CN108462289B - 一种电机位置传感器刷架结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电机位置传感器刷架结构，涉及汽车电机技术领域，一种电机位置传感器刷架结构，包括架体和设置于架体上的磁编码芯片、电路板和电刷装置，架体上设置安装槽，磁编码芯片和电路板均至少有一部分设置于安装槽内，电路板上设置有连接插座，磁编码芯片设置于架体上的磁环的磁场范围内，磁编码芯片通过电路板和电刷装置电连接，架体上设置有用于安装电刷装置的电刷导槽。本发明一种电机位置传感器刷架结构的结构简单，刷架和位置传感器集成度高，且便于安装，电机运行时的磁场干扰的影响小，稳定性高，电刷工作流畅。

Description

一种电机位置传感器刷架结构

技术领域

本发明涉及汽车电机技术领域，

尤其是，本发明涉及一种电机位置传感器刷架结构。

背景技术

目前，面对日益严格的排放标准和油耗目标，新能源汽车的发展越来越成熟，尤其是具有低油耗和低污染的新能源汽车，比如混合动力汽车等，各种动力技术也在不断发展，新能源汽车对电机的要求越来越高，不同于工业上的电机要求，汽车电机要求转速高，功率密度大，体积小等特点，同时对于电机的控制要求非常高。控制电机的关键在于确定电机转子的位置信号，市场上一般的电机位置传感器采用的结构都是旋变的结构或者霍尔传感器的结构，旋变对于安装的位置精度要求高，成本高；霍尔传感器的成本低，但由于汽车发电机的最大转速能够达到20000转，霍尔传感器对于高速的信号交叉采集容易受电磁干扰影响，这些都不适合运用在汽车电机上面，所以位置传感器的选择对于电机控制的可靠性要求非常重要。

现有的传感器和电刷都是单独的连接结构，电刷与控制器的单独连接，传感器与控制器的单独连接，同时传感器结构布置上需要单独的支架，2个部件在结构连接和电气连接方面都过于分散，连接部件太多会增加不稳定性。

例如中国专利发明专利CN101592498A公开了安装在围绕旋转轴可彼此相对旋转运动的两个承载元件之间的角度位置磁性传感器，并包括确定工作区域的界限的磁性部件，在所述工作区域中形成磁力线垂直于旋转轴的磁场，还包括至少设有一个排列在磁性部件的工作区域中的传感器的感测部件，用于传递根据传感器相对于工作区域中的磁力线的角度方向的信号，其中所述磁性部件包括两块平行的磁性部分和两块垂直于所述磁性部分延伸并遮盖其末端的铁磁材料的细长极性部件。

但是上述装置仍存在以下不足：传感器需要单独的支架进行固定，安装支架的轴向空间较大，且由于装置过于分散，传感器的稳定性不够。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单，刷架和位置传感器集成度高，且便于安装，电机运行时的磁场干扰的影响小，稳定性高，电刷工作流畅的电机位置传感器刷架结构。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案得以实现的：

一种电机位置传感器刷架结构，包括架体和设置于所述架体上的磁编码芯片、电路板和电刷装置，所述架体上设置安装槽，所述磁编码芯片和电路板均至少有一部分设置于所述安装槽内，所述电路板上设置有连接插座，所述磁编码芯片设置于所述架体上的磁环的磁场范围内，所述磁编码芯片通过所述电路板和电刷装置电连接，所述架体上设置有用于安装所述电刷装置的电刷导槽。

优选地，所述磁编码芯片与磁环的间距的范围为1mm至1.5mm。

优选地，所述电路板包括第一电路板和与所述第一电路板电连接的第二电路板，所述第一电路板上设置有用于固定所述连接插座的插座焊接区，所述第二电路板上设置有用于固定所述磁编码芯片的芯片焊接区。

优选地，所述架体上设置有固定连接片、正极连接片和负极连接片，所述第一电路板上设置有固定通孔焊接区、与所述正极连接片连接的正极通孔焊接区和与所述负极连接片连接的负极通孔焊接区，所述固定通孔焊接区的数量至少为1个。

优选地，所述电刷装置包括电刷、用于限制所述电刷位置的刷簧，所述电刷端部连接有电刷引线，所述电刷引线包括与所述正极连接片连接的第一引线和与所述负极连接片连接的第二引线。

优选地，所述安装槽上设置有固定连接片触点、用于将所述正极连接片和所述正极通孔焊接区连接在一起的正极连接片触点和用于将所述负极连接片和所述负极通孔焊接区连接在一起的负极连接片触点，所述固定连接片触点的数量与所述固定通孔焊接区相同。

优选地，所述固定通孔焊接区、正极通孔焊接区和负极通孔焊接区处均设置有焊接件。

优选地，所述连接插座与控制器端口电连接。

优选地，所述电路板表面设置有隔绝防护件。

优选地，所述隔绝防护件为隔绝防护涂料层或隔绝防护板。

优选地，所述架体上设置有用于将所述架体固定至控制器上的安装孔和用于将所述架体固定至电机盖上的定位柱。

优选地，所述定位柱的数量至少为一个。

本发明一种电机位置传感器刷架结构有益效果在于：结构简单，刷架和位置传感器集成度高，且便于安装，电机运行时的磁场干扰的影响小，稳定性高，电刷工作流畅的电机位置传感器刷架结构。传感器刷架集成式的结构能够保证传感器的电气连接线和电刷的连接线都集成在一起，减少了电气连接线分散导致的信号不稳定因素。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图；

图2为本发明一个实施例的爆炸示意图；

图3为本发明一个实施例的电路板的结构示意图；

图4为本发明一个实施例的刷架的剖面示意图；

图中：1、架体，11、安装槽，111、固定连接片触点，112、正极连接片触点，113、负极连接片触点，12、电刷导槽，13、固定连接片，14、正极连接片，15、负极连接片，16、安装孔，17、定位柱，2、磁编码芯片，3、电路板，31、连接插座，32、第一电路板，321、插座焊接区，322、固定通孔焊接区，323、正极通孔焊接区，324、负极通孔焊接区，325、焊接件，33、第二电路板，331、芯片焊接区，34、隔绝防护件，4、电刷装置，41、电刷，42、刷簧，43、电刷引线，431、第一引线，432、第二引线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

实施例一：如图1至4所示，仅为本发明的其中一个实施例，为解决上述问题，本发明采用如下技术方案得以实现的：一种电机位置传感器刷架结构，包括架体1和设置于所述架体1上的磁编码芯片2、电路板3和电刷装置4，所述架体1上设置安装槽11，所述磁编码芯片2和电路板3均至少有一部分设置于所述安装槽11内，所述电路板3上设置有连接插座31，所述磁编码芯片2设置于所述架体1上的磁环的磁场范围内，所述编码器芯片2通过所述电路板3和电刷装置4电连接，所述架体1上设置有用于安装所述电刷装置4的电刷导槽12。

这里尤其需要注意的是，所述磁编码芯片2与磁环的间距的范围为1mm至1.5mm。那么磁编码芯片2作为位置传感器中的感应件，结构足够紧密，集成性高，对磁场位置的感应更加精确，稳定性更高。

所述编码器芯片2和连接插座31各自安装在所述是电路板3的两侧，通过电路板3电连接，电路板3在安装至所述安装槽11内，进行固定。

而且，所述电路板3表面设置有隔绝防护件34。且所述隔绝防护件为隔绝防护涂料层或隔绝防护板。

电路板3安装完成之后，在电路板3表面涂抹一层环氧树脂，可以有效地绝缘外界粉尘、颗粒等对所述电路板3上的元器件的影响。

在架体1组装完全之后，需要安装在发电机上，这里，所述架体1上设置有用于将所述架体1固定至控制器上的安装孔16和用于将所述架体1固定至电机盖上的定位柱17。所述定位柱17与电机的后盖定位孔对应，用于保证所述架体1的轴心与电机转子轴心重合。

这里需要注意的是，所述编码器芯片2设置在所述架体1的轴心处，定位柱17安装之后，编码器芯片2也就位于所述电机的转子轴心上，所述磁编码芯片2位于电机转子的轴端磁环的正上方。所述磁编码芯片2能够检测电机转子轴端磁环围绕所述磁编码芯片2中心旋转时的绝对角度位置。

所述编码器芯片2可以设置于所述架体1的轴心上，但是不仅仅限于只设置于所述架体1的轴心上。可以多个传感器环绕轴心，多个传感器共同协作，识别精度也不会受到影响。

编码器芯片2感应了电机转子轴端磁环围绕所述磁编码芯片2中心旋转时的绝对角度位置之后，产生电刷装置4工作指令，通过电路板3将此信号传输至电刷装置4，电刷装置4作出相应的工作。电机运行时，电刷装置反应及时，工作流畅。

那么本发明一种电机位置传感器刷架结构的结构简单，安装方便，角度位置测量的精度高，且电机运行时的磁场干扰的影响小，电刷工作流畅。磁编码芯片成本低，有效降低了安装位置传感器所需的空间和成本，适用于汽车BSG电机的集成式结构。

实施例二：如图2至4所示，仅为本发明的其中一个实施例，编码器芯片2、电路板3和电刷装置4之间的连接方式为电连接，之间完成信号的传输，达成相互的配合，那么三者之间的连接更需要精确。

首先是，所述电路板3包括第一电路板31和与所述第一电路板32电连接的第二电路板33，所述第一电路板32上设置有用于固定所述连接插座31的插座焊接区321，所述第二电路板33上设置有用于固定所述磁编码芯片2的芯片焊接区331。

然后是，所述架体1上设置有固定连接片13、正极连接片14和负极连接片15，所述第一电路板32上设置有用于和所述固定连接片13连接的固定通孔焊接区322、与所述正极连接片14连接的正极通孔焊接区323和与所述负极连接片15连接的负极通孔焊接区324，所述固定通孔焊接区的数量至少为1个。

这里的固定连接片13与所述编码器芯片2连接，编码器芯片2感知到的发电机的转动位置之后，产生的电子信号，经由固定连接片13传递至电路板3的位置。

再然后，所述电刷装置4包括电刷41、用于限制所述电刷41位置的刷簧42，所述电刷41端部连接有电刷引线43，所述电刷引线43包括与所述正极连接片14连接的第一引线431和与所述负极连接片15连接的第二引线432。

那么电路板3上的信号可以经过正极连接片14和负极连接片15传导至电刷装置4的电刷41处，电刷装置4完成工作。

最后是，所述安装槽11上设置有用于将固定连接片13和所述固定通孔焊接区322固定连接片触点111、用于将所述正极连接片14和所述正极通孔焊接区323连接在一起的正极连接片触点112和用于将所述负极连接片15和所述负极通孔焊接区324连接在一起的负极连接片触点113，所述固定连接片触点111的数量与所述固定通孔焊接区322相同。

那么固定通孔焊接区322、正极通孔焊接区323和负极通孔焊接区324处将编码器芯片2、电路板3和电刷装置4有效的连接在了一起，为三者之间的信号传递提供基础。

这里需要注意的是，所述固定通孔焊接区322、正极通孔焊接区323和负极通孔焊接区324处均设置有焊接件325。

还有其他的，所述连接插座31与控制器端口电连接。所述定位柱17的数量至少为一个，一般情况下，定位柱17的数量为2个或者3个。

本发明一种电机位置传感器刷架结构的结构简单，刷架和位置传感器集成度高，且便于安装，电机运行时的磁场干扰的影响小，稳定性高，电刷工作流畅的电机位置传感器刷架结构，传感器刷架集成式的结构能够保证传感器的电气连接线和电刷的连接线都集成在一起，减少了电气连接线分散导致的信号不稳定因素。

本发明不局限于上述具体的实施方式，本发明可以有各种更改和变化。凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种电机位置传感器刷架结构，其特征在于：包括架体（1）和设置于所述架体（1）上的磁编码芯片（2）、电路板（3）和电刷装置（4），所述架体（1）上设置安装槽（11），所述磁编码芯片（2）和电路板（3）均至少有一部分设置于所述安装槽（11）内，所述电路板（3）上设置有连接插座（31），所述磁编码芯片（2）设置于所述架体（1）上的磁环的磁场范围内，所述磁编码芯片（2）通过所述电路板（3）和电刷装置（4）电连接，所述架体（1）上设置有用于安装所述电刷装置（4）的电刷导槽（12）；

所述电路板（3）包括第一电路板（32）和与所述第一电路板（32）电连接的第二电路板（33），所述第一电路板（32）上设置有用于固定所述连接插座（31）的插座焊接区（321），所述第二电路板（33）上设置有用于固定所述磁编码芯片（2）的芯片焊接区（331）；

所述架体（1）上设置有固定连接片（13）、正极连接片（14）和负极连接片（15），所述第一电路板（32）上设置有固定通孔焊接区（322）、与所述正极连接片（14）连接的正极通孔焊接区（323）和与所述负极连接片（15）连接的负极通孔焊接区（324），所述固定通孔焊接区（322）的数量至少为1个；所述安装槽（11）上设置有固定连接片触点（111）、用于将所述正极连接片（14）和所述正极通孔焊接区（323）连接在一起的正极连接片触点（112）和用于将所述负极连接片（15）和所述负极通孔焊接区（324）连接在一起的负极连接片触点（113），所述固定连接片触点（111）的数量与所述固定通孔焊接区（322）相同；

所述磁编码芯片（2）设置在所述架体（1）的轴心处，定位柱（17）安装之后，磁编码芯片（2）也就位于所述电机的转子轴心上，所述磁编码芯片（2）位于电机转子的轴端磁环的正上方；所述磁编码芯片（2）与磁环的间距的范围为1mm至1.5mm。

2.根据权利要求1所述的一种电机位置传感器刷架结构，其特征在于：所述电刷装置（4）包括电刷（41）、用于限制所述电刷（41）位置的刷簧（42），所述电刷（41）端部连接有电刷引线（43），所述电刷引线（43）包括与所述正极连接片（14）连接的第一引线（431）和与所述负极连接片（15）连接的第二引线（432）。

3.根据权利要求2所述的一种电机位置传感器刷架结构，其特征在于：所述固定通孔焊接区（322）、正极通孔焊接区（323）和负极通孔焊接区（324）处均设置有焊接件（325）。

4.根据权利要求1所述的一种电机位置传感器刷架结构，其特征在于：所述电路板（3）表面设置有隔绝防护件（34）。

5.根据权利要求1所述的一种电机位置传感器刷架结构，其特征在于：所述架体（1）上设置有用于将所述架体（1）固定至控制器上的安装孔（16）和用于将所述架体（1）固定至电机盖上的定位柱（17）。

6.根据权利要求5所述的一种电机位置传感器刷架结构，其特征在于：所述定位柱（17）的数量至少为一个。