CN218514248U - 外转子永磁电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种外转子永磁电机，包括转子(1)和定子(2)，所述转子(1)上设有永磁体(10)，所述定子(2)上设有用于感应转子(1)上永磁体(10)磁场的编码器(7)；与现有技术相比，省去了原先的磁环，使得整个装置中也就转子上永磁体和定子上的线圈产生磁场，相互之间干扰较小，且这两者本身就需要相互作用的，磁场较稳定，则编码器的感应精度也就较高、较准确，又减少了占用的空间，使得的装置整体的体积相对较小，同时又省去了安装磁环的工序，安装较简便，安装效率较高，从而提高生产效率，不但降低生产成本，还降低了用工成本；也就不存在磁环变形或收外物影响，而导致编码器感应不准确的问题，则运行的稳定性较好。

Description

外转子永磁电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其是涉及一种外转子永磁电机。

背景技术

近年来随着永磁体技术的发展，永磁电机相对于传统的交流异步电机，由于电能转换机械能转换效率较高，较低的起动电流和大起动转矩等技术优势，使得永磁电机在电动汽车领域得到广泛使用。已知的外转子永磁电机被广泛应用于电动自行车、滑板车、平板车的轮毂电机以及电动汽车的驱动电机生产制造领域。而此类外转子永磁电机上安装有编码器。

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、角度和距离等，在电机控制中，编码器用来将采集到的电机旋转的速度、位置、角度和距离等信息反馈给电机驱动器，电机驱动器根据反馈的信号，再来控制电机旋转，形成闭环控制，以达到精确控制电机旋转的速度、位置、角度和距离，对电机的控制中起着关键作用。编码器有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。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种感应精度较高，体积相对较小，及成本相对较低的外转子永磁电机。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种外转子永磁电机，包括转子和定子，所述转子上设有永磁体，所述定子上设有用于感应转子上永磁体磁场的编码器。

与现有技术相比，本实用新型由于编码器设置后，编码器是通过感应转子上永磁体磁场来计算电机旋转的速度、位置、角度和距离信息，故省去了原先的磁环，使得整个装置中也就转子上永磁体和定子上的线圈产生磁场，相互之间干扰较小，且这两者本身就需要相互作用的，磁场较稳定，则编码器的感应精度也就较高、较准确，又减少了占用的空间，使得的装置整体的体积相对较小，同时又省去了安装磁环的工序，安装较简便，安装效率较高，从而提高生产效率，不但降低生产成本，还降低了用工成本；也就不存在磁环变形或收外物影响，而导致编码器感应不准确的问题，则运行的稳定性较好。

进一步的，所述编码器包括PCB板和传感器；所述传感器与PCB板信号连接；则编码器的零部件相对较少，加工和组装也就效率较高，可降低编码器的生产成本。

进一步的，所述PCB板位于定子的一端，且所述传感器位于定子的外周面上或定子的一端端面上；则这样设置后，不用改变原先的定子结构，使得原先的大部分定子模具均可通用，从而可以大幅降低工厂转型的生产成本。

进一步的，所述定子的外周面上内凹，传感器位于内凹内；则这样设置后，使得传感器连接的稳定性更好，同时外物又不容易刮碰到传感器，并且传感器更加贴近转子上的永磁体，灵敏度也就更高，故性能的综合效果较好。

进一步的，所述定子的一端的端面上设有凹槽，所述传感器位于凹槽内；则这样设置后，由于定子支架是由多个定子冲片层叠而成，则凹槽对应的位置在若干个定子冲片上冲孔，层叠后即可形成，故加工较简单，加工成本也较低。

进一步的，所述凹槽在定子的外周面上设有开口；则将若干个定子冲片上冲开口，然后层叠即可形成，而开口设置后又使得传感器可直接对着转子的永磁体，也更加贴近转子的永磁体，干扰也就较小，而灵敏度也就随之增加。

进一步的，传感器与定子的外周面平齐；则传感器更加贴近转子的永磁体，使得传感器的感应精度也就更高、准确性也更好，进而使得控制器对电机的控制更加精确，电机的能耗也就更低。

进一步的，所述PCB板为环形结构，所述定子一端的端面上设有安装孔，且PCB板上设有与安装孔一一对应的连接孔；则环形的PCB板设置后，使得PCB板的面积相对较大，而PCB板的元器件可相隔相对较开，使得各元器件散热效果较好，同时也可使得传感器可直接焊接在PCB板上，减少磁场对信号传输的干扰，保证信号传输的稳定性。

进一步的，所述PCB板位于定子的支架内；则这样设置后，PCB板可充分利用定子的支架的空间，使得结构更加紧凑，体积更小。

进一步的，所述PCB板与定子的支架之间留有间隙；则间隙设置后，可有效地防止定子上的热量传导到PCB板上，从而保证PCB板在连续长时间工作时的稳定性。

附图说明

以下将结合附图和优选实施例来对本实用新型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实用新型范围的限制。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为本实用新型外转子永磁电机实施例一的结构示意图；

图2为图1中A部分的放大图；

图3为本实用新型外转子永磁电机实施例二的结构示意图；

图4为本实用新型外转子永磁电机实施例三的结构示意图；

图5为本实用新型外转子永磁电机实施例五的结构示意图。

其中，附图标记具体说明如下：1、转子；2、定子；3、支架；4、轴；5、主体；6、外端盖；7、编码器；8、PCB板；9、传感器；10、永磁体；11、连接孔；12、安装孔；13、内凹；14、凹槽；15、铁芯；16、定子铁芯。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

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。

实施例一

如图1和图2所示，一种外转子永磁电机，包括转子1和定子2，当然还包括转子1的铁芯15和定子2的支架3，以及与定子2固定连接的轴4(还包括其它零部件，但由于本申请的发明创造未涉及，故在此不再赘述)；转子1传动连接有轮毂，轮毂分为主体5和外端盖6，主体5和外端盖6均转连接的轴4上，并且主体5和外端盖6连接后形成容置转子1和定子2的空腔；转子1的铁芯15位于主体5上，铁芯15由若干片转子1冲片层叠而成，且铁芯15嵌合有多个永磁体10，多个永磁体10沿周向分布；定子2的支架3上固定连接有由多片定子2冲片层叠而成的定子铁芯16，定子2的定子铁芯16缠绕有线圈，定子2上设有用于感应转子1上永磁体10磁场的编码器7。

编码器7包括PCB板8和传感器9，PCB板8为两块，且PCB板8为弧形结构，两块PCB板8通过螺栓固定在定子2的定子铁芯16上，并且PCB板8位于定子2的定子铁芯16与外端盖6之间的位置上，定子2的定子铁芯16与外端盖6之间本来就留有间隙，该间隙完全有足够的空间用来设置PCB板8，故也就不会对电机整体的体积造成影响；传感器9为多个，传感器9与对应的PCB板8信号连接；定子2的定子铁芯16的外周面上设有内凹13，传感器9通过胶水粘接在对应的内凹13内，传感器9粘接后，传感器9的表面没有超出内凹13，从而保证传感器9不影响定子2的定子铁芯16和转子1的铁芯15之间的原有间隙，同时在转子1的铁芯15遮挡的作用下，外物很难进入到内凹13处而影响传感器9，故传感器9使用稳定性较好。

实施例二

如图3所示，一种外转子永磁电机，包括转子1和定子2，当然还包括转子1的铁芯15和定子2的支架3，以及与定子2固定连接的轴4；转子1传动连接有轮毂，轮毂分为主体5和外端盖6，主体5和外端盖6均转连接的轴4上，并且主体5和外端盖6连接后形成容置定子2和转子1的空腔；转子1的铁芯15位于主体5上，铁芯15由若干片转子1冲片层叠而成，且铁芯15嵌合有多个永磁体10，多个永磁体10沿周向分布；定子2的支架3上固定连接有由多片定子2冲片层叠而成的定子铁芯16，定子2的定子铁芯16缠绕有线圈，定子2上设有用于感应转子1上永磁体10磁场的编码器7。

编码器7包括PCB板8和传感器9，PCB板8为环形结构，PCB板8通过螺栓固定在定子2的支架3上，并且PCB板8位于定子2的定子铁芯16与外端盖6之间的位置上；定子2的支架3面向外端盖6一端的端面上设有安装孔12，且PCB板8上设有连接片，一般连接片为四个，在PCB板8内壁上均布，连接片上设有与安装孔12一一对应的连接孔11，安装孔12为螺纹孔，螺栓与螺纹孔旋合。

PCB板8与定子2的支架3之间留有间隙，该间隙一般通过垫圈实现，即每个螺栓穿过连接孔11后，再穿过垫圈后与安装孔12旋合，垫圈设置后不但起到了隔热的作用，还起到了一定的缓冲减震的作用，从而使得PCB板8上的元器件连接稳定性较好，使用寿命较长。

实施例三

如图4所示，一种外转子永磁电机，包括转子1和定子2，当然还包括转子1的铁芯15和定子2的支架3，以及与定子2固定连接的轴4；转子1传动连接有轮毂，轮毂分为主体5和外端盖6，主体5和外端盖6均转连接的轴4上，并且主体5和外端盖6连接后形成容置定子2和转子1的空腔；转子1的铁芯15位于主体5上，铁芯15由若干片转子1冲片层叠而成，且铁芯15嵌合有多个永磁体10，多个永磁体10沿周向分布；定子2的支架3上固定连接有由多片定子2冲片层叠而成的定子铁芯16，定子2的定子铁芯16缠绕有线圈，定子2上设有用于感应转子1上永磁体10磁场的编码器7。

编码器7包括PCB板8和传感器9，PCB板8为环形结构，PCB板8通过螺栓固定在定子2的支架3，并且PCB板8位于定子2的支架3与外端盖6之间的位置上；定子2的支架3面向外端盖6一端的端面上设有安装孔12，且PCB板8上设有与安装孔12一一对应的连接孔11，安装孔12为螺纹孔，螺栓与螺纹孔旋合

定子2的定子铁芯16面向外端盖6一端的端面上设有凹槽14，传感器9通过胶粘接在凹槽14内，且凹槽14位于定子2的支架3近外边缘的位置处，便于传感器9感应转子1上永磁体10产生的磁场。

实施例四

一种外转子永磁电机，包括转子1和定子2，当然还包括转子1的铁芯15和定子2的支架3，以及与定子2固定连接的轴4；转子1传动连接有轮毂，轮毂分为主体5和外端盖6，主体5和外端盖6均转连接的轴4上，并且主体5和外端盖6连接后形成容置定子2和转子1的空腔；转子1的铁芯15位于主体5上，铁芯15由若干片转子1冲片层叠而成，且铁芯15嵌合有多个永磁体10，多个永磁体10沿周向分布；定子2的支架3上固定连接有由多片定子2冲片层叠而成的定子铁芯16，定子2的定子铁芯16缠绕有线圈，定子2上设有用于感应转子1上永磁体10磁场的编码器7。

编码器7包括PCB板8和传感器9，PCB板8为环形结构，PCB板8通过螺栓固定在定子2的支架3，并且PCB板8位于定子2的支架3与外端盖6之间的位置上

定子2的定子铁芯16面向外端盖6一端的端面上设有凹槽14，传感器9通过胶粘接在凹槽14内，且凹槽14在定子2的定子铁芯16的外周面上设有开口，传感器9粘接后，传感器9与定子铁芯16的外周面平齐，使得传感器9对转子1上永磁体10磁场的感应更加灵敏。

实施例五

如图5所示，一种外转子永磁电机，包括转子1和定子2，当然还包括转子1的铁芯15和定子2的支架3，以及与定子2固定连接的轴4；转子1传动连接有轮毂，轮毂分为主体5和外端盖6，主体5和外端盖6均转连接的轴4上，并且主体5和外端盖6连接后形成容置定子2和转子1的空腔；转子1的铁芯15位于主体5上，铁芯15由若干片转子1冲片层叠而成，且铁芯15嵌合有多个永磁体10，多个永磁体10沿周向分布；定子2的支架3上固定连接有由多片定子2冲片层叠而成的定子铁芯16，定子2的定子铁芯16缠绕有线圈，定子2上设有用于感应转子1上永磁体10磁场的编码器7。定子2的支架3通过支架与轴4固定连接。

编码器7包括PCB板8和传感器9，PCB板8为环形结构，PCB板8位于定子2的支架3内，PCB板8通过螺栓固定在定子2的支架上，PCB板8的外周面与定子2的支架3的内周面之间留有间隙；定子2的定子铁芯16的外周面上设有内凹13，传感器9通过胶水粘接在对应的内凹13内，传感器9粘接后，传感器9的表面没有超出内凹13，传感器9与PCB板8信号连接。当然也可将传感器9直接粘贴在定子2的定制冲片的槽口处(即绕线的槽口)，也就省去了内凹13或凹槽14的加工，加工更加简便，生产成本更低。

以上对本实用新型进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型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实用新型及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种外转子永磁电机，包括转子(1)和定子(2)，所述转子(1)上设有永磁体(10)，其特征在于：所述定子(2)上设有用于感应转子(1)上永磁体(10)磁场的编码器(7)。

2.根据权利要求1所述的外转子永磁电机，其特征在于：所述编码器(7)包括PCB板(8)和传感器(9)；所述传感器(9)与PCB板(8)信号连接。

3.根据权利要求2所述的外转子永磁电机，其特征在于：所述PCB板(8)位于定子(2)的一端，且所述传感器(9)位于定子(2)的外周面上或定子(2)的一端端面上。

4.根据权利要求3所述的外转子永磁电机，其特征在于：所述定子(2)的外周面上设有内凹(13)，传感器(9)位于内凹(13)内。

5.根据权利要求3所述的外转子永磁电机，其特征在于：所述定子(2)的一端的端面上设有凹槽(14)，所述传感器(9)位于凹槽(14)内。

6.根据权利要求5所述的外转子永磁电机，其特征在于：所述凹槽(14)在定子(2)的外周面上设有开口。

7.根据权利要求6所述的外转子永磁电机，其特征在于：传感器(9)与定子(2)的外周面平齐。

8.根据权利要求3所述的外转子永磁电机，其特征在于：所述PCB板(8)为环形结构，所述定子(2)一端的端面上设有安装孔(12)，且PCB板(8)上设有与安装孔(12)一一对应的连接孔(11)。

9.根据权利要求2所述的外转子永磁电机，其特征在于：所述定子(2)包括支架(3)，所述PCB板(8)位于定子(2)的支架(3)内。

10.根据权利要求9所述的外转子永磁电机，其特征在于：所述PCB板(8)与定子(2)的支架(3)之间留有间隙。

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