CN101091302A - 分解器固定结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分解器固定结构，其不会引起设置分解器定子处的扭曲。布置在构成旋转电机的定子(302)的线圈端部(301)之间的分解器固定结构包括具有孔(310)的作为基体构件的环部(305)，和压配合到孔(310)中的分解器定子(41)。分解器定子(41)具有外周部分，该外周部分设置有与孔(310)进行接触的屏蔽构件。

Description

分解器固定结构
技术领域
本发明涉及分解器固定结构，更具体而言，涉及对旋转电机的旋转进行检测的分解器固定结构。
背景技术
例如，日本专利早期公开No.9-065617(文献1)和日本实用新型早期公开No.1-171563(文献2)中公开了常规分解器。
文献1公开了设置有屏蔽构件以覆盖分解器线圈的、装备有分解器的电机。
文献2公开了一种结构，其中，布置在线圈端部之间的分解器的外周覆盖有磁屏蔽板。
在分解器通过压配合固定的情况下，在将分解器自身直接压配合时，在分解器的定子芯处发生扭曲，以从而引起分解器的检测精度减小。
发明内容
本发明针对解决上述问题，并提供了能够防止扭曲的分解器固定结构。
根据本发明的分解器固定结构布置在构成旋转电机的定子的线圈端部之间，并包括具有孔的基体和压配合到孔中的分解器。与孔进行接触的屏蔽构件设置在分解器的外周部分处。
在如上所述构造的分解器固定结构中，因为分解器被压配合到孔中，屏蔽构件插入其间，所以可以减少由于压配合引起的分解器定子芯的扭曲。因此，可以提供具有高检测精度的分解器。
优选地，分解器包括分解器定子，还包括设置在分解器定子中的至少三个线圈。
优选地，分解器定子包括定子芯齿部分和用于固定定子芯齿部分的定子芯背轭部分。
优选地，屏蔽构件通过粘接剂或通过焊接附装到定子芯背轭部分。
优选地，分解器定子用螺栓附装到电机封盖。
优选地，屏蔽构件由磁性材料形成。
根据本发明，可以提供具有高检测精度的分解器。
附图说明
图1是电机驱动设备的框图，该设备中使用了根据本发明的分解器。
图2是分解器的示意图。
图3是根据本发明第一实施例的分解器定子的立体图。
图4是结合在旋转电机中的分解器的剖视图。
图5是根据本发明第二实施例的分解器定子的立体图。
具体实施方式
下文将参考附图说明本发明的实施例，其中以下实施例中相同或相应的部件由相同标号表示，并将不再重复其说明。
(第一实施例)
图1是一种电机驱动设备的框图，该设备中使用了根据本发明的分解器。参考图1，根据本发明第一实施例的电机驱动设备100包括直流(DC)电源B、逆变器10和20、电容器30、分解器40和50、电流传感器60和70、以及控制设备80。
逆变器10包括U相臂11、V相臂12和W相臂13。U相臂11、V相臂12和W相臂13并联连接在节点N1和节点N2之间。
U相臂11包括串联连接的NPN晶体管Q3和Q4，V相臂12包括串联连接的NPN晶体管Q5和Q6，而W相臂13包括串联连接的NPN晶体管Q7和Q8。此外，二极管D3-D8分别连接在各个NPN晶体管Q3-Q8的集电极和发射极之间，以将来自发射极侧的电流供应到集电极侧。
逆变器20包括U相臂21、V相臂22和W相臂23。U相臂21、V相臂22和W相臂23并联连接在节点N1和节点N2之间。U相臂21包括串联连接的NPN晶体管Q9和Q10，V相臂22包括串联连接的NPN晶体管Q11和Q12，而W相臂23包括串联连接的NPN晶体管Q13和Q14。此外，二极管D9-D11分别连接在各个NPN晶体管Q9-Q14的集电极和发射极之间，以将来自发射极侧的电流供应到集电极侧。
逆变器10的各相臂的中间点连接到交流(AC)电机M1各相线圈的各相端部。逆变器20各相臂的中间点连接到AC电机M2各相线圈的各相端部。就是说，AC电机M1和M2是三相永磁体电机，其中U、V和W相的三个线圈各自具有共同连接到中性点的一个端部。AC电机M1的U相线圈的另一个端部连接到NPN晶体管Q3和Q4之间的中间点，V相线圈的另一个端部连接到NPN晶体管Q5和Q6之间的中间点，而W相线圈的另一个端部连接到NPN晶体管Q7和Q8之间的中间点。此外，AC电机M2的U相线圈的另一个端部连接到NPN晶体管Q9和Q10之间的中间点，V相线圈的另一个端部连接到NPN晶体管Q11和Q12之间的中间点，而W相线圈的另一个端部连接到NPN晶体管Q13和Q14之间的中间点。
电容器30与逆变器10和20并联连接在节点N1和节点N2之间。
DC电源B包括二次电池，例如镍氢电池或锂离子电池。基于来自控制设备80的驱动信号DRV1，逆变器10将来自电容器30的DC电压转换为AC电压以驱动AC电机M1。基于来自控制设备80的驱动信号DRV2，逆变器20将来自电容器30的DC电压转换为AC电压以驱动AC电机M2。
电容器30使来自DC电源B的DC电压平滑，并将平滑的DC电压供应到逆变器10和20。附装到AC电机M1转轴的分解器40检测AC电机M1的转子的转角θbn1以将其输出到控制设备80。附装到AC电机M2转轴的分解器50检测AC电机M2的转子的转角θbn2以将其输出到控制设备80。
电流传感器60检测流经AC电机M1的电机电流MCRT1，并将检测的电机电流MCRT1输出到控制设备80。电流传感器70检测流经AC电机M2的电机电流MCRT2，并将检测的电机电流MCRT2输出到控制设备80。
注意，虽然电流传感器60和70各自的数量在图1中是三个，但是它们可以是至少两个。
控制设备80使用经修正的转角θn1和来自外部ECU(电子控制单元)的转矩命令值TR1以产生驱动信号DRV1来驱动逆变器10的NPN晶体管Q3-Q8，并将产生的驱动信号DRV1输出到NPN晶体管Q3-Q8。
控制设备80还使用经修正的转角θn2和来自外部ECU的转矩命令值TR2以产生驱动信号DRV2来驱动逆变器20的NPN晶体管Q9-Q14，并将产生的驱动信号DRV2输出到NPN晶体管Q9-Q14。
图2是分解器的示意图。参考图2，分解器40是旋转传感器，并用于以高精度检测磁体位置来提供电机和发电机的高效控制。分解器40包括分解器定子41、设置在分解器定子41的中心处的转轴43、和椭圆形状并绕转轴43的外周附装的分解器转子42。分解器定子41设置有至少三个线圈44A、44B和44C。
在双极分解器40的情况下，分解器转子42具有椭圆形状。但是，在分解器40具有两个或更多极的情况下，分解器转子42的形状不限于椭圆。
激励AC电流被供应到线圈44A，基于此的输出在线圈44B和44C中被检测。
两个输出线圈44B和44C有90°的电相移。因为分解器转子42具有椭圆形状，所以分解器转子42的旋转引起分解器定子41和分解器转子42之间的距离改变。
当AC电流供应到线圈44A时，在线圈44B和44C中产生根据分解器转子42位置的输出。基于这些输出之间的差，可以检测绝对位置。还通过由CPU(中央处理单元)计算在固定时间段内的位置的改变量，将分解器用作旋转传感器。
图3是根据本发明第一实施例的分解器定子的立体图。参考图3，分解器定子41包括定子芯的齿部分243、用于固定定子芯齿部分243的背轭部分241、和绕定子芯背轭部分241外周边设置的屏蔽构件242。
定子芯齿部分243由磁性材料(铁合金)制成，并由多个突起形成。如图2所示的线圈44A至44C绕定子芯齿部分243缠绕。定子芯齿部分243的突起同心地以彼此一定距离布置。
在定子芯齿部分243的外周上设置背轭部分241，其用作分解器定子41的框架。定子芯齿部分243固定在定子芯背轭部分241的内周侧。定子芯齿部分243和定子芯背轭部分241可以由相同材料或不同材料制成。定子芯背轭部分241是分解器定子41的框架，并设置有多个孔244，每个孔的形状是在周向上延伸的长孔。屏蔽构件242固定在定子芯的背轭部分241的外周侧上。用作屏蔽环的屏蔽构件242通过粘接剂或通过焊接而附装到定子芯背轭部分241。
屏蔽构件242由磁性材料(电磁性钢片)制成。因为由电机的线圈端部产生的磁场引起磁通量集中在屏蔽构件242上，所以磁场对作为主体的定子芯齿部分243具有更少的影响。结果，分解器40产生高精度的角信号，允许转矩减少并抑制电机控制下的车辆震动。
图4是结合在旋转电机中的分解器的剖视图。参考图4，结合了由分解器定子41和分解器转子42形成的分解器40的旋转电机(AC电机M1)包括支撑转轴43的一个端部并容纳旋转电机主单元的电机壳体306，和附装到电机壳体306并支撑转轴43的另一个端部的电机封盖304。分解器结合在旋转电机的线圈端部301之间，分解器转子402附装到转轴43，而分解器定子41通过螺栓3a等附装到电机封盖304。
电机封盖304包括环部305，环部305为凸缘形状并在其中设置有孔310。屏蔽构件242压配合到孔310中，孔310可以有锥度。因为屏蔽构件242和定子芯背轭部分241压配合到孔310中，所以分解器定子41受到从孔310和环部305向中心方向的压力。绕旋转电机的定子302缠绕的线圈具有作为线圈端部301的端部。分解器电子41布置在相对的线圈端部301之间。线圈44绕分解器定子41缠绕。分解器定子41面对分解器转子42。
根据本发明的分解器固定结构，即布置在构成旋转电机的定子302的线圈端部301之间的分解器40的固定结构，包括具有孔310的作为基体的环部305，和压配合到孔310中的分解器40。与孔310接触的屏蔽构件242设置在构成分解器40的分解器定子41的外周部分处。
就是说，根据布置在定子302的线圈端部301之间的分解器固定结构，分解器定子41通过压配合在作为配合要素的电机封盖304上而被固定，屏蔽构件242插入分解器定子41的外周部分上。在此情况下，这种经由屏蔽构件242的压配合可以使由压配合引起的分解器定子41的扭曲减少。
(第二实施例)
图5是根据本发明第二实施例的分解器定子的立体图。参考图5，根据本发明第二实施例的分解器定子41与根据第一实施例的分解器定子41的不同之处在于没有设置用于使螺栓插入通过的孔。因为常规上是通过称为分解器封盖的铁片来固定分解器的，穿过分解器封盖插入螺母，所以不得不在定子部分设置长孔，用于经其插入螺栓以及调节电零点位置。这引起分解器的尺寸不必要地增大。就是说，外径与长孔相应地增大。
在采用了设置有屏蔽构件242的结构的第二实施例中，屏蔽构件242被压配合以固定分解器，从而不需要插入螺栓所经过的孔。此外，调节柄248附装到屏蔽构件242，从而可以去除定子中的长孔部分。因此，分解器定子41可以在尺寸上减小，从而提供能够减小电机和发电机的尺寸减小或减小成本的优点。
虽然如上已经说明了本发明的实施例，但是此处说明的实施例可以进行各种修改。
应用本发明的分解器还可以应用于电机和发电机，和电动机/发电机。此电动机/发电机可以用在电动车辆和混合动力车辆中。此外，本发明不仅可以应用于结合在车辆中的电动机/发电机，而且可以应用于并非结合在车辆中的电动机/发电机，例如并非包括在车辆中的发电机或驱动机器。
在本实施例中，虽然分解器定子41被压配合到电机封盖204侧，但是本实施例不限于此，而分解器定子41可以被压配合到电机壳体306侧。电机壳体306和电机封盖304不仅可以由诸如铝之类的金属形成，而且还可以由诸如树脂、有机物和无机物之类的非金属形成。
应该理解，此处公开的实施例是在每个方面都是解释性的而非限制性的。本发明的范围由权利要求的条款界定而非由以上说明界定，并且意图包括与权利要求的条款等同的范围和含义内的任何修改。
工业应用性
根据本发明，分解器固定结构可以用于旋转电机的分解器领域。

Claims (6)

1.一种分解器固定结构，其布置在构成旋转电机的定子的线圈端部(301)之间，所述分解器固定结构包括：
具有孔(310)的基体(305)；和
压配合到所述孔(310)中的分解器(40)，其中
与所述孔(310)进行接触的屏蔽构件(242)设置在所述分解器(40)的外周部分处。
2.根据权利要求1所述的分解器固定结构，其中
所述分解器(40)包括分解器定子(41)，并还包括设置在所述分解器定子(41)中的至少三个线圈(44A、44B、44C)。
3.根据权利要求2所述的分解器固定结构，其中
所述分解器定子(41)包括定子芯齿部分(243)和用于固定所述定子芯齿部分(243)的定子芯背轭部分(241)。
4.根据权利要求3所述的分解器固定结构，其中
所述屏蔽构件(242)通过粘接剂或通过焊接附装到所述定子芯背轭部分(241)。
5.根据权利要求2所述的分解器固定结构，其中
所述分解器定子(41)用螺栓(3a)附装到电机封盖(304)。
6.根据权利要求1所述的分解器固定结构，其中
所述屏蔽构件(242)由磁性材料形成。
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