CN218514249U - 外转子电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种外转子电机，包括转子(1)和定子(2)，所述转子(1)包括转子铁芯(13)，转子铁芯(13)上设有永磁体(10)，所述转子铁芯(13)上设有信号磁环(15)；所述定子(2)上设有用于信号磁环(15)上磁场的编码器(7)，且编码器(7)至少部分位于信号磁环(15)内；与现有技术相比，本实用新型具有感应精度较高，参数调整较精细，及整体性能相对较好的特点。

Description

外转子电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其是涉及一种永磁的外转子电机。

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。已知的永磁外转子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。而此类外永磁转子电机上均安装有编码器。

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、角度和距离等信息，为使用相对较多的编码器。

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，但通常磁传感器位于定子内，使得信号磁环的直径相对较小，则会造成信号信息数量相对较少，从而影响磁传感器反应的精度，导致处理器计算精度较差，使得电机的速度、位置、角度和距离等参数调整也较慢，最终影响电机的整体性能。

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，参数调整较精细，及整体性能相对较好的外转子电机。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种外转子电机，包括转子和定子，所述转子包括转子铁芯，转子铁芯上设有永磁体，所述转子铁芯上设有信号磁环；所述定子上设有用于信号磁环上磁场的编码器，且编码器至少部分位于信号磁环内。

与现有技术相比，本实用新型由于信号磁环设置转子铁芯上，且编码器至少部分位于信号磁环内，使得信号磁环的直径相对较大，则信号磁环提供的信号信息数量相对较多，编码器感应的信息也就更多，可反应出现的细微变化也就较多，经过计算后的参数也随之增加，从而使得反应的电机旋转的速度、位置、角度和距离等信息更灵敏，最后也就通过控制器调整各参数对应的偏差补偿也就更及时，电机的整体效率也就更高。故具有感应精度较高，参数调整较精细，及整体性能相对较好的特点。

进一步的，所述编码器包括PCB板和磁传感器；所述磁传感器与PCB板信号连接，且磁传感器位于信号磁环内；则这样设置后，可充分利用信号磁环内的空间，使得占用的空间相对较小，从而不影响原先电机的整体尺寸。

进一步的，所述定子包括定子铁芯，所述PCB板位于定子铁芯的一端，且所述磁传感器位于PCB板上；则这样设置后，使得PCB板连接的稳定性更好，磁传感器又可远离定子铁芯，并且磁传感器更加贴近转子上的信号磁环，灵敏度也就更高，故性能的综合效果较好。

进一步的，所述信号磁环粘贴在转子铁芯上；则这样设置后，零部件相对较少，安装也较简便，故生产成本较低。

进一步的，所述信号磁环与转子铁芯之间设有塑料连接件；则塑料连接件设置后，起到隔热的作用，防止转子铁芯上的热量传导到信号磁环而造成信号磁环出现消磁的情况发生，保证信号磁环使用的稳定性和可靠性，延长信号磁环的使用寿命。

进一步的，所述塑料连接件与信号磁环之间设有磁场屏蔽环；则磁场屏蔽环设置后，可减少转子上永磁体产生的磁场对信号磁环影响，从而保证磁传感器的感应精度，保证电机运行的性能。

进一步的，所述磁场屏蔽环的横截面为L型结构，磁场屏蔽环包覆信号磁环的外周面和信号磁环近塑料连接件的端面；则这种结构的磁场屏蔽环对应永磁体产生的磁场屏蔽效果相对较好，同时结构也相对简单，安装也简便。

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电机实施例二的结构示意图；

图4为本实用新型外转子电机实施例四的结构示意图。

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、转子铁芯；14、定子铁芯；15、信号磁环；16、塑料连接件；17、磁场屏蔽环。

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，一种外转子电机，包括转子1和定子2，当然还包括定子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包括转子铁芯13，转子铁芯13由若干片转子冲片层叠而成，且转子铁芯13上嵌合有多个永磁体10，多个永磁体10沿周向分布，转子铁芯13上设有信号磁环15，信号磁环15通过粘接剂粘贴在转子铁芯13上，信号磁环15位于转子铁芯13与外端盖6之间本来就留有间隙处，该间隙完全有足够的空间用来设置信号磁环15，不会对电机整体的体积造成影响；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14，定子2的定子铁芯14缠绕有线圈；定子2上设有用于信号磁环15上磁场的编码器7，且编码器7至少部分位于信号磁环15内。

编码器7包括PCB板8和磁传感器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14上，并且PCB板8位于定子2的定子铁芯14与外端盖6之间的位置上，而定子2的定子铁芯14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；磁传感器9为多个，磁传感器9焊接在PCB板8上，且磁传感器9均位于信号磁环15内。

实施例二

如图3所示，一种外转子电机，包括转子1和定子2，当然还包括定子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包括转子铁芯13，转子铁芯13由若干片转子冲片层叠而成，且转子铁芯13上嵌合有多个永磁体10，多个永磁体10沿周向分布，转子铁芯13上设有信号磁环15，信号磁环15位于转子铁芯13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信号磁环15，不会对电机整体的体积造成影响；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14，定子2的定子铁芯14缠绕有线圈；定子2上设有用于信号磁环15上磁场的编码器7，且编码器7至少部分位于信号磁环15内。

编码器7包括PCB板8和传感器9，PCB板8为环形结构，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，螺栓穿过连接孔11后与安装孔12旋合，并且PCB板8位于定子2的定子铁芯14与外端盖6之间的位置上，而定子2的定子铁芯14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，PCB板8的外周面上设有容置传感器9的内凹，传感器9位于内凹内，且传感器9的侧壁与PCB板8的外周面平齐，这样可以减小编码器7的整体体积，提高设备的空间利用率，传感器9焊接在PCB板8上，且PCB板8和磁传感器9均位于信号磁环15内。

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

一种外转子电机，包括转子1和定子2，当然还包括定子2的支架3，以及与定子2固定连接的轴4；转子1包括转子铁芯13，转子铁芯13由若干片转子冲片层叠而成，且转子铁芯13上嵌合有多个永磁体10，多个永磁体10沿周向分布，转子铁芯13上设有信号磁环15，信号磁环15位于转子铁芯13与外端盖6之间本来就留有间隙处，该间隙完全有足够的空间用来设置信号磁环15，不会对电机整体的体积造成影响；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上设有用于信号磁环15上磁场的编码器7，且编码器7至少部分位于信号磁环15内

信号磁环15通过粘接剂粘贴在塑料连接件16上，而塑料连接件16通过粘接剂粘贴在转子铁芯13上(当然信号磁环也可通过塑料连接件与转子铁芯插接)，塑料连接件16可起到隔热的作用，防止转子铁芯13在运行过程中产生的热量传导到信号磁环15而造成信号磁环15出现消磁的情况发生，保证信号磁环15在使用时的稳定性和可靠性，进而延长信号磁环15的使用寿命。

实施例四

如图4所示，塑料连接件16与信号磁环15之间粘接有磁场屏蔽环17，磁场屏蔽环17的横截面为L型结构，磁场屏蔽环17包覆信号磁环15的外周面和信号磁环15近塑料连接件16的端面；磁场屏蔽环16不但可减少转子1上永磁体10产生的磁场对信号磁环15的影响，保证磁传感器9的感应精度，还可对信号磁环15起到保护的作用，即使信号磁环15在一定高度掉落也不易破损，从而减少在安装过程中信号磁环15的损耗，进而降低生产成本。

其余结构与实施例三相同。

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)

1.一种外转子电机，包括转子(1)和定子(2)，所述转子(1)包括转子铁芯(13)，转子铁芯(13)上设有永磁体(10)，其特征在于：所述转子铁芯(13)上设有信号磁环(15)；所述定子(2)上设有用于信号磁环(15)上磁场的编码器(7)，且编码器(7)至少部分位于信号磁环(15)内。

2.根据权利要求1所述的外转子电机，其特征在于：所述编码器(7)包括PCB板(8)和磁传感器(9)；所述磁传感器(9)与PCB板(8)信号连接，且磁传感器(9)位于信号磁环(15)内。

3.根据权利要求2所述的外转子电机，其特征在于：所述定子(2)包括定子铁芯(14)，所述PCB板(8)位于定子铁芯(14)的一端，且所述磁传感器(9)位于PCB板(8)上。

4.根据权利要求1所述的外转子电机，其特征在于：所述信号磁环(15)粘贴在转子铁芯(13)上。

5.根据权利要求4所述的外转子电机，其特征在于：所述信号磁环(15)与转子铁芯(13)之间设有塑料连接件(16)。

6.根据权利要求5所述的外转子电机，其特征在于：所述塑料连接件(16)与信号磁环(15)之间设有磁场屏蔽环(17)。

7.根据权利要求6所述的外转子电机，其特征在于：所述磁场屏蔽环(17)的横截面为L型结构，磁场屏蔽环(17)包覆信号磁环(15)的外周面和信号磁环(15)近塑料连接件(16)的端面。

8.根据权利要求2所述的外转子电机，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8所述的外转子电机，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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