CN214101134U - 电机霍尔线路板的安装和定位结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电机霍尔线路板的安装和定位结构，它使用电机中，该电机的定子和转子同轴可旋转装配在定子座上，所述定子和转子的一侧设计有与所述定子座固定装配的内盖，所述内盖上装配有与定子、转子轴线垂直的电路板，所述电路板上装配有伸向转子磁块位置的两个以上的霍尔，所述电路板与霍尔之间通过固定板一体连接，所述固定板为垂直于所述电路板的弧形面板，所述霍尔的金属爪穿过固定板的端部与电连接孔焊接；所述定子靠近电路板的一侧加工有两个以上竖直的定位孔，所述固定板的远离电路板一侧加工有与所述定位孔限位装配的定位凸起。这种结构大大优化了传统的电流换向结构，使得定子的电流换向相对转子的实际位置判定更加的精确。

Description

电机霍尔线路板的安装和定位结构

技术领域

本实用新型属于无刷电机电流换向技术领域，具体涉及一种电机霍尔线路板的安装和定位结构。

背景技术

在电机工作的过程中，需要在定子线圈中输入交变电流产生交变磁场，从而驱动带有磁钢的转子旋转，无刷电机通过霍尔等电磁电子元件代替传统的机械电刷结构进行直流电的电流换向操作，使得电机在运行时没有磨损，故障率低，使用寿命更久，同时空载电流小，电机整体体积更小，效率高。但是传统的无刷霍尔结构具有天然的缺点。在使用霍尔检测进行电流换向的结构中，需要通过霍尔去精确感应磁钢的位置从而进行换向，但是由于转子中需要使用多对的磁钢结构来进行电磁感应，这样在使用霍尔感应磁钢位置时，需要在转子转动一圈时感应多对的磁钢，这样当霍尔位置相对定子转子位置不够精确时，其误差会根据转子中使用磁钢的对数成对应倍数增长。例如在使用八对磁钢的电机中，霍尔相对定转子轴心每一度误差，会造成磁钢旋转过程中与电流换向之间8度以上的误差。霍尔电机的原有的问题，如电机运行时的振动问题；共振的噪音问题；电机工作时能耗损失问题都会随着霍尔位置的误差成几何倍数增长。这种问题极大的限制了无刷电机的发展。传统的霍尔结构常常直接采用焊接的方式安装在电机机壳内部，这种霍尔结构不仅加工精度要求非常高，而且安装工序也烦琐，设计和装配成本较高，同时需要在电机装配时预留具有较大的装配空间和散热空间，使得传统电机结构很难做的比较小巧紧凑，传统结构中安装在定子中的霍尔元件极容易被烧坏。这些大大限制了电机的使用场景。

在授权公告号为CN 203233292 U以及公告号为CN 203233293 U的专利中，分别公开了一种电机霍尔板的安装结构和一种电机霍尔元件的安装结构，这两个专利中，虽然霍尔板的电机使用结构虽然有效缩小了电机的体积，使得霍尔可以作为装配件使用在电机结构中，但是该结构中霍尔使用时，霍尔元件的需要分别通过霍尔座附着在电路板上，电路板装配在电机内部的包裹定子座上，这时的霍尔就需要通过定子座结构进行定位，而定子座还要通过其它结构与定子进行连接，这时霍尔和被测的变化磁通之间容纳了电机内部各个元件的公差，在进行装配时或产生较大的公差变化，因此使得通过电路板附着在定子座上的霍尔位置相对需要测定的运动磁力件位置不够精确，同时由于霍尔的装配需要通过金属爪焊接，一旦金属爪出现形变，这就使得霍尔相对电路板出现较大的位置误差，同时在上述专利中，由于各个霍尔需要分别通过单个的霍尔座装配在电路板上，这样很难保证各个霍尔之间的相对位置精度，同时分开装配也大大增加了霍尔板整体加工的成本。以上种种问题都使得霍尔板的霍尔位置相对定子和转子不够准确，同时在电机上使用该结构的成本也较为高昂。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提供一种结构简单，安装方便，对电机转速测定更加精确的电机霍尔线路板的安装和定位结构。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该电机霍尔线路板的安装和定位结构，它使用电机中，该电机的定子和转子同轴可旋转装配在定子座上，所述定子和转子的一侧设计有与所述定子座固定装配的内盖，所述内盖上装配有电路板，所述电路板上装配有伸向转子磁块位置的两个以上的霍尔，所述电路板与霍尔之间通过固定板一体连接，所述固定板上装配的各个霍尔靠近电机转子的外圈弧形排列，所述固定板与所述定子之间定位连接。

作为优选，所述转子同轴装配在环形的所述定子的内部。

作为优选，所述定子齿部靠近电路板的一侧加工有定位孔，具体来定位孔设计在定子齿部靠近电路板以及转子位置的端部，所述固定板的远离电路板一侧加工有与所述定位孔限位装配的定位凸起。

作为优选，所述霍尔的个数为三个，其中边侧的一个所述霍尔与齿部中连接A相线的起头槽位置开始按照转子旋转方向排列，靠近边侧起头的霍尔位于所述起头槽与所述定子轴心的连线上，三个所述霍尔沿靠近电机转子的外圈部分均匀排列。

作为优选，所述定子靠近电路板的一侧加工有两个以上竖直的定位孔，所述定位凸起采用圆柱结构，所述定位孔为圆形孔，设计在定子齿部靠近电路板一侧的端部，所述定位凸起与所述定位孔之间采用插入方式限位连接。

作为优选，所述霍尔在装配后其下表面与定子齿部的上表面之间具有间隙。

作为优选，所述电路板垂直于所述定子轴线，所述固定板为垂直于所述电路板的弧形面板，现将靠近电路板的固定板一侧称为内侧，远离电路板的一侧称为外侧，所述固定板的弧形尺寸与电机转子的尺寸对应设计。

作为优选，所述霍尔的耐高温材料包裹的主体固定一体加工在所述固定板的外侧，所述电路板上加工有连接霍尔金属爪的电连接孔，所述霍尔的金属爪从所述固定板的内侧伸出插入所述电路板电连接孔上，所述固定板的内侧贴紧在所述电路板的底部，所述霍尔的金属爪穿过固定板的端部与电连接孔焊接。

作为优选，两个以上所述固定板外侧的所述霍尔的主体在分布在定子同轴的弧形线上，所述固定板外侧霍尔主体所在的弧形线平行于所述电路板。

作为优选，所述电路板的前后边沿设计为弧形，所述内盖上部加工有与所述电路板弧形结构对应的镂空的安装槽，所述安装槽上设计有限位的肩沿，所述固定板的弧形方向与所述固定板的弧形方向对应，所述电路板的上平面低于所述内盖上部平面。

作为优选，所述电路板上加工有腰形孔，所述内盖上加工有螺纹孔，所述电路板使用螺钉穿过腰型孔与螺纹孔锁紧，所述电路板周边与安装槽之间具有装配间隙。

作为优选，所述转子靠近霍尔的一侧平面高于定子。即转子上磁力块从定子装配霍尔的一侧平面伸出，这样霍尔可以更加的靠近磁力块，这样磁力块在相对霍尔旋转时，霍尔可以检测到的磁通变化更大，霍尔的测量效果更好。

作为优选，所述内盖内侧面设计有向两侧引出的过线槽，所述过线槽的高度低于所述电路板，所述电路板的电路从下部伸出通入所述过线槽。这样不仅便于所述电路板在电机内部的过线连接，同时该电机内部的线路就可以从两端分别引出，大大降低过线空间的厚度。

作为优选，所述电路板上加工有贯通的线路孔，所述线路孔内附着有金属环，所述金属环与所述电路板的内部电路电连接。

作为优选，所述霍尔的主体一端伸出所述固定板的外侧。霍尔主体漏出固定板，使得霍尔与被测元件之间直接靠近，测量效果更好，同时可以大大减少固定板的用料，有效缩减霍尔板的装配空间。

本实用新型的有益效果在于：该电机霍尔线路板的安装和定位结构主要使用在电机中，用来对电机的转速进行精准测定，该模块使用时，通过所述定子座对电路板进行初步放置限位，然后通过所述固定板外侧的定位凸起插入所述定子的定位孔中，再将所述电路板与内盖锁死，这时由于电机的转子相对定子同轴旋转装配，在电机工作时，转子的磁力块相对定子上装配的固定板同轴旋转，这时由于在本模块中，霍尔经过所述固定板与电路板的一体加工成型，通过固定板内侧边沿定位，其位置相对电路板是精准的，不易弯折变形，同时通过固定板上定位凸起与定子上定位孔的定位，使得霍尔的位置相对定子来说也是精准的，而这种位置关系在整个的电机运动过程中，都不会产生变动，这样有效保证了霍尔接收磁力信号的准确性，使得霍尔可以精确反应转子相对定子位置发生的磁力变化情况，即转子的准确转动情况，这样通过电路板的整合发送就可以通过控制芯片控制定子的绕组部分作出准确电流换向。这种结构大大优化了传统的电流换向结构，使得定子的电流换向相对转子的实际位置判定更加的精确，同时这种结构采用一体化加工，使得电路板和霍尔精确定位组合为一个整体，装配时更加的方便，该模块通过定子的定位孔进行直接定位，保证了用来测量的霍尔元件直接相对转子的位置，使得整个结构的霍尔位置更加的固定准确，从而保证了相对转子位置电流换向时的精度。该结构通过伸出的弧形固定板固定霍尔的同时，也可以更加的方便将霍尔伸入到电机中靠近转子的部分，弧形的固定板保证了霍尔相对转子弧形位置的固定，这种结构也更加的贴合电机的内部结构，对霍尔元件采用和电路板一体的结构设计，通过设定结构直接利用定子位置进行限位，使得霍尔相对定子位置进行确定，安装方便隔热散热性少，节约空间，适用电机通用结构，可以方便的直接改进装配；使用范围更加的广泛。

附图说明

图1是电机霍尔线路板的安装和定位结构在电机上装配时的立体结构示意图。

图2是电路板通过固定板与电机的定子装配时正面的结构示意图。

图3霍尔、线路板和固定板一体结构的立体结构示意图。

图4霍尔、线路板和固定板一体结构背面的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型进一步说明：

本专利中所使用的方向性词语，该位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

如图1、图2、图3和图4所示，在本实施例中，该电机霍尔线路板的安装和定位结构主要使用在电机1中，该电机1的定子11和转子12同轴可旋转装配在定子座13上，所述定子11和转子12的一侧设计有与所述定子座13固定装配的内盖14，所述内盖14上装配有电路板，在本实施例中，如图1所示，装配后所示电路板与定子11、转子12轴线垂直，所述电路板2上装配有伸向转子12磁块位置的两个以上的霍尔3。所述电路板2与霍尔3之间通过固定板4一体连接，所述固定板4为垂直于所述电路板2的弧形面板，在本实施例中，现将靠近电路板2的固定板4一侧称为内侧，远离电路板2的一侧称为外侧，所述固定板4的弧形尺寸与电机1转子12的尺寸对应设计，所述霍尔3的耐高温材料包裹的主体固定一体加工在所述固定板4的外侧，所述电路板2上加工有连接霍尔3金属爪的电连接孔，所述霍尔3的金属爪从所述固定板4的内侧伸出插入所述电路板2电连接孔上，所述固定板4的内侧贴紧在所述电路板2的底部，所述霍尔3的金属爪穿过固定板4的端部与电连接孔焊接；所述定子11靠近电路板2的一侧加工有两个以上竖直的定位孔111，具体来说在本实施例中设计在定子11齿部靠近电路板以及转子12位置的一侧的端部。所述固定板4的远离电路板一侧加工有与所述定位孔111限位装配的定位凸起41。

该电机霍尔线路板的安装和定位结构主要使用在电机中，用来对电机的转速进行精准测定，该模块使用时，通过所述定子座11对电路板2进行初步放置限位，然后通过所述固定板4外侧的定位凸起41插入所述定子11的定位孔111中，再将所述电路板2与内盖14锁死，这时由于电机1的转子12相对定子11同轴旋转装配，在电机1工作时，转子12的磁力块相对定子11上装配的固定板4同轴旋转，这时由于在本模块中，霍尔经过所述固定板与电路板的一体加工成型，通过固定板内侧边沿定位，其位置相对电路板是精准的，不易弯折变形，同时通过固定板4上定位凸起41与定子11上定位孔111的定位，使得霍尔3的位置相对定子11来说也是精准的，而这种位置关系在整个的电机运动过程中，都不会产生变动，这样有效保证了霍尔3接收磁力信号的准确性，使得霍尔3可以精确反应转子12相对定子11位置发生的磁力变化情况，即转子12的准确转动情况，这样再通过电路板2的整合发送就可以通过控制芯片的计算准确的进行定子11绕组的电流换向。这种结构大大优化了传统的电流霍尔换向结构，使得定子的电流换向相对转子12的实际位置判定更加的精确，同时这种结构采用一体化加工，使得电路板2和霍尔3精确定位组合为一个整体，装配时更加的方便，该模块通过定子11的定位孔111进行直接定位，保证了用来测量的霍尔3元件直接相对转子12的位置，使得整个结构的霍尔3位置更加的固定准确，从而保证了相对转子12位置电流换向时的精度。该结构通过伸出的弧形固定板4固定霍尔3的同时，也可以更加的方便将霍尔3伸入到电机1中靠近转子12的部分，弧形的固定板4保证了霍尔3相对转子12弧形位置的固定。这种结构也更加的贴合电机1的内部结构，对霍尔3元件采用和电路板2一体的结构设计，通过设定结构直接利用定子11位置进行限位，使得霍尔3相对定子11位置进行确定，安装方便隔热散热性少，节约空间，适用电机通用结构，可以方便的直接改进装配；使用范围更加的广泛。

如图1和图2所示，在本实施例中，所述霍尔3的个数为三个，电机中需要使用三相电源，所述霍尔3需要测定转子的转动情况，根据转子相对定子的实际角度位置来判定电流的变换。定子绕组根据连接线路的不同分为A、B、C三相，这三者之间的绕组在电机转子运动过程中存在着换向角度关系，通常采用120°。而在该结构具体设计时，所述霍尔3从电机定子11齿部中连接A相线的起头槽112位置开始按照转子12旋转方向排列。以本实施例图2为例，在本实施例中转子12逆时针旋转，定子中用来绕线的齿部上缠绕A相线起始位置的槽口即为所述起头槽112，这时3个所述霍尔3从起头槽112正对位置开始设计排列，另外两个霍尔3沿逆时针方向根据电流的换向角度来具体设计。其中靠近边侧起头的霍尔3，即图2中左侧的霍尔位于所述起头槽112与所述定子11轴心的连线上，三个所述霍尔3沿靠近电机转子12的外圈部分均匀排列。起头槽112与起头霍尔3的正对设计，这样当霍尔3检测到转子12磁场变化发出信号进行电流变相时，可以同步进行电流变换，相比其他位置的装配，该位置进行测定没有误差，同时在转子12相对定子不规律旋转时，霍尔3的检测转向不受影响。

在具体设计时如图1所示，所述转子12设计在所述定子11的内圈。即在本实施例中采用内转子结构，内转子结构便于轴向力的旋转输出，可以方便的外加减速结构，同时定子的外设使得电机的散热面积更大，电机的各项性能更好。可以方便的使用在电动助力自行车的电机中。

在具体设计时，如图1和图4所示，所述固定板4外侧的所述霍尔3的主体在同一弧形线上，所述固定板4外侧霍尔3主体所在的弧形线平行于所述电路板2。由于所述内盖14固定在定子座13上之后，内盖14与转子12的高度固定，这样霍尔3的高度与转子高度固定，同时由于固定板4与转子12同轴设计，这样在所述电路板2装配在所述内盖14上时，可以保证所述霍尔3主体所在弧线与电机1转子12同轴。这样可以使得每个霍尔3位置相对转子12旋转的位置都更加的精确。

在具体设计时，如图1、图2和图3所示，同时所述电路板2的前后边沿设计为弧形，所述内盖14上部加工有与所述电路板2弧形结构对应的镂空的安装槽141，所述安装槽141上设计有限位的肩沿142，所述固定板4的弧形方向与所述电路板2的弧形方向对应。这种设计方式便于电路板2与内盖14的装配，使得电路板的电路可以从下部直接从电机内部通过接入主电路中，同时弧形设计与电机结构贴合，可以有更多的设计余量，便于整体的结构布局。另外，所述电路板的上平面低于所述内盖上部平面，这样不仅便于外部定子座安装，同时便于电路板的散热，有助于提高电机寿命。

在具体设计时，如图1和图2所示，所述电路板2上加工有腰形孔，所述内盖14上加工有螺纹孔，所述电路板2使用螺钉穿过腰型孔与螺纹孔锁紧，所述电路板周边与安装槽141之间具有装配间隙。腰孔和间隙结构的设计不仅便于装配，同时方便电路板的散热。

在具体设计时，如图3和图4所示，所述电路板2上加工有贯通的线路孔22，所述线路孔22内附着有金属环，所述金属环与所述电路板2的内部电路电连接。这样通过插头结构，就可以将外部电器元件通过对应的插头插入该电路板的线路孔22中，从而方便实现外部元器件接入电路的连接方式。

在具体设计时，如图4所示，所述霍尔3的主体一端伸出所述固定板4的外侧。这样可以使得霍尔3工作时不受干扰，测量更加的准确。所述转子12靠近霍尔3的一侧平面高于定子11。这样转子12上磁力块从定子装配霍尔3的一侧平面伸出，这样霍尔3可以更加的靠近磁力块，这样磁力块在相对霍尔3旋转时，霍尔3可以检测到的磁通变化更大，霍尔3的测量效果更好。固定板4的弧形结构与多个霍尔3的一体装配，可以方便的将所述霍尔3通过所述固定板4深入到靠近转子12的位置。这样可以大大提高空间的利用率，同时使得霍尔3和转子12的磁力块更加的接近，使得该模块整体的测量更加准确。

具体设计时，所述内盖14内侧面设计有向伸出安装台，所述内盖14下部加工有过线槽15，所述过线槽15的高度低于所述电路板2。所述过线槽15的出口位置伸入到所述电路板2下部。这样过线槽15的设计可以使得电路板2的接电线路方便的从内盖14下部通过，便于电路板2的线路接入主电路，同时对电路板的过线进行整理归纳，防止线路外排造成混乱。在本实施例中，所述内盖内侧面设计有向两侧引出的所述过线槽15。这样不仅便于所述电路板2在电机内部的过线连接，同时该电机内部的线路就可以从两端分别引出，从而可以减少每侧的线路说，使得过线槽15深度降低，大大降低过线空间的厚度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电机霍尔线路板的安装和定位结构，它使用电机（1）中，该电机（1）的定子（11）和转子（12）同轴可旋转装配在定子座（13）上，所述定子（11）和转子（12）的一侧设计有与所述定子座（13）固定装配的内盖（14），所述内盖（14）上装配有电路板（2），所述电路板（2）上装配有伸向转子（12）磁块位置的两个以上的霍尔（3），其特征在于：所述电路板（2）与霍尔（3）之间通过固定板（4）一体连接，所述固定板（4）上装配的各个霍尔（3）靠近电机转子的外圈弧形排列，所述固定板（4）与所述定子（11）之间定位连接。

2.根据权利要求1所述的电机霍尔线路板的安装和定位结构，其特征在于：所述转子（12）同轴装配在环形的所述定子（11）的内部。

3.根据权利要求1或2所述的电机霍尔线路板的安装和定位结构，其特征在于：所述定子（11）的齿部靠近电路板（2）的一侧加工有定位孔（111），所述固定板（4）的远离电路板一侧加工有与所述定位孔（111）限位装配的定位凸起（41）。

4.根据权利要求3所述的电机霍尔线路板的安装和定位结构，其特征在于：所述霍尔（3）的个数为三个，所述霍尔（3）从电机定子（11）齿部中连接A相线的起头槽（112）位置开始按照转子（12）旋转方向排列，其中靠近边侧起头的霍尔（3）位于所述起头槽（112）与所述定子（11）轴心的连线上，三个所述霍尔（3）沿靠近电机转子（12）的外圈部分均匀排列。

5.根据权利要求3所述的电机霍尔线路板的安装和定位结构，其特征在于：所述定子（11）靠近电路板（2）的一侧加工有两个以上竖直的定位孔（111），所述定位凸起（41）采用圆柱结构，所述定位孔（111）为圆形孔，设计在定子（11）齿部靠近电路板（2）一侧的端部，所述定位凸起（41）与所述定位孔（111）之间采用插入方式限位连接。

6.根据权利要求3所述的电机霍尔线路板的安装和定位结构，其特征在于：所述霍尔（3）在装配后其下表面与定子（11）齿部的上表面之间具有间隙。

7.根据权利要求1或2所述的电机霍尔线路板的安装和定位结构，其特征在于：所述电路板垂直于所述定子轴线，所述固定板（4）为垂直于所述电路板（2）的弧形面板，所述固定板（4）的弧形尺寸与电机（1）转子（12）的尺寸对应设计。

8.根据权利要求5所述的电机霍尔线路板的安装和定位结构，其特征在于：所述霍尔（3）的耐高温材料包裹的主体固定一体加工在所述固定板（4）的外侧，所述电路板（2）上加工有连接霍尔（3）金属爪的电连接孔，所述霍尔（3）的金属爪从所述固定板（4）的内侧伸出插入所述电路板（2）电连接孔上，所述固定板（4）的内侧贴紧在所述电路板（2）的底部，所述霍尔（3）的金属爪穿过固定板（4）的端部与电连接孔焊接。

9.根据权利要求1或2所述的电机霍尔线路板的安装和定位结构，其特征在于：所述电路板（2）的前后边沿设计为弧形，所述内盖（14）上部加工有与所述电路板（2）弧形结构对应的镂空的安装槽（141），所述安装槽（141）上设计有限位的肩沿（142），所述固定板（4）的弧形方向与所述电路板（2）的弧形方向对应，所述电路板的上平面低于所述内盖上部平面。

10.根据权利要求1所述的电机霍尔线路板的安装和定位结构，其特征在于：所述内盖（14）内侧面设计有向两侧引出的过线槽（15），所述过线槽（15）的高度低于所述电路板，所述电路板的电路从下部伸出通入所述过线槽。

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