CN215452713U - 一种外转子电机 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种外转子电机，涉及电机技术领域，通过设置永磁体和编码器的相对位置，提高编码器的感应灵敏性；通过在定子支架内置容纳腔用于保护编码器，并且减少其他磁场干扰、节省空间；通过设置圆柱型永磁体径向充磁，减小磁场误差；通过设置多个轴承用于固定转轴，提高永磁体的稳定性。本公开提供的一种外转子电机具有结构简单、体积小、感应精度高、使用寿命长、结构稳定等优点。

Description

一种外转子电机

技术领域

本公开涉及电机技术领域，具体是涉及一种外转子电机。

背景技术

编码器是一个机械与电子紧密结合的精密测量器件，将信号或数据进行编码、转换，用以通讯、传输和存储的信号数据。编码器是传感器的一种，它主要用于检测机械运动的速度、位置、角度和距离，在电机控制中，编码器将电机的运行状态实时传送给电机控制器，实现电机的调速、启停，编码器在电机控制中起着关键作用。

编码器又分为光电编码器和磁编码器，其中光电编码器包括光电信号码盘和光电读头，光电编码器通过光信号来检测电机的速度、位置、角度和距离，但光电编码器不仅容易受到外界光的干扰，而且还容易受到灰尘及电机本身的油渍污染，对使用环境要求较高；其中磁编码器包括信号磁环和磁传感器，磁编码器通过磁场信号来检测电机的速度、位置、角度和距离，而目前磁编码器的磁传感器通常安装定子上，而信号磁环安装在外转子上，而在电机运行时，由于磁环、转子上永磁体和电机定子上线圈均产生磁场，则会造成相互干扰，从而影响磁传感器的感应精度，并且零件部件较多，占用的空间也相对较大。

目前，现有技术中已经记载了一些将编码安装在电机上的技术方案，如，公开号为：CN105449935B的发明专利公开了一种外转子电机，并具体公开了该外转子电机包括定子轴、与所述定子轴相配接的定子、设于所述定子外围的动子。其中所述定子具有电枢，所述电枢上均匀缠绕有电枢绕组，所述动子的内壁上设有永磁体贴片，所述外转子电机还包括编码器，所述编码器包括与所述定子轴配合的光栅片。该技术方案设置编码器安装在外转子电机上，并且设置有与定子轴配合的光栅片，这样的安装结构不仅会使磁编码器受到外界磁场的干扰，而且在电机运行时也会受到电机定子线圈产生的磁场干扰，使得编码器对电机的检测结果不精确。

如，授权公告号为：CN209016893U的实用新型专利公开了一种外转子电机编码器的安装结构，并具体公开了该安装结构包括转子、编码器和定子，转子包括外壳和轴，定子包括定子线圈、驱动PCB板和安装板，安装板上设有轴承孔，轴承孔内固定安装有轴承，轴与轴承相配合，定子线圈和驱动PCB板通过螺栓固定在安装板上，编码器为磁编码器或光电编码器，外壳上设有定位槽，信号磁环或光电信号码盘通过胶水粘接在定位槽内，传感器PCB或光电读头安装在定子上端，传感器PCB或光电读头通过接插件连接到PCB上，传感器PCB或光电读头与驱动PCB板电连接。该技术方案中编码器安装在电机内部，避免了编码器受外界光源或磁场的干扰和灰尘、油污的污染，电机内部的环境相对稳定，便于控制，并且可以保护脆弱的编码器。但是，该技术方案将编码器设置在转子和定子之间，编码器容易受到其他部件的刮蹭造成损坏，降低编码器使用寿命。另一方面，该电机内的编码器与磁环分别设置在定子表面，在加工过程中需要预留安装位置，大大增加了电机的体积和加工成本。

从现有技术公开的内容来看，目前外转子电机的编码器安装结构存在编码器容易受到外部环境干扰、检测结果不准确、容易受到刮蹭损坏、使用寿命短等缺陷。

实用新型内容

本公开针对现有技术中存在的编码器安装结构存在编码器容易受到外部环境干扰、检测结果不准确、容易受到刮蹭损坏、使用寿命短等问题，提供一种外转子电机，本公开所提供的装置具有结构简单、感应精度高等优点。

本公开的构思在于电机上设置有永磁体和用于感应永磁体磁场的编码器，二者相互作用，磁场稳定，编码器感应精度高。

进一步的，本公开的另一构思在于，通过改变电机上编码器和永磁体的安装位置，使得编码器不受其他磁场干扰，提高感应精度和准确性。

更进一步的，本公开的另一构思在于，在定子支架内设置有容纳腔用于安装编码器，保护编码器不受其他部件刮蹭，以达到延长使用寿命的目的。

更进一步的，本公开的另一构思在于，永磁体安装模块与轮毂端盖传动连接，用于控制永磁体旋转，使得编码器通过感应永磁体得到磁场信号，以达到控制电机的目的。

更进一步的，本公开的另一构思在于，永磁体安装模块设置在定子支架或电机轴上，永磁体安装在与编码器对应的位置，永磁体在电机工作状态下不改变位置，稳定性更好，编码器感应准确性更高，性能的综合效果更好。

更进一步的，本公开提供一种外转子电机，具体包括有转子、定子和轮毂，所述转子与定子通过电机轴连接，所述转子与轮毂传动连接，所述定子包括支架和线圈；

所述外转子电机还包括永磁体和用于感应永磁体磁场的编码器，所述定子支架上安装有编码器，所述永磁体设置在编码器的对侧；

所述永磁体与轮毂传动连接。

本申请将永磁体和编码器对立设置，永磁体与轮毂传动连接，使得永磁体结构稳定，则磁场稳定，编码器与永磁体之间需要相互作用，磁场稳定，则编码器的感应精度也就较高、较准确。

进一步的，永磁体的旋转轴线与编码器的中轴线重合。

永磁体和编码器的位置设置，使得二者之间的距离小，其他因素的干扰也就减少，而灵敏度随之提高。

在一些实施例中，所述定子支架内设置有容纳腔用于安装编码器。

编码器是传感器的一种，本技术方案通过在电机上安装编码器来实现对电机运行状况的检测。目前的编码器安装在电机上，其暴露在外的部分容易受到其他部件的刮蹭，而大大缩短了其工作寿命，提高了运行成本。本申请在定子支架内置容纳腔用于安装编码器，保护编码器不受外物刮碰，并且定子支架在电机上是静止不动的，编码器安装在定子支架上稳定、不易因运动状态改变而受损，提高灵敏度。另一方面，容纳腔结构设置在定子支架内，不需要占用另外的空间，使得装置整体体积相对较小。

在一些实施例中，所述外转子电机还包括永磁体安装模块，所述永磁体安装模块包括永磁体，所述永磁体安装模块设置在编码器的对侧，所述永磁体与编码器处于对应位置；

所述永磁体安装模块设置在定子支架或电机轴上。

现有技术中，编码器与永磁体分别设置在定子支架和转子上，永磁体随转子旋转，永磁体容易振动，稳定性不佳，编码器感应误差大。本申请将编码器设置在定子支架上，将永磁体安装模块设置在定子支架或电机轴上，永磁体设置在与编码器对应的位置，定子支架与电机轴是固定不动的，使得永磁体安装模块结构稳定，则磁场稳定，编码器的感应精度也就较高、较准确。

在一些实施例中，所述永磁体安装模块包括转轴，所述转轴设置有永磁体安装槽；

所述转轴与轮毂端盖传动连接。

本技术方案中，编码器通过感应永磁体的磁场来检测电机的工作状态，设置永磁体与轮毂端盖通过转轴传动连接，连接方式简单高效。

进一步的，所述永磁体为圆柱型，所述永磁体的充磁方向为径向充磁。

使用条形永磁体容易产生振动，并且其转动过程中，编码器感应磁场的误差大，精准度低。本技术方案采用圆柱型永磁体，在转动过程中不易产生振动，并且径向充磁使得编码器感应磁场的误差小，编码器可以精准感应磁场的变化，从而获得精准的检测结果，该设置提高了编码器的感应精度和准确性。

在一些实施例中，所述传动连接为齿轮连接。

进一步的，所述永磁体安装模块还包括轴承，所述轴承套设在转轴上；所述轴承至少为两个。

永磁体在转动过程中容易振动，本技术方案设置至少一个轴承用于固定转轴，进而使得整个永磁体结构更加稳定，因而磁场也更加稳定。

本申请提供一种外转子电机，包括转子、定子和轮毂，转子与定子通过电机轴连接，转子与轮毂传动连接，定子包括支架和线圈；编码器和永磁体对立设置在定子支架上，永磁体与轮毂传动连接；定子支架内置容纳腔用于安装编码器，永磁体与编码器呈径向分布，永磁体与轮毂端盖通过齿轮和转轴传动连接，利用至少一个轴承固定转轴，编码器通过感应永磁体的磁场检测电机的工作状态，进而实现控制电机运行。

本申请提供的一种外转子电机，通过设置永磁体和编码器的相对位置，提高编码器的感应灵敏性；通过在定子支架内置容纳腔用于保护编码器，并且减少其他磁场干扰；通过设置圆柱型永磁体径向充磁，减小磁场误差；通过设置多个轴承用于固定转轴，提高永磁体的稳定性。本公开提供的一种外转子电机具有结构简单、体积小、感应精度高、使用寿命长、结构稳定等优点。

附图说明

以下将结合附图和优选实施例来对本公开进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本公开范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅示意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。

图1：本公开一种外转子电机的剖面示意图；

图2：本公开一种实施例的示意图；

图3：本公开图1所示A处的放大图；

图4：本公开中永磁体充磁后的磁极分布示意图；

其中，1、转子；2、定子；3、支架；4、电机轴；5、主体；6、端盖；7、编码器；8、永磁体；9、转轴；10、齿轮；11、轴承。

具体实施方式

下面结合附图1至4，对本公开作详细的说明。

为了使本公开的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本公开进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本公开，并不用于限定本公开。

本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的公开中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其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，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

图1是本公开的一个具体的实施例，具体的如下：

本实施例具体提供一种外转子电机，包括转子1、定子2和轮毂，转子1和定子2通过电机轴4连接，转子1与轮毂传动连接，定子2包括支架3和线圈；轮毂分为主体5和端盖6，主体5和端盖6连接后形成容置转子1和定子2的空腔；

外转子电机还包括永磁体8和用于感应永磁体8磁场的编码器7，编码器7安装在定子2的支架3上，永磁体8设置在编码器7的对侧；

所述永磁体8与轮毂传动连接。

通过将永磁体8与编码器7对立设置，并通过轮毂与永磁体8传动连接，使得编码器7通过感应永磁体8的磁场变化获得电机的转动信息，定子2的支架3是固定结构，使得编码器7结构稳定，编码器7的感应精度和准确度也就随之提高。

进一步的，本公开还可以提供另一种实施例，如图1所示，具体的如下：

该实施例的构思主要在于，通过设置永磁体8和编码器7的相对位置来减小电机的体积。

本实施例具体提供一种外转子电机，包括转子1、定子2和轮毂，转子1和定子2通过电机轴4连接，转子1与轮毂传动连接，定子2包括支架3和线圈；轮毂分为主体5和端盖6，主体5和端盖6连接后形成容置转子1和定子2的空腔；

外转子电机还包括永磁体8和用于感应永磁体8磁场的编码器7，编码器7安装在定子2的支架3上，永磁体8设置在编码器7的对侧；所述永磁体8与轮毂传动连接；

永磁体8的旋转轴线与编码器7的中轴线重合；

定子2的支架3内设置有容纳腔用于安装编码器7。

编码器7安装在定子2的支架3内，保护编码器7不受其他部件刮碰，并且安装编码器7的容纳腔设置在定子2的支架3内，节省了安装空间，也减少其他磁场等因素对编码器7的干扰，大大提高了编码器7的使用寿命和感应精准度。永磁体8和编码器7的位置设置，使得二者之间的距离小，其他因素的干扰也就减少，而灵敏度随之提高。

更进一步的，本公开还可以提供另一种实施例，如图1所示，具体的如下：

该实施例的构思主要在于，通过设置永磁体8的安装模块提高编码器7的感应精准度。

本实施例具体提供一种外转子电机，包括转子1、定子2和轮毂，转子1和定子2通过电机轴4连接，转子1与轮毂传动连接，定子2包括支架3和线圈；轮毂分为主体5和端盖6，主体5和端盖6连接后形成容置转子1和定子2的空腔；

外转子电机还包括永磁体8和用于感应永磁体8磁场的编码器7，编码器7安装在定子2的支架3上，永磁体8设置在编码器7的对侧；所述永磁体8与轮毂传动连接；永磁体8的旋转轴线与编码器7的中轴线重合；定子2的支架3内设置有容纳腔用于安装编码器7；

外转子电机还包括永磁体8的安装模块，所述永磁体8的安装模块包括永磁体8，所述永磁体8的安装模块设置在编码器7的对侧，所述永磁体8与编码器7处于对应位置；

所述永磁体8的安装模块设置在定子支架上。

通过将永磁体8与编码器7均设置在定子2的支架3上，并通过轮毂与永磁体8传动连接，使得编码器7通过感应永磁体8的磁场变化获得电机的转动信息，定子2的支架3是固定结构，使得永磁体8的磁场稳定，编码器8的感应精度和准确度也就随之提高。

进一步的，本公开还可以基于上述实施方式提供另一种实施例，如图2所示，改变永磁体8的安装位置，将永磁体8的安装模块设置在电机轴4上，电机轴4与定子2的支架3都是固定在电机内，不随转子1旋转，保证了永磁体8的稳定性，提高编码器7的感应精准性。

更进一步的，本公开还可以提供另一种实施例，如图1至4所示，具体的如下：

该实施例的构思主要在于，通过设置圆柱型永磁体8径向充磁，减小磁场误差。

本实施例具体提供一种外转子电机，包括转子1、定子2和轮毂，转子1和定子2通过电机轴4连接，转子1与轮毂传动连接，定子2包括支架3和线圈；轮毂分为主体5和端盖6，主体5和端盖6连接后形成容置转子1和定子2的空腔；

外转子电机还包括永磁体8和用于感应永磁体8磁场的编码器7，编码器7安装在定子2的支架3上，永磁体8设置在编码器7的对侧；所述永磁体8与轮毂传动连接；永磁体8的旋转轴线与编码器7的中轴线重合；定子2的支架3内设置有容纳腔用于安装编码器7；

外转子电机还包括永磁体8的安装模块，所述永磁体8的安装模块包括永磁体8，所述永磁体8的安装模块设置在编码器7的对侧，所述永磁体8与编码器7处于对应位置；所述永磁体8的安装模块设置在定子支架上；

永磁体8安装模块包括转轴9，转轴9设置有永磁体8安装槽；转轴9与轮毂端盖6传动连接；

永磁体8为圆柱型，永磁体8的充磁方向为径向充磁。

转子1与轮毂传动连接，永磁体8与轮毂传动连接，即转子1带动轮毂转动，永磁体8受轮毂作用也随之转动，编码器7通过感应永磁体8磁场的变化得到电机旋转的信息，圆柱型永磁体8克服了条形永磁体容易振动的问题，并且圆柱型永磁体8转动过程中磁场分布均匀，编码器7感应误差小，提高感应精度和准确性。

更进一步的，本公开还可以提供另一种实施例，具体如下：

该实施例的构思主要在于，通过设置多个轴承11用于固定转轴9，提高永磁体8的稳定性。

本实施例具体提供一种外转子电机，包括转子1、定子2和轮毂，转子1和定子2通过电机轴4连接，转子1与轮毂传动连接，定子2包括支架3和线圈；轮毂分为主体5和端盖6，主体5和端盖6连接后形成容置转子1和定子2的空腔；

外转子电机还包括永磁体8和用于感应永磁体8磁场的编码器7，编码器7安装在定子2的支架3上，永磁体8设置在编码器7的对侧；所述永磁体8与轮毂传动连接；永磁体8的旋转轴线与编码器7的中轴线重合；定子2的支架3内设置有容纳腔用于安装编码器7；

外转子电机还包括永磁体8的安装模块，所述永磁体8的安装模块包括永磁体8，所述永磁体8的安装模块设置在编码器7的对侧，所述永磁体8与编码器7处于对应位置；所述永磁体8的安装模块设置在定子支架上；永磁体8安装模块包括转轴9，转轴9设置有永磁体8安装槽；所述转轴9与轮毂端盖6传动连接；所述永磁体8为圆柱型，所述永磁体8的充磁方向为径向充磁；

永磁体8安装模块还包括轴承11，所述轴承11套设在转轴9上；所述轴承11为两个。

永磁体8在转动过程中容易振动，本实施例设置至少一个轴承11用于固定转轴9，进而使得整个永磁体8结构更加稳定，因而磁场也更加稳定。

本申请提供一种外转子电机，包括转子1、定子2和轮毂，转子1与定子2通过电机轴4连接，转子1与轮毂传动连接，定子2包括支架3和线圈；编码器7安装在定子2的支架3上，永磁体8设置在编码器7的对侧，永磁体8与轮毂传动连接；定子2的支架3内置容纳腔用于安装编码器7，永磁体8安装模块设置在定子2的支架3或电机轴4上，永磁体8与编码器7处于对应位置；圆柱型永磁体8和编码器7呈径向分布，永磁体8与轮毂端盖6通过齿轮10和转轴9传动连接，利用两个轴承11固定转轴9，编码器7通过感应永磁体8的磁场检测电机的工作状态，进而实现控制电机运行。

本申请提供的一种外转子电机，通过设置永磁体8和编码器7的相对位置，提高编码器7的感应灵敏性；通过在定子2的支架3内置容纳腔用于保护编码器7，并且减少其他磁场干扰；通过设置圆柱型永磁体8径向充磁，减小磁场误差；通过设置多个轴承11用于固定转轴9，提高永磁体8的稳定性。本公开提供的一种外转子电机具有结构简单、体积小、感应精度高、使用寿命长、结构稳定等优点。

以上对本公开进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本公开的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本公开及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开原理的前提下，还可以对本公开进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本公开权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种外转子电机，其特征在于，所述外转子电机包括转子、定子和轮毂，所述转子与定子通过电机轴连接，所述转子与轮毂传动连接，所述定子包括支架和线圈；

所述外转子电机还包括永磁体和用于感应永磁体磁场的编码器，所述定子支架上安装有编码器，所述永磁体设置在编码器的对侧；

所述永磁体与轮毂传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种外转子电机，其特征在于，所述永磁体的旋转轴线与编码器的中轴线重合。

3.根据权利要求1所述的一种外转子电机，其特征在于，所述定子支架内设置有容纳腔用于安装编码器。

4.根据权利要求1所述的一种外转子电机，其特征在于，所述电机轴上设置有永磁体安装模块，所述永磁体安装模块包括转轴，所述转轴设置有永磁体安装槽。

5.根据权利要求1所述的一种外转子电机，其特征在于，所述定子支架上设置有永磁体安装模块，所述永磁体安装模块包括转轴，所述转轴设置有永磁体安装槽。

6.根据权利要求4或5所述的一种外转子电机，其特征在于，所述轮毂包括主体和端盖，所述转轴与轮毂端盖传动连接。

7.根据权利要求6所述的一种外转子电机，其特征在于，所述传动连接为齿轮连接。

8.根据权利要求1所述的一种外转子电机，其特征在于，所述永磁体为圆柱型，所述永磁体的充磁方向为径向充磁。

9.根据权利要求4或5所述的一种外转子电机，其特征在于，所述永磁体安装模块还包括轴承，所述轴承套设在转轴上。

10.根据权利要求9所述的一种外转子电机，其特征在于，所述轴承至少为一个。

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