CN209283062U - 一种具有霍尔传感器组件的电动机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种具有霍尔传感器组件的电动机，包括定子铁芯、转子铁芯和霍尔传感器组件，所述定子铁芯套设在所述转子铁芯外侧，所述霍尔传感器组件包括扇环形基板和设置在所述基板上的面向转子铁芯外端面的多个霍尔器件，所述每一个霍尔器件分别插接在对应的插槽上，所述霍尔器件与插槽过盈配合。本实用新型采用呈轮辐式磁钢结构转子，有效提高了电动机的气隙磁通，提高了电动机的输出功率，使相邻两霍尔器件之间的机械夹角小于120度，有效节约了电动机的安装空间，提高了霍尔器件的工作可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机霍尔传感器组件技术领域。尤其涉及一种具有霍尔传感器组件的电动机。
背景技术
在永磁无刷直流电动机中，一般采用霍尔转子位置传感器。一般情况下，为了减少产品零部件、紧凑结构和降低生产成本，借用电动机本体的转子(的端部漏磁)作为霍尔转子位置传感器的转子。借用电动机本体的定子铁芯作为霍尔转子位置传感器的定子铁芯，而不再另行制作霍尔转子位置传感器。
对于“两相导通星形三相六状态”的电动机而言，通常采用3个霍尔器件，相邻两霍尔器件之间的电气夹角αeH通常为120度。机械夹角αmH为αeH/p，p为电动机极对数。
现有技术永磁无刷直流电动机中，相邻两霍尔器件之间的机械夹αmH一般设置为120度，三个霍尔器件总的机械夹角为240度，三个霍尔器件总的机械夹角过大，使的其安装空间较大，存在安装困难的问题。此外，现有技术的霍尔器件一般插入到电动机的定子槽或定子齿上的凹槽中，由于霍尔器件与定子绕组或定子齿邻近甚至直接接触，使得霍尔器件的工作温度较高，霍尔器件的可靠性和寿命降低。
实用新型内容
为解决现有技术中存在的问题，本实用新型从节约电动机的安装空间及提高霍尔器件工作的可靠性出发，提出了一种新的霍尔器件的安装方式，同时改变了相邻霍尔器件之间的机械夹角。
本实用新型提出了一种具有霍尔传感器组件的电动机，包括定子铁芯、转子铁芯和霍尔传感器组件，所述定子铁芯套设在所述转子铁芯外侧，所述霍尔传感器组件包括扇环形基板和设置在所述基板上的面向转子铁芯外端面的多个霍尔器件，一个霍尔器件插接在一个对应的插槽上，且相邻两霍尔器件之间的机械夹角小于120度。
进一步地，所述定子铁芯设置有多个绕组，所述转子铁芯内设置有多片磁钢。
进一步地，所述多片磁钢呈轮辐式插接在所述转子铁芯内。
进一步地，所述相邻两霍尔器件之间的机械夹角k为自然数，0≤k＜2。
优选地，所述相邻两霍尔器件之间的机械夹角 k＝1。
进一步地，所述霍尔器件的外端离所述转子铁芯圆心的最远距离为d，所述转子最大外圆至所述转子铁芯的圆心的距离为Rrt，d≤Rrt。
进一步地，所述霍尔器件离所述转子铁芯外端面的轴向距离为1-3mm。
进一步地，所述插槽的材料为塑料。
进一步地，所述插槽个数与霍尔器件相同或呈一体式设计。
进一步地，所述多片磁钢的材料为钕铁硼或钐钴。
实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：
(1)本实用新型相邻两霍尔器件之间的机械夹角较小，节约了电动机的安装空间，提高了霍尔器件工作的可靠性。
(2)本实用新型霍尔器件插接在所述插槽中，具有保护霍尔器件的作用，同时方便霍尔器件的拆卸检修和更换安装。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例的霍尔器件安装方式的立体图；
图2是本实用新型实施例的霍尔器件与定子铁芯安装方式的刨面图；
图3是本实用新型实施例1的霍尔器件安装方式的刨面图；
图4是本实用新型实施例电机转子的刨面图；
图5是本实用新型实施例2的霍尔器件安装方式的刨面图。
其中，附图标记为：1-定子铁芯，2-定子齿，2a-定子齿极靴，2b-定子齿根部，3-定子槽，3c-定子槽口，4-霍尔器件，5-转子铁芯，6-转子轴，7-磁钢，8-插槽，9-基板。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“顶”、“底”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
实施例1：
如图1-4所示，本实施例一种具有霍尔传感器组件的电动机，包括定子铁芯1、转子铁芯5和霍尔传感器组件10，所述定子铁芯套设在所述转子铁芯外侧，所述霍尔传感器组件包括扇环形基板9和设置在所述基板9上的面向转子铁芯5外端面的多个霍尔器件4，所述每一个霍尔器件4分别插接在对应的插槽8上，所述霍尔器件4与插槽8可以采用过盈配合或卡接的方式连接，且相邻两霍尔器件4之间的机械夹角小于120度。
优选地，所述霍尔器件4个数为三个。
具体地，所述定子铁芯1设置有多个绕组。所述定子铁芯1包括定子齿2、定子齿极靴2a和定子齿根部2b，所述两定子齿2之间形成定子槽3，所述两定子齿极靴2a之间形成定子槽口3c。
假定所述电动机的极对数为p，所述相邻两霍尔器件4之间的机械夹角k为自然数，满足
也即相邻两霍尔器件4之间的机械夹角本实施例相邻两霍尔器件的机械夹角αmH设为小于120度，大大节约了电动机的安装空间。
如图2所示，所述霍尔器件4离所述转子铁芯5外端面的轴向距离为1-3mm，而不再插入到定子槽3或定子齿2上开设的凹槽中，大大提高了霍尔器件4工作的可靠性。
如图3所示，霍尔器件4的外周部设有突出设置在基板上的塑料材质的用于保护霍尔器件4的插槽8，所述插槽8单独设置在每个霍尔器件4的外周部。
图4是本实施例的电机转子刨面图，所述转子主要由转子铁芯5和插入至所示转子铁芯5内的呈轮辐式排列的多片磁钢7组成，转子铁芯5圆心中心处设有转子轴6，多片磁钢7形成14个磁极也即7对极。单片磁钢7正反面的极性相反，相邻两磁钢7彼此面对的一面的磁钢7的极性相同。所述轮辐式磁钢结构转子大大提高了由磁钢7提供的磁通量，提高了电动机的输出功率。
本实施例中作为一个特例，优选定子槽3的个数为12，转子形成14个磁极，即7对极，电动机的基波绕组系数较高，达到0.933，可有效减少绕组的发热损失。
如表1所示，当转子形成14个磁极时，极对数p＝7。此时自然数k满足：0≤k＜2，也即k可以选取为0或1。
表1
| 极对数p | 机械夹角α<sub>mH</sub>度) | 电气夹角α<sub>eH</sub>度) | k |
| 7 | 17.14 | 120 | 0 |
| 7 | 68.57 | 120 | 1 |
| 7 | 120 | 120 | 2 |
考虑到实际安装需求，机械夹角αmH选取为68.57度。此时，相邻两霍尔器件4之间的电气夹角αeH＝120度。
在本实施例中，霍尔器件4的外端离转子铁芯5圆心的最大距离为d，转子最大外圆至转子铁芯5的圆心的距离为Rrt，满足d≤Rrt，使得霍尔器件4与定子无机械上的干涉。
本实施例中，多片磁钢7由钕铁硼或钐钴材料制成，优选由钕铁硼材料制作而成，可提高电动机的功率密度和效率，使得电动机的体积小、重量轻。
实施例2：
如图5所示，本实施例是实施例1的优选实施例，本实施例一种具有霍尔传感器组件的电动机，包括定子铁芯1、转子铁芯5和霍尔传感器组件10，所述定子铁芯套设在所述转子铁芯外侧，所述霍尔传感器组件包括扇环形基板9和设置在所述基板9上的面向转子铁芯5外端面的多个霍尔器件4，所述每一个霍尔器件4分别插接在对应的插槽8上，所述霍尔器件4与插槽8可以采用过盈配合或卡接的方式连接，且相邻两霍尔器件4之间的机械夹角小于120度。
优选地，所述霍尔器件4个数为三个。
具体地，所述定子铁芯1设置有多个绕组。所述定子铁芯1包括定子齿2、定子齿极靴2a和定子齿根部2b，所述两定子齿2之间形成定子槽3，所述两定子齿极靴2a之间形成定子槽口3c。
假定所述电动机的极对数为p，所述相邻两霍尔器件4之间的机械夹角k为自然数，满足
也即相邻两霍尔器件4之间的机械夹角本实施例相邻两霍尔器件的机械夹角αmH设为小于120度，大大节约了电动机的安装空间。
如图2所示，所述霍尔器件4离所述转子铁芯5外端面的轴向距离为1-3mm，而不再插入到定子槽3或定子齿2上开设的凹槽中，大大提高了霍尔器件4工作的可靠性。
如图5所示，霍尔器件4的外周部设有突出设置在塑料材质的用于保护霍尔器件4的插槽8，所述插槽8以整体的型式共同设置在霍尔器件4的外周部。
图4是本实施例的转子刨面图，所述转子主要由转子铁芯5和插入至所示转子铁芯5内的呈轮辐式排列的多片磁钢7组成，转子铁芯5圆心中心处设有转子轴6，多片磁钢7形成14个磁极也即7对极)。单片磁钢7正反面的极性相反，相邻两磁钢7彼此面对的一面的磁钢7的极性相同。所述轮辐式磁钢结构转子大大提高了由磁钢7提供的磁通量，提高了电动机的输出功率。
本实施例中作为一个特例，优选定子槽3的个数为12，转子形成14个磁极，即7对极，电动机的基波绕组系数较高，达到0.933，可有效减少绕组的发热损失。
当转子形成14个磁极时，极对数p＝7。此时自然数k满足：0≤k＜2，也即k可以选取为0或1。
考虑到实际安装需求，选择k＝1，此时机械夹角αmH为68.57度。此时，相邻两霍尔器件4之间的电气夹角αeH＝120度。
在本实施例中，霍尔器件4的外端离转子铁芯5圆心的最大距离为d，转子最大外圆至转子铁芯5的圆心的距离为Rrt，满足d≤Rrt，使得霍尔器件4与定子无机械上的干涉。
本实施例中，多片磁钢7由钕铁硼或钐钴材料制成，优选由钕铁硼材料制作而成，可提高电动机的功率密度和效率，使得电动机的体积小、重量轻。
实施例1与实施例1的区别在于，实施例1中插槽8分为单独的几个，实施例2中插槽8为一体式设计，整体设置在霍尔器件4的外周部。在固定霍尔器件4的同时加强了环形基板9的强度。
综上所述，本实用新型具有如下有益效果：
本实用新型相邻两霍尔器件之间的机械夹角较小，节约了电动机的安装空间，提高了霍尔器件工作的可靠性。本实用新型霍尔器件插接在所述插槽中，具有保护霍尔器件的作用，同时方便霍尔器件的拆卸检修和更换安装。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，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 (10)
1.一种具有霍尔传感器组件的电动机，其特征在于：包括定子铁芯(1)、转子铁芯(5)和霍尔传感器组件(10)，所述定子铁芯(1)套设在所述转子铁芯(5)外侧，所述霍尔传感器组件(10)包括扇环形基板(9)和设置在所述基板(9)上的面向转子铁芯(5)外端面的多个霍尔器件(4)，一个霍尔器件(4)插接在一个对应的插槽(8)上，且相邻两霍尔器件(4)之间的机械夹角小于120度。
2.根据权利要求1所述的一种具有霍尔传感器组件的电动机，其特征在于：所述定子铁芯(1)上设置有多个绕组，所述转子铁芯(5)内设置有多片磁钢(7)。
3.根据权利要求2所述的一种具有霍尔传感器组件的电动机，其特征在于：所述多片磁钢(7)呈轮辐式插接在所述转子铁芯(5)内。
4.根据权利要求1所述的一种具有霍尔传感器组件的电动机，其特征在于：所述相邻两霍尔器件(4)之间的机械夹角度，P为电动机极对数，k为自然数，0≤k＜2。
5.根据权利要求1所述的一种具有霍尔传感器组件的电动机，其特征在于：所述相邻两霍尔器件(4)之间的机械夹角度。
6.根据权利要求1所述的一种具有霍尔传感器组件的电动机，其特征在于：所述霍尔器件(4)的外端离所述转子铁芯(5)圆心的最远距离为d，所述转子最大外圆至所述转子铁芯(5)的圆心的距离为Rrt，d≤Rrt。
7.根据权利要求1所述的一种具有霍尔传感器组件的电动机，其特征在于：所述霍尔器件(4)离所述转子铁芯(5)外端面的轴向距离为1-3mm。
8.根据权利要求1所述的一种具有霍尔传感器组件的电动机，其特征在于：所述插槽(8)的材料为塑料。
9.根据权利要求1所述的一种具有霍尔传感器组件的电动机，其特征在于：所述插槽(8)个数与霍尔器件(4)相同或呈一体式设计。
10.根据权利要求2所述的一种具有霍尔传感器组件的电动机，其特征在于：所述多片磁钢(7)的材料为钕铁硼或钐钴。
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| CN201822119842.5U CN209283062U (zh) | 2018-12-17 | 2018-12-17 | 一种具有霍尔传感器组件的电动机 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112383202A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-02-19 | 江苏苏美达五金工具有限公司 | 一种直流永磁无刷电机霍尔传感器 |
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- 2018-12-17 CN CN201822119842.5U patent/CN209283062U/zh active Active
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