CN208835975U - 一种安装有转子位置传感器的直流电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种安装有转子位置传感器的直流电机，设有环形的定子，转子位于定子内侧可转动，转子中部固定有电机轴，电机轴上设有转子位置传感器，所述转子位置传感器包括沿轴向对合的第一绕线支撑件和第二绕线支撑件，第一绕线支撑件和第二绕线支撑件之间固定有环形的固定铁芯，固定铁芯环内设有可随电机轴同步转动的导磁齿盘，固定铁芯上放射状嵌设有若干电感元件单元，电感元件单元上缠绕有励磁线圈和输出线圈，所述励磁线圈和输出线圈在电感元件单元的轴向上间隙排列。本实用新型的有益效果是：可以优化电感元件单元上线圈的布局，提高绕线效率，从而降低电机的制造成本。

Description

一种安装有转子位置传感器的直流电机

技术领域

本发明涉及电机领域，具体是一种安装有转子位置传感器的直流电机。

背景技术

对于有刷电机而言，碳刷磨损后，不仅需要更换碳刷，还需更换转齿等电机周边的附件，因此寿命较短，需要经常维护。而无刷电机是由电动机主体和电子驱动器组成，利用驱动器来取代有刷电机的机械换向，具有较高的可靠性，工作寿命长，无需经常维护。无刷电动机的相绕组的换相过程是借助于位置传感器和电子逆变器的功率开关完成的。安装有转子位置传感器的直流电机的作用是检测出转子磁场轴线和定子相绕组轴线的相对位置，决定电子驱动器的公率开关器件的通/断状态，接通/断开电动机相应的相绕组，实现电机的旋转。可变磁阻式传感器是一种以磁场为媒介的电参数型数字式转速传感器。具有结构简单、灵敏度高、分辨率大、重复性好、线信号优良等优势，常被应用于无刷电机的安装有转子位置传感器的直流电机。该传感器结构主要是预变换元件和变换元件两部份组成。预变换元件通常是可随被测轴旋转的齿盘，变换元件是固定安装的作为变换电路的电感元件线圈。对于互感式传感器而言，电感元件线圈由励磁线圈和输出线圈两部分组成。中国专利文献CN101482393A于2009年7月15日公开了“分解器、电机、动力转向装置和制造分解器的方法”，分解器包括：关于中心轴线定心的静止单元；及旋转单元，该旋转单元布置在所述静止单元内部或外部，而能相对于所述静止单元绕所述中心轴线旋转。所述静止单元包括：绕所述中心轴线径向布置的多个齿；以及覆盖所述齿的表面的绝缘体。所述静止单元还包括：多个输出线圈，通过隔着所述绝缘体在各所述齿周围以第一匝数多层卷绕两个输出线中的至少一个输出线而在齿上形成所述输出线圈；以及多个励磁线圈，通过在所述输出线圈周围以小于所述第一匝数的第二匝数多层卷绕励磁线，而在齿上形成所述励磁线圈。在该技术方案中，存在着两个问题待优化：其一，电感元件单元上的线圈由多组励磁线圈和多组输出线圈组成，并且绕线顺序各不相同，绕线工艺复杂，工艺成本高；其二，多组线圈单独绕线，绕线匝数较多，工艺繁琐，时间长效率低。

发明内容

基于以上问题，本发明提供一种安装有转子位置传感器的直流电机，可以优化电感元件单元上线圈的布局，提高绕线效率，从而降低电机的制造成本。

为了实现发明目的，本发明采用如下技术方案：一种安装有转子位置传感器的直流电机，设有环形的定子，转子位于定子内侧可转动，转子中部固定有电机轴，电机轴上设有转子位置传感器，所述转子位置传感器包括沿轴向对合的第一绕线支撑件和第二绕线支撑件，第一绕线支撑件和第二绕线支撑件之间固定有环形的固定铁芯，固定铁芯环内设有可随电机轴同步转动的导磁齿盘，固定铁芯上放射状嵌设有若干电感元件单元，电感元件单元上缠绕有励磁线圈和输出线圈，所述励磁线圈和输出线圈在电感元件单元的轴向上间隙排列。

本方案设计的安装有转子位置传感器的直流电机，设计有近似圆环结构的第一绕线支撑件和第二绕线支撑件，通过第一绕线支撑件与第二绕线支撑件在轴向对合，形成一个空间体，在该空间体中部固定有环形的固定铁芯，在固定铁芯环内设有可随转动轴同步转动的导磁齿盘，导磁齿盘是固定安装在电机轴上的。固定铁芯上放射状嵌设有若干电感元件单元，每个电感元件单元上都卷绕有励磁线圈和输出线圈，而励磁线圈和输出线圈是在电感元件单元的轴向上间隙排列的，在空间上彼此独立，从而有效的避免了线圈的混乱，便于后期维护和产品的检修。

作为优选，所述励磁线圈位于输出线圈的外侧端。这样布局的优点在于，多数情况下励磁线圈的数量多于输出线圈，或者是相同数量的前提下励磁线圈的绕线圈数多于输出线圈的绕线圈数，因此励磁线圈会占据更多的空间，而电感元件单元的轴向外侧端的空间更加宽裕，更适合励磁线圈的布局，也更适合绕线设备的操作。

作为优选，所述第一绕线支撑件上设有数个金属材质的绕线导柱，电感元件单元上的各线圈绕线的端部分别与绕线导柱电连接。电感元件单元上设置的各个线圈都设有两个端部，通过将这两个端部与不同的绕线导柱电连接，可以减少对绕线设备的能力要求，降低设备成本，同时能缩短绕线时长，大幅降低绕线故障率，提高绕线效率。

作为优选，所述第一绕线支撑件和第二绕线支撑件为圆环形，在圆环内侧环绕的设有向圆心伸出的齿部；第一绕线支撑件的齿部与第二绕线支撑件的齿部沿轴向一一对合。本方案提供的对合结构，可以很好的将固定铁芯适配的与第一绕线支撑件和第二绕线支撑件插接，形成一个有机的整体结构。

作为优选，所述齿部的对合侧设有斜面，对合的两齿部的斜面互相贴合。设计有这样的斜面，可以在两齿部对合的时候形成更为紧密的对合关系，从而杜绝了因端部平面互相接触导致的对合松散状态，安装形成的整体结构更加紧凑平整。

作为优选，所述齿部的端部设有限位壁，限位壁沿轴向突起。限位壁对插入齿部之间的电感元件单元起到了限位、导向和强化绝缘的效果。

综上所述，本发明的有益效果是：可以优化电感元件单元上线圈的布局，提高绕线效率，从而降低电机的制造成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的转子位置传感器的结构示意图。

图3是本发明的部件分解图。

图4是电感元件单元的放大示意图。

图5是齿部的一个视角的立体示意图。

图6是齿部的另一个视角的立体示意图。

其中：A电机轴、B转子、C定子、D转子位置传感器、1第一绕线支撑件，2第二绕线支撑件，3固定铁芯，4电感元件单元，5励磁线圈，6输出线圈，7绕线导柱，8齿部，9斜面，10限位壁，11导磁齿盘，12金属导线。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1所示的实施例为一种安装有转子位置传感器的直流电机。本电机设有环形的定子C，转子B位于定子内侧可转动，转子中部固定有电机轴A，电机轴上设有转子位置传感器D，

如图2、图3所示，转子位置传感器包括圆环形的第一绕线支撑件1和第二绕线支撑件2，第一绕线支撑件位于上方，第二支撑件位于下方，两者可沿轴向对合。第一绕线支撑件和第二绕线支撑件之间固定有环形的固定铁芯3。固定铁芯环内设有导磁齿盘11，导磁齿盘会固定在电机轴上，随电机轴转动而同步转动。固定铁芯上放射状嵌设有若干电感元件单元4，本例中为16个，相邻两电感元件单元间的夹角为22.5°。如图4所示，每个电感元件单元上均缠绕有励磁线圈5和输出线圈6。本例中，励磁线圈为2个，输出线圈为1个，励磁线圈和输出线圈在电感元件单元的轴向上间隙排列，励磁线圈位于输出线圈的外侧端。在上方的第一绕线支撑件上设有6个铜质的绕线导柱7，电感元件单元上的两个励磁线圈的两端、一个输出线圈的两端共计6个端部，均通过金属导线12分别与一个绕线导柱电连接。

第一绕线支撑件和第二绕线支撑件的圆环内侧环绕的设有向圆心伸出的齿部8，第一绕线支撑件的齿部与第二绕线支撑件的齿部沿轴向一一对合。如图5所示，齿部的对合侧设有斜面9，对合的两齿部的斜面互相贴合，使两对合的齿部可以紧贴，从而保证第一绕线支撑件和第二绕线支撑件对合的紧密。如图6所示，齿部的端部设有限位壁10，限位壁沿轴向突起，对插入齿部之间的电感元件单元起到了限位、导向和强化绝缘的效果。

本例的安装有转子位置传感器的直流电机，通过优化励磁线圈和输出线圈在电感元件单元上的布局，有效的避免了线圈的混乱，便于后期维护和产品的检修；通过多组线圈单独绕线后连接至绕线导柱上的方案，缩短了绕线时长，提高了绕线效率，从而显著的降低了电机制造成本。

Claims (6)

1.一种安装有转子位置传感器的直流电机，设有环形的定子（C），转子（B）位于定子内侧可转动，转子中部固定有电机轴（A），电机轴上设有转子位置传感器（D），其特征是，所述转子位置传感器包括沿轴向对合的第一绕线支撑件（1）和第二绕线支撑件（2），第一绕线支撑件和第二绕线支撑件之间固定有环形的固定铁芯（3），固定铁芯环内设有可随电机轴同步转动的导磁齿盘（11），固定铁芯上放射状嵌设有若干电感元件单元（4），电感元件单元上缠绕有励磁线圈（5）和输出线圈（6），所述励磁线圈和输出线圈在电感元件单元的轴向上间隙排列。

2.根据权利要求1所述的一种安装有转子位置传感器的直流电机，其特征是，所述励磁线圈位于输出线圈的外侧端。

3.根据权利要求1或2所述的一种安装有转子位置传感器的直流电机，其特征是，所述第一绕线支撑件上设有数个金属材质的绕线导柱（7），电感元件单元上的各线圈绕线的端部分别与绕线导柱电连接。

4.根据权利要求1或2所述的一种安装有转子位置传感器的直流电机，其特征是，所述第一绕线支撑件和第二绕线支撑件为圆环形，在圆环内侧环绕的设有向圆心伸出的齿部（8）；第一绕线支撑件的齿部与第二绕线支撑件的齿部沿轴向一一对合。

5.根据权利要求4所述的一种安装有转子位置传感器的直流电机，其特征是，所述齿部的对合侧设有斜面（9），对合的两齿部的斜面互相贴合。

6.根据权利要求4所述的一种安装有转子位置传感器的直流电机，其特征是，所述齿部的端部设有限位壁（10），限位壁沿轴向突起。