CN204258553U - 内置传感器的三相双凸极外转子永磁电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种内置传感器的三相双凸极外转子永磁电机，属于双凸极永磁电机制造技术领域。它包括由定子轴、安装在定子轴上的定子以及套在定子轴外围的外转子构成的三相双凸极外转子永磁电机，外转子前端面外罩有与外转子固定连接的端盖，转子与端盖之间的空腔内设置有铝基永磁体编码盘，铝基永磁体编码盘的端面上具有沿圆周排列的永磁体，还包括固定安装的与铝基永磁体编码盘相对平行的信号采集板，信号采集板上排列有霍尔传感器。它具有以下有益效果：可直接输出电机转速，实现对电机速度的直接控制、提高了电机速度的控制精度，可以精确的实现电机的转矩控制；其结构设计合理，制造成本和工艺成本低，有利于提高电动汽车整车性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种具有位置、转速信号检测功能的双凸极永磁电机，具体地说是一种内置传感器的三相双凸极外转子永磁电机，属于双凸极永磁电机制造技术领域。
背景技术
按照电机的供电形式，目前电机的种类一般分为两大类，一类是交流异步电机，一类是直流电机。当前我国大力推进新能源汽车的发展，对于纯电动汽车的动力设备来说，以交流异步电机和永磁同步电机这两种形式的电机都有采用。众所周知，交流异步电机应用于电动汽车时，由于电动汽车是采用直流电源，因此必须将直流电通过逆变器转换为交流电供电机使用，而电机的调速又必须采用变频器来对电机进行控制，因此，将交流异步电机应用于电动汽车时，必须同时加装逆变器和变频器电机才能运行。而交流电机的功率因数低，起动电流大，扭矩小，导致其无功损耗较大，耗电严重。永磁同步电机是一种高效率直流电机，但是由于电机内部有较多数量的永磁体，电机结构复杂，耐温特性较差，易发生高温退磁效应、功率做不大，电机制造成本和控制成本较高。这两种电机的转速信号采集目前基本上采用非防护的外置式传感器进行传递；作为纯电动汽车的动力电机，其工作环境尤其恶劣，噪声、震动、潮湿、粉尘等情况，采用普通的无防护传感器根本不能保证汽车速度检测数据的精度质量和传感器的使用寿命，导致电动汽车后期故障率加大，维护成本高。
目前，市场最新提供的一些电动轿车，以美国的特斯拉和国产品牌的比亚迪生产的纯电动汽车为典型，分别采用传统形式的交流异步电机和永磁同步电机，采用外置式速度检测装置传递速度信号。而无论是异步电机和永磁同步电机，在配置于电动汽车时都采用变速机构和传动机构进行动力传递，使得电机的动力传递效率降低。在能源日趋紧张的今天，开发先进的、可直接传递动力的高效能电机是电动汽车创新的重大命题。成为降低电动汽车制造成本和后期维护成本、提高汽车运行效率，精确控制汽车速度、最大限度的提高电动汽车的制动能量回收效率、实现差速管理、降低车载能源损耗、提高续航里程的核心技术。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种结构合理、运行可靠、且可提高电动汽车运行效率，精确检测和控制驱动电机的转速及转子位置的内置传感器的三相双凸极外转子永磁电机。
为了解决上述技术问题，本实用新型的内置传感器的三相双凸极外转子永磁电机，包括由定子轴、安装在定子轴上的定子以及套在定子轴外围的外转子构成的三相双凸极外转子永磁电机，外转子前端面外罩有与外转子固定连接的端盖，转子与端盖之间的空腔内设置有能够随转子转动的铝基永磁体编码盘，铝基永磁体编码盘的端面上具有沿圆周排列的永磁体，还包括固定安装的与铝基永磁体编码盘相对平行的信号采集板，信号采集板上排列有霍尔传感器。
所述霍尔传感器的引出线通过定子轴上的引出孔穿出。
所述铝基永磁体编码盘固定安装在端盖上或固定安装在外转子端面上。
所述铝基永磁体码盘以厚度大于1.0mm、小于10mm的金属铝板为基板或以耐受温度100℃以上的非导磁材料制成基板；所述基板上粘接固定永磁体或者开孔嵌入封装永磁体。
所述信号采集板安装在定子的一端或者是安装在定子轴上。
所述信号采集板上的霍尔传感器的正面与铝基永磁体码盘上所安装的永磁体之间的距离大于或等于1.0mm。
所述信号采集板的信号线材料为耐高温的阻燃、绝缘护套线材料，信号采集板的信号线具有金属屏蔽层。
本发明具有以下有益效果：
1、可直接输出电机转速，实现对电机速度的直接控制、提高了电机速度的控制精度，该特点尤其适用于电动汽车转向时的差速管理和车辆行驶过程的瞬时加减速；
2、可以精确的实现电机的转矩控制，用于电动汽车时可以实现全新的汽车能量回收；
3、由于电机的启动转矩大，使应用该电机的工业设备结构可以简化，降低成本，更加节能；
4、其结构设计合理，制造成本和工艺成本低，有利于提高电动汽车整车性能，便于实现大规模工业制造和实现自动化连续生产。
附图说明
图1是本实用新型内置传感器的三相双凸极外转子永磁电机结构示意图；
图2是本实用新型内置传感器的三相双凸极外转子永磁电机中铝基永磁体编码盘的平面示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式，对本实用新型的内置传感器的三相双凸极外转子永磁电机作进一步详细说明。
如图所示，本实用新型的内置传感器的三相双凸极外转子永磁电机，其大扭矩特性除了可以应用在电动汽车领域，还可以广泛地运用于工业机床、军事、船舶、新型农业机械等领域，它包括由定子轴1、安装在定子轴上的定子2以及套在定子轴外围的外转子1构成的三相双凸极外转子永磁电机，外转子1前端面外罩有与外转子固定连接的端盖3，转子与端盖之间的空腔内设置有与转子固定连接的铝基永磁体编码盘4，铝基永磁体编码盘4固定安装在端盖内侧或固定安装在外转子端面上；铝基永磁体编码盘4的端面上具有沿圆周排列的永磁体5，永磁体5用于对电机转速进行检测，铝基永磁体码盘4既可以以厚度大于1.0mm、小于10mm的金属铝板为基板，也可以是能够耐受温度100℃以上的非导磁材料制成的基板；基板上粘接固定永磁体或者开孔嵌入封装永磁体；还包括固定安装的与铝基永磁体编码盘4位置相对且平行的信号采集板6，信号采集板6安装在定子2的一端或者是安装在定子轴1上；信号采集板6上排列有霍尔传感器为信号采集元件，信号采集电路板起着采集转子位置信号并且传递信号的作用；信号采集板6上的霍尔传感器的正面与铝基永磁体码盘4上所安装的永磁体之间的距离大于或等于1.0mm，信号采集板6上霍尔传感器的安装数量3~4只，霍尔传感器的引出线通过定子轴1上的引出孔7穿出，信号采集板6的信号线材料为耐高温的阻燃、绝缘护套线材料，信号采集板6的信号线具有金属屏蔽层，其信号采集板的工作电源为直流电压，电压等级4.5~5.5V，从电机外部引入。
优选地，本实用新型中定子和外转子的铁芯材料均采用厚度为0.35或者0.5的矽钢片，定子被加工成扇形燕尾结构，固定在由铝合金材料制成的定子支架上与定子轴连接；本实施例中所说的铝基编码盘表面按照每45°圆周角布一只对应圆周角15°的永磁体（如图2所示）；永磁体反映的电机转速信号和转角信号，通过与铝基永磁体编码盘相对安装的信号采集板上的霍尔传感器采集输出，使电机控制器可以及时地检测到电机任何时刻的运行速度和负转矩起始时刻，进而可以实现汽车速度的精确控制和可以采用全新的能量回收控制策略。
Claims (7)
1.一种内置传感器的三相双凸极外转子永磁电机，其特征在于：包括由定子轴（1）、安装在定子轴上的定子（2）以及套在定子轴外围的外转子（1）构成的三相双凸极外转子永磁电机，其特征在于：所述外转子（1）前端面外罩有与外转子固定连接的端盖（3），转子与端盖之间的空腔内设置有能够随转子转动的铝基永磁体编码盘（4），所述铝基永磁体编码盘（4）的端面上具有沿圆周排列的永磁体（5），还包括固定安装的与铝基永磁体编码盘（4）相对平行的信号采集板（6），信号采集板（6）上排列有霍尔传感器。
2.按照权利要求1所述的内置传感器的三相双凸极外转子永磁电机，其特征在于：所述霍尔传感器的引出线通过定子轴（1）上的引出孔（7）穿出。
3.按照权利要求1所述的内置传感器的三相双凸极外转子永磁电机，其特征在于：所述铝基永磁体编码盘（4）固定安装在端盖上或固定安装在外转子端面上。
4.按照权利要求1所述的内置传感器的三相双凸极外转子永磁电机，其特征在于：所述铝基永磁体码盘（4）以厚度大于1.0mm、小于10mm的金属铝板为基板或以耐受温度100℃以上的非导磁材料制成基板；所述基板上粘接固定永磁体或者开孔嵌入封装永磁体。
5.按照权利要求1所述的内置传感器的三相双凸极外转子永磁电机，其特征在于：所述信号采集板（6）安装在定子（2）的一端或者是安装在定子轴（1）上。
6.按照权利要求1所述的内置传感器的三相双凸极外转子永磁电机，其特征在于：所述信号采集板（6）上的霍尔传感器的正面与铝基永磁体码盘（4）上所安装的永磁体之间的距离大于1.0mm。
7.按照权利要求1所述的内置传感器的三相双凸极外转子永磁电机，其特征在于：所述信号采集板（6）的信号线材料为耐高温的阻燃、绝缘护套线材料，信号采集板（6）的信号线具有金属屏蔽层。
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| CN104362802A (zh) * | 2014-11-13 | 2015-02-18 | 江苏浩元动力科技有限公司 | 内置传感器的三相双凸极外转子永磁电机 |
| CN105932851A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-09-07 | 德恩科电机（太仓）有限公司 | 一种三相直流无刷电机 |
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