CN203537206U - 一种双转式稀土永磁无刷直流电动机位置传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电子设备技术领域，具体涉及一种双转式稀土永磁无刷直流电动机位置传感器。包括位置传感器定子和位置传感器转子；其外围装置为电动机；所述位置传感器定子安装在电动机的罩壳体上，所述位置传感器转子安装在电动机的转子上。使用比传统设计少的八路霍尔元件检测外转子磁极相对于内转子电枢绕组轴线的空间相对位置，并且位置传感器具有对各路位置信号输出误差的校准设计，提高了驱动电路的换向精度，能够减小电机运行时的尖峰电流和转矩脉动。

Description

一种双转式稀土永磁无刷直流电动机位置传感器

技术领域

本实用新型属于电子设备技术领域，具体涉及一种双转式稀土永磁无刷直流电动机位置传感器。

背景技术

海军“十一五”期间立项开展了远程水下航行器的研制，主要是在以往水下航行器的基础上，进一步提升水下航行器作战使用性能，其中航程是指标提高的一项重要内容，因此需要对动力推进系统进行优化设计。从目前国内外在水下航行器电动力推进装置的发展动向看，应用稀土永磁无刷直流电动机技术是一种趋势。因为稀土永磁电动机目前应用中效率最高的电动机，具有体积小，启动力矩大的特点，并且稀土永磁无刷直流电动机具有将稀土永磁电动机与电力电子控制技术相结合实现无机械换相、无极调速及限流控制等特点，属于高档次的电动机系统。根据远程水下航行器对推进电动机功率指标要求，同时考虑新型电池的特点，本项目的推进电动机采用双转式永磁无刷直流电动机的方案。位置传感器是双转式永磁无刷直流电动机的关键部件，为了推进电动机的可靠运行，需要一款设计合理、简单可靠的位置传感器。

实用新型内容

为了克服上述问题，本实用新型提供一种双转式稀土永磁无刷直流电动机位置传感器，该传感器用于检测外转子磁极相对于内转子电枢绕组轴线的空间相对位置，从而为功率开关提供正确的开关信息，使电动机电枢绕组中的电流随着转子位置的变化而换向，从而使永磁无刷直流电动机正常工作。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是设计一种双转式稀土永磁无刷直流电动机位置传感器，包括位置传感器定子和位置传感器转子；其外围装置为电动机；

所述位置传感器定子包括定子壳体、位置检测霍尔元件a、位置检测霍尔元件b、位置检测霍尔元件c和位置检测霍尔元件d；所述位置传感器转子包括安装基座、内环磁钢、Z信号磁钢和外环磁钢；在所述安装基座的同一侧面上设有内环槽和外环槽，在所述安装基座的内环槽和外环槽之间开有Z信号磁钢安装孔，所述内环磁钢为六个，所述外环磁钢为十八个，所述Z信号磁钢为一个；

其连接关系在于：所述位置检测霍尔元件a、位置检测霍尔元件b、位置检测霍尔元件c和位置检测霍尔元件d安装在定子壳体同一侧面上，其中所述位置检测霍尔元件a、位置检测霍尔元件b和位置检测霍尔元件c相邻的间隔与定子壳体轴心呈40°夹角，所述六个内环磁钢沿周向均布安装在所述安装基座的内环槽中，所述十八个外环磁钢沿周向均布安装在所述安装基座的外环槽中，所述Z信号磁钢安装在所述安装基座的Z信号磁钢安装孔中，所述位置传感器定子安装在电动机的罩壳体上，所述位置传感器转子安装在电动机的转子上。

还包括一个校准霍尔元件，所述校准霍尔元件安装在定子壳体上，并与位置检测霍尔元件b呈中心对称设置。

本实用新型的优点和有益效果在于：

一、本实用新型仅使用了四个位置检测霍尔元件检测电动机一个转子轴向位置，为功率开关提供正确的开关信息，使电动机电枢绕组中的电流随着转子位置的变化而换向，从而使永磁无刷直流电动机正常工作。

二、由于还包括一个校准霍尔元件，所述校准霍尔元件安装在定子壳体上，并与位置检测霍尔元件b呈对称设置，可以增加测量准确度。

附图说明

图1为本实用新型的安装结构示意图；

图2为本实用新型的定子布置示意图；

图3为图2的左视图；

图4为本实用新型的转子布置示意图。

其中，1-定子壳体；2-位置检测霍尔元件a；3-位置检测霍尔元件b；4-位置检测霍尔元件c；5-位置检测霍尔元件d；7-安装基座；8-内环磁钢；9-Z信号磁钢；10-外环磁钢。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1至图4所示，本实用新型具体实施的技术方案是：一种双转式稀土永磁无刷直流电动机位置传感器，包括位置传感器定子和位置传感器转子；其外围装置为电动机；

所述位置传感器定子包括定子壳体1、位置检测霍尔元件a2、位置检测霍尔元件b3、位置检测霍尔元件c4和位置检测霍尔元件d5；所述位置传感器转子包括安装基座7、内环磁钢8、Z信号磁钢9和外环磁钢10；在所述安装基座7的同一侧面上设有内环槽和外环槽，在所述安装基座7的内环槽和外环槽之间开有Z信号磁钢安装孔，所述内环磁钢8为六个，所述外环磁钢10为十八个，所述Z信号磁钢9为一个；

其连接关系在于：所述位置检测霍尔元件a2、位置检测霍尔元件b3、位置检测霍尔元件c4和位置检测霍尔元件d5安装在定子壳体1同一侧面上，其中所述位置检测霍尔元件a2、位置检测霍尔元件b3和位置检测霍尔元件c4相邻的间隔与定子壳体1轴心呈40°夹角，所述六个内环磁钢8沿周向均布安装在所述安装基座7的内环槽中，所述十八个外环磁钢10沿周向均布安装在所述安装基座7的外环槽中，所述Z信号磁钢9安装在所述安装基座7的Z信号磁钢安装孔中，所述位置传感器定子安装在电动机的罩壳体上，所述位置传感器转子安装在电动机的转子上。

还包括一个校准霍尔元件6，所述校准霍尔元件6安装在定子壳体1上，并与位置检测霍尔元件b3呈中心对称设置。

采用两套完全相同的位置传感器安装在双转式永磁直流无刷电动机上，完成电动机内转子电枢绕组和外转子磁钢的相对位置检测。本实用新型提供的双转式稀土永磁无刷直流电动机位置传感器安装在双转式稀土永磁无刷直流电动机内部。位置传感器定子安装在电动机罩壳体上，位置传感器转子安装在电动机的转子上。通过电动机内外转子转动时，位置传感器定子上的霍尔元件输出电动机磁钢和电枢绕组的相对位置信号。

位置传感器上电工作后，位置传感器转子开始旋转，磁钢随之转动。此时，位置传感器定子感应到位置传感器转子上相对应磁钢的磁场变化，在电路输出端以高低电平的信号形式表现出来。处理器经过对采集信号的处理，最终得到测量位置信息。

安装磁极的对数与电机本体的磁极对数有关。

以上所述仅是本实用新型的优先实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种双转式稀土永磁无刷直流电动机位置传感器，其特征在于：包括位置传感器定子和位置传感器转子；其外围装置为电动机；

所述位置传感器定子包括定子壳体（1）、位置检测霍尔元件a（2）、位置检测霍尔元件b（3）、位置检测霍尔元件c（4）和位置检测霍尔元件d（5）；所述位置传感器转子包括安装基座（7）、内环磁钢（8）、Z信号磁钢（9）和外环磁钢（10）；在所述安装基座（7）的同一侧面上设有内环槽和外环槽，在所述安装基座（7）的内环槽和外环槽之间开有Z信号磁钢安装孔，所述内环磁钢（8）为六个，所述外环磁钢（10）为十八个，所述Z信号磁钢（9）为一个；

其连接关系在于：所述位置检测霍尔元件a（2）、位置检测霍尔元件b（3）、位置检测霍尔元件c（4）和位置检测霍尔元件d（5）安装在定子壳体（1）同一侧面上，其中所述位置检测霍尔元件a（2）、位置检测霍尔元件b（3）和位置检测霍尔元件c（4）相邻的间隔与定子壳体（1）轴心呈40°夹角，所述六个内环磁钢（8）沿周向均布安装在所述安装基座（7）的内环槽中，所述十八个外环磁钢（10）沿周向均布安装在所述安装基座（7）的外环槽中，所述Z信号磁钢（9）安装在所述安装基座（7）的Z信号磁钢安装孔中，所述位置传感器定子安装在电动机的罩壳体上，所述位置传感器转子安装在电动机的转子上。

2.根据权利要求1所述的一种双转式稀土永磁无刷直流电动机位置传感器，其特征在于：还包括一个校准霍尔元件（6），所述校准霍尔元件（6）安装在定子壳体（1）上，并与位置检测霍尔元件b（3）呈中心对称设置。

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