CN103944343A - 一种基于霍尔元件的永磁无刷直流电机 - Google Patents

Abstract

一种基于霍尔元件的永磁无刷直流电机，结构为霍尔放置环上面开设有一个以上的霍尔放置槽，每个霍尔放置槽内固定安装有一个霍尔元件，霍尔放置环固定安装在电机轴上，同时定子轭固定安装在电机轴上，霍尔放置环与定子轭同轴设置，定子轭上固定设置有定子线圈，转子轭套装在定子轭外侧，转子轭上固定设置有一个以上的转子永磁体，霍尔放置环与转子轭之间放置多极磁环，磁环上N/S极沿圆周均匀分布，且其极数与转子永磁体相等，磁环的极性和与之相对应的转子极性相同，具有相同的磁场位置，磁环固定在电机端盖上，电机端盖与转子轭固定在一起。本发明结构简单、安装合理，整机工作性能更好；假转子采用铁氧体材料，成本低。

Description

一种基于霍尔元件的永磁无刷直流电机

技术领域

    本发明公开一种直流电机，特别是一种基于霍尔元件的永磁无刷直流电机。 

背景技术

    永磁无刷直流电动机是随着电子技术发展而产生的机电一体化电机，是现代电子技术、控制理论和电机技术的产物。无刷直流电机采用霍尔元件等作为位置传感器，代替有刷直流电机的换向器和电刷部分，以电子换向确定机械换向，克服了机械换向时产生的接触火花和磨损，而且其具有电磁干扰小、电机运行稳定、寿命长、工作可靠性高等诸多优点。目前的永磁无刷直流电动机中采用永磁材料作转子，无励磁损耗，且运行效率高。 

    现在的永磁无刷直流电动机系统中，位置传感器起着测定转子磁极位置的作用，把转子磁极的位置信号按一定规则转换成电信号，然后控制定子绕组进行换相。常规的位置传感器种类较多，永磁无刷直流电机用到的通常为霍尔传感器，属于一种磁敏式位置传感器。 

常规的永磁无刷直流电动机的结构设计存在一定缺陷，当电机在较大负载的起动或运行时，电枢的电流较大，反应磁场对永磁磁场的影响较大，电枢反应会导致气隙磁场物理中性线偏移严重，使安装在电机定子表面的霍尔元件感应的换相信号发生了变化，导致电机绕组的导通顺序发生变化，同时端电压以及相电流都会出现很多毛刺，这样就会造成大大减小了电机的输出转矩，导致电机的震动和发热明显，甚至电机无法正常运行。 

发明内容

针对上述提到的现有技术中的永磁无刷直流电动机在大负载运行时存在的缺点，本发明提供一种新的基于霍尔元件的永磁无刷直流电机，其在霍尔放置环与转子轭之间放置多极磁环作为假转子，假转子极性与电机转子相同，位置传感器检测多极磁环的极性来控制电机的换向，从而解决上述问题。 

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种基于霍尔元件的永磁无刷直流电机，包括有定子轭、霍尔放置环、霍尔元件、电机轴、转子轭、转子永磁体和磁环，霍尔放置环上面开设有一个以上的霍尔放置槽，每个霍尔放置槽内固定安装有一个霍尔元件，霍尔放置环固定安装在电机轴上，同时定子轭固定安装在电机轴上，霍尔放置环与定子轭同轴设置，定子轭上固定设置有定子线圈，转子轭套装在定子轭外侧，转子轭上固定设置有一个以上的转子永磁体，霍尔放置环与转子轭之间放置多极磁环，磁环上N/S极沿圆周均匀分布，且其极数与转子永磁体相等，磁环的极性和与之相对应的转子极性相同，具有相同的磁场位置，磁环固定在电机端盖上，电机端盖与转子轭固定在一起。 

本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括： 

所述的霍尔放置环上设有三个霍尔放置槽，三个霍尔放置槽呈圆周均匀分布。

所述的三个霍尔放置槽与定子轭同心设置。 

所述的霍尔元件型号相同。 

所述的磁环通过铜环固定在电机端盖上。 

本发明的有益效果是：本发明结构简单、安装合理，整机工作性能更好；假转子采用铁氧体材料，成本低。 

下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。 

附图说明

图1为本发明的结构示意图。 

图2为本发明中间位置的局部放大结构示意图。 

图3为本发明局部切面结构示意图。 

图中，1-定子轭，2-放置环，3-霍尔元件，4-电机轴，5-转子轭，6-磁环，7-转子永磁体，8-铜环，9-端盖。 

具体实施方式

本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。 

请参看附图1至附图3，本发明主要为一种基于霍尔元件的永磁无刷直流电机，其改进部分主要包括有定子轭1、霍尔放置环2、霍尔元件3、电机轴4、转子轭5、转子永磁体7和磁环6，本实施例中，霍尔放置环2呈圆环形，上面开设有霍尔放置槽，每个霍尔放置槽内固定安装有一个霍尔元件3，本实施例中，在霍尔放置环2上设有三个霍尔放置槽，三个霍尔放置槽按一定角度分布（本实施例中，三个霍尔放置槽相对于转子中心轴之间的夹角呈120°），本实施例中，三个霍尔放置槽与定子轭同心设置，且三个霍尔元件3型号必须一致。本实施例中，霍尔放置环2固定安装在电机轴4上，同时定子轭1也固定安装在电机轴4上，霍尔放置环2与定子轭1同轴设置。定子轭1上固定设置有定子线圈。 

本实施例中，在定子轭1外侧套装有转子轭5，转子轭5上固定设置有一个以上的转子永磁体7，且永磁体7按N-S极性交替分布，转子永磁体7的个数只要符合永磁无刷直流电机的规范即可。本实施例中，在霍尔放置环2与转子轭5之间放置多极磁环6（本发明中将其定义为假转子），磁环6上N/S极沿圆周均匀分布，且其极数与转子永磁体7相等，本实施例中，磁环6通过铜环8固定在电机端盖9上，磁环6的极性和与之相对应的转子极性相同，即磁环N（S）极对应转子N(S)极，同时具有相同的磁场位置。本实施例中，电机端盖9与转子轭5固定在一起，即可保持在电机运行过程中，磁环6与转子永磁体7不能发生相对错位或移动。本实施例中，磁环6采用铁氧体，可降低电机成本。 

本发明中的霍尔放置槽位置远离电机定子和气隙磁场，可以避免因电枢反应大导致霍尔元件位置检测处的磁场严重畸变，造成位置检测误差。假转子多极磁环的极弧系数与永磁体转子相同，确保霍尔元件检测的位置信号与电机实际转子相同，以获得正确的换相信号。 

本发明结构简单、安装合理，整机工作性能更好；假转子采用铁氧体材料，成本低。 

Claims (5)

1.一种基于霍尔元件的永磁无刷直流电机，其特征是：所述的电机包括有定子轭、霍尔放置环、霍尔元件、电机轴、转子轭、转子永磁体和磁环，霍尔放置环上面开设有一个以上的霍尔放置槽，每个霍尔放置槽内固定安装有一个霍尔元件，霍尔放置环固定安装在电机轴上，同时定子轭固定安装在电机轴上，霍尔放置环与定子轭同轴设置，定子轭上固定设置有定子线圈，转子轭套装在定子轭外侧，转子轭上固定设置有一个以上的转子永磁体，霍尔放置环与转子轭之间放置多极磁环，磁环上N/S极沿圆周均匀分布，且其极数与转子永磁体相等，磁环的极性和与之相对应的转子极性相同，具有相同的磁场位置，磁环固定在电机端盖上，电机端盖与转子轭固定在一起。

2.根据权利要求1所述的基于霍尔元件的永磁无刷直流电机，其特征是：所述的霍尔放置环上设有三个霍尔放置槽，三个霍尔放置槽呈圆周均匀分布。

3.根据权利要求2所述的基于霍尔元件的永磁无刷直流电机，其特征是：所述的三个霍尔放置槽与定子轭同心设置。

4.根据权利要求2所述的基于霍尔元件的永磁无刷直流电机，其特征是：所述的霍尔元件型号相同。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的基于霍尔元件的永磁无刷直流电机，其特征是：所述的磁环通过铜环固定在电机端盖上。