CN202488326U - 基于霍尔元件的永磁无刷直流力矩电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于霍尔元件的永磁无刷直流力矩电机，转子轭上设置沿转子轭圆周均匀分布的转子永磁体，转子轭内部设置与转子轭同心的假转子，假转子上设置沿圆周均匀分布的假转子永磁体，且假转子永磁体的数量与转子永磁体相同，每个假转子永磁体的位置与一个转子永磁体的位置相对应，转子轭通过端盖与假转子固定连接，在转子轭与假转子之间设置定子轭，定子轭的外圆周部位设置带电枢绕组的定子齿，定子轭与转子间设有气隙，在定子轭的内圆周部位设置圆弧形霍尔放置槽，霍尔放置槽中放置有霍尔元件；假转子磁极的极性与对应的转子极性相同，同时具有相同的极弧系数和磁场位置。本实用新型结构合理，工作性能好。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于霍尔元件的永磁无刷直流力矩电机。
背景技术
永磁无刷直流电动机既具有传统交流电机的结构简单、运行可靠、维护方便等优点，同时又具备永磁电机的运行效率高、无励磁绕组损耗以及直流电机调速性能好等诸多特点，由于采用电子开关进行换向，没有传统直流电机的滑动接触和换相火花，因而可靠性高、噪声低、使用寿命长。在当今国民经济各个领域，如家用电器、仪器仪表、电动汽车、医疗器械、航空航天等方面的应用日益普及。
永磁无刷直流电动机系统中，位置传感器是很重要的部件，起着测定转子磁极位置的作用，为功率开关电路提供正确的换相逻辑信号，把转子磁极的位置信号按一定转换成电信号，然后控制定子绕组换相。位置传感器种类较多，所述电机用到的霍尔传感器，属于一种磁敏式位置传感器。
当电机较大负载起动或运行时，电枢电流较大，反应磁场对永磁磁场影响较大，电枢反应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，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
本实用新型的目的在于提供一种结构合理，工作性能好的基于霍尔元件的永磁无刷直流力矩电机。
本实用新型的技术解决方案是：
一种基于霍尔元件的永磁无刷直流力矩电机，其特征是：包括转子轭，转子轭上设置沿转子轭圆周均匀分布的转子永磁体，转子轭内部设置与转子轭同心的假转子，假转子上设置沿圆周均匀分布的假转子永磁体，且假转子永磁体的数量与转子永磁体相同，每个假转子永磁体的位置与一个转子永磁体的位置相对应，转子轭通过端盖与假转子固定连接，在转子轭与假转子之间设置定子轭，定子轭的外圆周部位设置带电枢绕组的定子齿，定子轭与转子间设有气隙，在定子轭的内圆周部位设置圆弧形霍尔放置槽，霍尔放置槽中放置有沿圆弧分布的三个霍尔元件；假转子磁极的极性与对应的转子极性相同，同时具有相同的极弧系数和磁场位置。
三个霍尔元件的型号相同，电机安放时用正面、反面、正面放置，即采用NSN安装方式，正面表示对N极有效，反面表示对S极有效，NSN表示中间的霍尔传感器对S极有效；每个霍尔元件在空间相距120度电角度。
本实用新型结构合理，工作性能好。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。
图2是转子部分的主视图。
图3是转子的剖面图。
具体实施方式
一种基于霍尔元件的永磁无刷直流力矩电机，包括转子轭1，转子轭上设置沿转子轭圆周均匀分布的转子永磁体2，转子轭内部设置与转子轭同心的假转子10，假转子上设置沿圆周均匀分布的假转子永磁体5，且假转子永磁体的数量与转子永磁体相同，每个假转子永磁体的位置与一个转子永磁体的位置相对应，转子轭通过端盖11与假转子固定连接，在转子轭与假转子之间设置定子轭6，定子轭的外圆周部位设置带电枢绕组4的定子齿3，定子轭与转子间设有气隙9，在定子轭的内圆周部位设置圆弧形霍尔放置槽8，霍尔放置槽中放置有沿圆弧分布的三个霍尔元件7；假转子磁极的极性与对应的转子极性相同，同时具有相同的极弧系数和磁场位置。
三个霍尔元件的型号相同，电机安放时用正面、反面、正面放置，即采用NSN安装方式，正面表示对N极有效，反面表示对S极有效，NSN表示中间的霍尔传感器对S极有效；每个霍尔元件在空间相距120度电角度。
霍尔元件放置槽8应磁场远离气隙9电枢反应磁场，受电枢反应磁场影响很小。永磁体放置原则要求假转子永磁体5磁极的极性与对应的转子永磁体2极性相同，同时具有相同的极弧系数和磁场位置。以确保与假转子靠近的霍尔元件7能准确反映实际转子磁极的位置，获得正确的换向信号。
在电机的定子轭6内表面，需要去除一部分磁轭以留下空间放置霍尔元件7。为减小因空间存在而导致的磁路变化，要求霍尔元件放置槽9应尽可能的小。考虑到霍尔元件总数为3个，且霍尔元件直接安放相距120度电角度，因此去除的磁轭尺寸也不应小于240度电角度。另外，该空间在叠片方向的厚度也不应过大，以能放置霍尔元件为宜，约为5mm。
位置传感器元件选用3个型号相同的锁定型霍尔器件，考虑到霍尔元件正反两面对磁极极性敏感不同，电机内1、2、3号霍尔安放时分别为正、反、正放置。正面表示对N极有效，反面表示对S极有效，NSN表示中间的霍尔传感器对S极有效，本电机霍尔元件采用NSN安装方式，如图1。
假转子与电机转子同轴固定连接或一体加工成型，不能发生相对移动或错位。假转子10尺寸不宜过大，直径以偏小为宜，这样可使电机结构简单，紧凑，减少加工制造成本；宽度可与霍尔元件宽度相同，不宜过宽，这样可节约永磁体用量，同时减小假转子永磁体对气隙磁场的影响，端盖11仅起着连接电机转子和假转子的作用，其厚度以满足机械强度考虑，可以用不导磁材料。
Claims (2)
1. 一种基于霍尔元件的永磁无刷直流力矩电机，其特征是：包括转子轭，转子轭上设置沿转子轭圆周均匀分布的转子永磁体，转子轭内部设置与转子轭同心的假转子，假转子上设置沿圆周均匀分布的假转子永磁体，且假转子永磁体的数量与转子永磁体相同，每个假转子永磁体的位置与一个转子永磁体的位置相对应，转子轭通过端盖与假转子固定连接，在转子轭与假转子之间设置定子轭，定子轭的外圆周部位设置带电枢绕组的定子齿，定子轭与转子间设有气隙，在定子轭的内圆周部位设置圆弧形霍尔放置槽，霍尔放置槽中放置有沿圆弧分布的三个霍尔元件；假转子磁极的极性与对应的转子极性相同，同时具有相同的极弧系数和磁场位置。
2. 根据权利要求1所述的基于霍尔元件的永磁无刷直流力矩电机，其特征是：三个霍尔元件的型号相同，电机安放时用正面、反面、正面放置，即采用NSN安装方式，正面表示对N极有效，反面表示对S极有效，NSN表示中间的霍尔传感器对S极有效；每个霍尔元件在空间相距120度电角度。
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