CN220254303U - 一种基于壳体延伸的有刷直流电机反电动势检测结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及直流有刷电机领域，公开了一种基于壳体延伸的有刷直流电机反电动势检测结构，包括磁环、壳体和检测装置；磁环同轴固设于电机转轴上，包括S极和N极，S极和N极径向对称分布；壳体包括延伸部，延伸部闭环形成用于容纳磁环的延伸空间；检测装置可拆卸设于壳体上，并与磁环对位，检测装置与电机驱动器或微电机检测仪连接，用于检测磁环的磁场，并产生电动势信号发送给电机驱动器或微电机检测仪。本实用新型提供的有刷直流电机反电动势检测结构能够解决如何精准控制电机的速度和位置的问题。

Description

一种基于壳体延伸的有刷直流电机反电动势检测结构

技术领域

本实用新型涉及直流有刷电机领域，具体涉及一种基于壳体延伸的有刷直流电机反电动势检测结构。

背景技术

直流有刷电机的反电动势是指在电机运转时，由于电机旋转而在电机绕组中产生的电势。在直流有刷电机运行过程中，输入电压的波动、负载变化等因素都会使电机的速度时快时慢，为了使直流有刷电机的速度稳定，相关技术中，一种直流有刷电机的反电动势检测结构，包括与直流有刷电机电连接的电压采样保持器，电机运行时，电压采样保持器采集电路中的电压，从而生成反电动势信号，并将该反电动势信号作为反馈信号来控制电机的速度。但该直流有刷电机的反电动势检测结构在实际使用过程中存在以下技术问题：

由于电路中的电压会因负载变化等因素发生波动，当电压变小时，生成的反电动势信号较弱，导致该直流有刷电机的反电动势检测结构无法精准确定电机的速度和位置。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

本实用新型提供了一种基于壳体延伸的有刷直流电机反电动势检测结构，至少能够解决的技术问题是：如何精准控制电机的速度和位置。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种基于壳体延伸的有刷直流电机反电动势检测结构，其包括：

磁环，同轴固设于电机转轴上，磁环包括S极和N极，S极和N极径向对称分布；

壳体，该壳体包括延伸部，延伸部闭环形成用于容纳磁环的延伸空间；

检测装置，可拆卸设于壳体上，并与磁环对位，且该检测装置与电机驱动器或微电机检测仪连接，用于检测磁环的磁场，并产生电动势信号发送给电机驱动器或微电机检测仪。

进一步设置，该有刷直流电机反电动势检测结构还包括弹性限位套，弹性限位套同轴固定在电机转轴外侧，且该弹性限位套的外周壁设有若干个限位凸条，各限位凸条绕电机转轴环状阵列分布，且其长度方向沿电机转轴延伸方向设置；磁环的内周壁上开设有若干个限位开口，各限位凸条与限位开口一一对位插接配合。

进一步设置，该有刷直流电机反电动势检测结构还包括限位环，限位环可拆卸装设在电机转轴上，且该限位环紧抵磁环或弹性限位套朝向壳体外的一端。

进一步设置，该有刷直流电机反电动势检测结构还包括弹性垫片，电机转轴的一端贯穿壳体并伸入延伸空间内，弹性垫片套接在电机转轴该端上，并夹紧于壳体和磁环或弹性限位套之间。

进一步设置，前述的检测装置和壳体之间设有连接结构，连接结构包括两个连接耳和一个带开口的箍体；检测装置固设于箍体的外侧面上，箍体套设于壳体上，两个连接耳分别对称固设于箍体的开口两侧，并通过螺栓和螺母固定。

进一步设置，前述的箍体的内侧设有一容纳空间，容纳空间用于容纳壳体，且该容纳空间与壳体的外轮廓形状相同。

进一步设置，前述的检测装置包括霍尔元件，霍尔元件用于检测磁环的磁场及其变化，并产生电动势信号。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型提供的一种基于壳体延伸的有刷直流电机反电动势检测结构，具备以下有益效果：

1、本实用新型提供的基于壳体延伸的有刷直流电机反电动势检测结构使用时，首先需要启动直流有刷电机运行，磁环随电机转轴一同转动，并通过其上径向对称分布的S极和N极产生变化的磁场；同时电机运行过程中，检测装置不断检测磁环的磁场及其变化，并产生电动势信号发送给电机驱动器或微电机检测仪，由于磁环的磁场随其转动发生变化，因此，检测装置产生的电动势信号也是随之变化的(该电动势信号为有刷直流电机的反电动势)，而电机驱动器或微电机检测仪均可根据检测装置产生的电动势信号的变化，确定电机转子的实际速度和位置，其中，电机驱动器还可对电机的位置和速度进行精准控制，而微电机检测仪还可将检测装置产生的电动势信号形成反电动势波形图，并显示出来，以便使用者直观看到有刷直流电机的反电动势的变化。如此，该基于壳体延伸的有刷直流电机反电动势检测结构通过磁环能够增强电机内原有的磁场及其变化，并通过检测装置能够精确感应磁场及其变化，并产生电动势信号，进而根据电动势信号确定转子的速度和位置，以便对电机的位置和速度进行精准控制，解决了如何精准控制电机的速度和位置的问题，保证电机转子始终处于正确的转动位置和转速，以提高电机可靠性。

2、磁环安装在壳体的延伸空间内，而非壳体内部原有的空间，可有效避免磁环影响壳体内其他部件的安装及工作。

附图说明

图1为实施例中基于壳体延伸的有刷直流电机反电动势检测结构的立体图；

图2为实施例中基于壳体延伸的有刷直流电机反电动势检测结构的局部剖视图；

图3为实施例中磁环和弹性限位套的立体图；

图4为实施例中检测装置和连接结构的立体图；

图5为实施例中霍尔元件和电机驱动器或微电机检测仪的连接示意图。

附图标号：1、磁环；11、S极；12、N极；13、限位开口；2、检测装置；21、霍尔元件；3、弹性限位套；31、限位凸条；4、限位环；5、弹性垫片；6、连接结构；61、连接耳；62、箍体；63、螺栓；64、螺母；65、容纳空间；7、壳体；71、延伸部；72、延伸空间；101、电机驱动器或微电机检测仪；102、电机转轴。

具体实施方式

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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，其中，图1为实施例中基于壳体延伸的有刷直流电机反电动势检测结构的立体图，图2为实施例中基于壳体延伸的有刷直流电机反电动势检测结构的局部剖视图，图3为实施例中磁环和弹性限位套的立体图，图4为实施例中检测装置和连接结构的立体图，图5为实施例中霍尔元件和电机驱动器或微电机检测仪的连接示意图。

一种基于壳体延伸的有刷直流电机反电动势检测结构，用于解决如何精准控制电机的速度和位置的问题。

该基于壳体延伸的有刷直流电机反电动势检测结构包括磁环1、壳体7和检测装置2。

磁环1同轴固定于电机转轴102上，如此，磁环1可随电机转轴102一同转动，且磁环1为环状结构，并与电机转轴102同轴分布，可避免出现因重量不均匀导致影响电机转轴102正常转动的情况。

壳体7包括延伸部71，延伸部71一体成型于原有电机壳体7的一端，且延伸部71闭环形成用于容纳磁环1的延伸空间72。如此，磁环1安装在壳体7的延伸空间72内，而非壳体7内部原有的空间，可有效避免磁环1影响壳体7内其他部件的安装及工作。

该磁环1包括S极11和N极12，S极11和N极12径向对称分布，如此，磁环1转动过程中，通过S极11和N极12会产生变化的磁场。

检测装置2可拆卸安装于壳体7上，并与磁环1对位。且该检测装置2与电机驱动器或微电机检测仪101通讯连接，检测装置2用于检测磁环1的磁场，并产生电动势信号发送给电机驱动器或微电机检测仪101。

以上技术方案的基于壳体延伸的有刷直流电机反电动势检测结构使用时，首先需要启动直流有刷电机运行，磁环1随电机转轴102一同转动，产生变化的磁场；同时电机运行过程中，检测装置2不断检测磁环1的磁场及其变化，并产生电动势信号发送给电机驱动器或微电机检测仪101，由于磁环1的磁场随其转动发生变化，因此，检测装置2产生的电动势信号也是随之变化的(该电动势信号为有刷直流电机的反电动势)，而电机驱动器或微电机检测仪101均可根据检测装置2产生的电动势信号的变化，确定电机转子的实际速度和位置，其中，电机驱动器还可根据电机转子的实际速度和位置对电机的位置和速度进行精准控制，而微电机检测仪还可将检测装置2产生的电动势信号形成反电动势波形图，并显示出来，以便使用者直观看到有刷直流电机的反电动势的变化。如此，该基于壳体延伸的有刷直流电机反电动势检测结构通过磁环1能够增强磁场及其变化，并通过检测装置2能够精确感应磁场及其变化，并产生电动势信号，进而根据电动势信号确定电机转子的速度和位置，以便对电机的位置和速度进行精准控制，解决如何精准控制电机的速度和位置的问题，保证电机转子始终处于正确的转动位置和转速，以提高电机可靠性。

本实施例中，上述磁环1上径向对称的S极11和N极12由充磁机对磁环1径向充磁后形成。

该有刷直流电机反电动势检测结构还包括弹性限位套3，弹性限位套3套在电机转轴102外侧，并与电机转轴102过盈配合，从而同轴固定在电机转轴102上，且该弹性限位套3的外周壁一体连接有若干个限位凸条31，各限位凸条31绕电机转轴102环状阵列分布，且其长度方向沿电机转轴102延伸方向设置；磁环1的内周壁上开有若干个限位开口13，各限位凸条31与限位开口13一一对位插接配合。如此，磁环1通过限位凸条31与限位开口13插接配合，从而与弹性限位套3周向固定连接，而弹性限位套3与电机转轴102同轴固定，因此，磁环1通过弹性限位套3可与电机转轴102同轴固定，弹性限位套3能够联动磁环1与电机转轴102一同转动；且磁环1通过弹性限位套3与电机转轴102接触，弹性限位套3可有效避免磁环1与电机转轴102相互刚性磨损，保护磁环1与电机转轴102。本实施例中，限位凸条31和限位开口13的数量均有四个，弹性限位套3使用硅胶等弹性材料制成。

该有刷直流电机反电动势检测结构还包括限位环4，限位环4可通过螺纹或销轴等方式可拆卸安装在电机转轴102上，且该限位环4紧抵磁环1或弹性限位套3朝向壳体7外的一端，如此，限位环4能够固定磁环1以及弹性限位套3在电机转轴102上的位置，从而有效避免磁环1在电机转轴102上窜动，以免影响检测装置2对磁环1的磁场进行检测；且限位环4可拆卸安装在电机转轴102上，方便后续拆装磁环1进行充磁。

该有刷直流电机反电动势检测结构还包括弹性垫片5，电机转轴102的一端贯穿壳体7并伸入延伸空间72内，弹性垫片5套接在电机转轴102该端上，并夹紧于壳体7和磁环1或弹性限位套3之间。如此，弹性垫片5能够隔开壳体7端面与磁环1或弹性限位套3，使壳体7端面不直接与磁环1或弹性限位套3接触，从而保护磁环1或弹性限位套3的端面不与壳体7端面相互磨损。本实施例中，弹性垫片5使用硅胶等弹性材料制成。

检测装置2和壳体7之间具有连接结构6，检测装置2和壳体7通过该连接结构6实现可拆卸连接，方便拆装和维修。

在连接结构6的一种实施方式中，连接结构6包括两个连接耳61和一个带开口的箍体62；检测装置2焊接或螺接固定于箍体62的外侧面上，箍体62套在壳体7上，两个连接耳61分别对称一体连接于箍体62的开口两侧，且两个连接耳61通过螺栓63和螺母64固定连接。如此，安装检测装置2和壳体7时，采用螺栓63贯穿两个连接耳61，再将螺母64螺接于螺栓63上，二者配合可收紧箍体62的开口，从而可紧固箍体62和壳体7，以固定检测装置2和壳体7。

在箍体62的一种实施方式中，箍体62的内侧具有一容纳空间65，容纳空间65用于容纳壳体7，且该容纳空间65与壳体7的外轮廓形状相同，如此，可使箍体62与壳体7相适配，从而可使箍体62与壳体7的连接更紧密，还可使该连接结构6更美观。

在检测装置2的一种实施方式中，检测装置2包括霍尔元件21，霍尔元件21用于检测磁环1的磁场及其变化，并产生电动势信号。如此，检测装置2通过霍尔元件21能够精准检测磁环1的磁场及其变化，以便后续能够对电机的位置和速度进行精准控制。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种基于壳体延伸的有刷直流电机反电动势检测结构，其特征在于，包括：

磁环，同轴固设于电机转轴上，所述磁环包括S极和N极，所述S极和N极径向对称分布；

壳体，该壳体包括延伸部，所述延伸部闭环形成用于容纳所述磁环的延伸空间；

检测装置，可拆卸设于壳体上，并与所述磁环对位，且该检测装置与电机驱动器或微电机检测仪连接，用于检测磁环的磁场，并产生电动势信号发送给电机驱动器或微电机检测仪。

2.根据权利要求1所述的一种基于壳体延伸的有刷直流电机反电动势检测结构，其特征在于，还包括弹性限位套，所述弹性限位套同轴固定在电机转轴外侧，且该弹性限位套的外周壁设有若干个限位凸条，各所述限位凸条绕电机转轴环状阵列分布，且其长度方向沿电机转轴延伸方向设置；所述磁环的内周壁上开设有若干个限位开口，各所述限位凸条与限位开口一一对位插接配合。

3.根据权利要求2所述的一种基于壳体延伸的有刷直流电机反电动势检测结构，其特征在于，还包括限位环，所述限位环可拆卸装设在电机转轴上，且该限位环紧抵所述磁环或弹性限位套朝向壳体外的一端。

4.根据权利要求3所述的一种基于壳体延伸的有刷直流电机反电动势检测结构，其特征在于，还包括弹性垫片，电机转轴的一端贯穿所述壳体并伸入所述延伸空间内，所述弹性垫片套接在电机转轴该端上，并夹紧于所述壳体和所述磁环或弹性限位套之间。

5.根据权利要求1所述的一种基于壳体延伸的有刷直流电机反电动势检测结构，其特征在于，所述检测装置和壳体之间设有连接结构，所述连接结构包括两个连接耳和一个带开口的箍体；所述检测装置固设于所述箍体的外侧面上，所述箍体套设于壳体上，两个所述连接耳分别对称固设于所述箍体的开口两侧，并通过螺栓和螺母固定。

6.根据权利要求5所述的一种基于壳体延伸的有刷直流电机反电动势检测结构，其特征在于，所述箍体的内侧设有一容纳空间，所述容纳空间用于容纳壳体，且该容纳空间与壳体的外轮廓形状相同。

7.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种基于壳体延伸的有刷直流电机反电动势检测结构，其特征在于，所述检测装置包括霍尔元件，所述霍尔元件用于检测磁环的磁场及其变化，并产生电动势信号。