。參見(jiàn)圖4和圖5，在霍爾位置傳感器與電機(jī)控制器一體化的永磁無(wú)刷直流電機(jī)的應(yīng)用中，該一體化控制器直接通過(guò)一層隔熱材料封裝起來(lái)，包括第一霍爾位置傳感器21、第二霍爾位置傳感器22、第三霍爾位置傳感器23。
權(quán)利要求
1.一種霍爾位置傳感器與控制器一體化的永磁無(wú)刷直流電機(jī)，其特征在于電機(jī)的第一霍爾位置傳感器(21)、第二霍爾位置傳感器(22)、第三霍爾位置傳感器(23)分別通過(guò)第一印制線路板(31)、第二印制線路板(32)、第三印制線路板(33)固定在控制器(4)的垂直位置上，控制器(4)位于電機(jī)的軸端蓋(1)上，而固定在控制器(4)上的三個(gè)霍爾位置傳感器， 穿過(guò)電機(jī)軸端蓋的開(kāi)口(14)，對(duì)應(yīng)到電機(jī)相應(yīng)的第一定子槽隙(11)、第二定子槽隙(12)、 第三定子槽隙(13)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霍爾位置傳感器與電機(jī)控制器一體化的永磁無(wú)刷直流電機(jī)， 其特征在于所述的三個(gè)霍爾位置傳感器分別與三塊印制線路板的一端相連接，印制線路板的另一端垂直固定在電機(jī)一體化控制器(4)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的霍爾位置傳感器與電機(jī)控制器一體化的永磁無(wú)刷直流電機(jī)， 其特征在于所述的電機(jī)一體化控制器(4)上的三個(gè)霍爾位置傳感器為具有圓弧形的排列結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明是一種霍爾位置傳感器與控制器一體化的永磁無(wú)刷直流電機(jī)，涉及的是霍爾位置傳感器與控制器一體化的永磁無(wú)刷直流電機(jī)，是對(duì)傳統(tǒng)的永磁無(wú)刷直流電機(jī)的改進(jìn)，電機(jī)的第一霍爾位置傳感器(21)、第二霍爾位置傳感器(22)、第三霍爾位置傳感器(23)分別通過(guò)第一印制線路板(31)、第二印制線路板(32)、第三印制線路板(33)固定在控制器(4)的垂直位置上，控制器(4)位于電機(jī)的軸端蓋(1)上，而固定在控制器(4)上的三個(gè)霍爾位置傳感器，穿過(guò)電機(jī)軸端蓋的開(kāi)口(14)，對(duì)應(yīng)到電機(jī)相應(yīng)的定子槽隙中。將霍爾位置傳感器與電機(jī)控制器制作在同一塊電路板上，改善了霍爾位置傳感器的散熱條件，可防止霍爾位置傳感器因過(guò)熱而損壞。
文檔編號(hào)H02K29/08GK102163903SQ20111011184
公開(kāi)日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月3日
發(fā)明者俞希學(xué), 林明耀 申請(qǐng)人:東南大學(xué)