[发明专利]一种内置霍尔传感器的无刷电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种内置霍尔传感器的无刷电机，可用于高、低速无刷电机，适用于各种电机驱动领域。

背景技术

无刷电机由于省去了传统直流电机的电刷输电装置，用电子换相取代了机械换相，使定转子无机械接触，在可靠性和长寿命方面有着显著的优势。

电子换相可采用无位置传感器方案，采用反电动势方法获取转子位置，但此种方法在低速场合效果很难实现。

目前应用较多的无刷电机采用霍尔传感器换相，具有电路简易、算法简单的优点。但现有技术的电机位置传感器一般与电机本体分离，采用外置传感器方案，需要在电机安装完成后对传感器进行单独安装。由于传感器与电机定子绕组存在角度位置关系，因此这种安装方式需要对霍尔传感器进行单独的调节，且安装完成后可能会存在角度的偏移，容易造成换相偏移，导致电机的力矩系数出现较大波动。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术不足，提供了一种内置霍尔传感器的无刷电机，使定子绕组与传感器固化在一起，免去了调节的过程，提高了可靠性；由于传感器的位置精度较高，有效降低了电机的力矩波动。

本发明的技术解决方案是：一种内置霍尔传感器的无刷电机，包括：定子和转子；

其中定子包括定子壳体、定子铁芯、霍尔传感器、定子线圈和定子骨架，转子包括永磁体、转子铁芯和转子衬套；

定子壳体和定子铁芯均为圆环结构，定子铁芯过盈安装在定子壳体内；

定子骨架为周向外侧带齿槽的圆环结构，定子骨架的端面沿轴线开有凹槽，霍尔传感器安装在定子骨架端面的凹槽内，所述定子骨架端面沿轴线的凹槽与霍尔传感器的数量均为个，霍尔传感器按照120度电气角度排布；

定子线圈绕制在定子骨架周向外侧的齿槽内，霍尔传感器、定子线圈和定子骨架构成绕组传感器组件；

绕组传感器组件安装在定子铁芯内部，定子壳体、定子铁芯和绕组传感器组件同轴；

转子铁芯和转子衬套均为圆环结构，转子衬套安装在定子铁芯内，永磁体均匀安装在转子铁芯的周向侧壁内，永磁体的端面与转子铁芯的周向外侧平齐；所述永磁体的材料为稀土永磁体，永磁体采用N、S极交替分布方式，沿径向充磁，且充磁后进行高温稳磁处理，保证磁性能的稳定性；

永磁体和转子铁芯构成永磁体组件，永磁体组件过盈安装在转子衬套内；

定子和转子同轴安装，定子和转子之间为气隙，无机械接触。

所述定子铁芯选用硅钢片、电工纯铁或1J50。

所述定子骨架的材料为酚醛玻璃布板。

所述定子线圈分为三组，三组线圈按120°电气角度排布。

所述定子骨架端面沿轴线的凹槽的形位公差精度为：±5′。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)内置霍尔传感器的无刷电机，使传感器与电机成为一个整体，简化了结构，提高了可靠性；

(2)传感器固化在定子内部，一旦成型后与定子绕组位置保持稳定的角度关系，避免了外置传感器长时间运行可能导致的位置偏离问题；

(3)定子线圈绕制在定子骨架后再将定子线圈与定子骨架组成的绕组组件安装在定子铁芯内，与传统硅钢片定子骨架先安装后绕线的方式相比，下线操作方便。

(4)通过骨架开槽的方法使传感器位置稳定可靠，结构简单，且免去了反复的调试过程。

附图说明

图1为本发明的内置霍尔传感器无刷电机结构示意图；

图2为本发明的定子骨架剖面图；

图3为本发明的转子剖面图；

图4为本发明的无刷电机转子磁路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的详细描述。

如图1所示，本发明的一种内置霍尔传感器的无刷电机，由定子和转子组成，

其中定子包括定子壳体1、定子铁芯2、霍尔传感器3、定子线圈4和定子骨架5，转子包括永磁体6、转子铁芯7和转子衬套8；

定子壳体1和定子铁芯2均为圆环结构，定子铁芯2过盈安装在定子壳体1内；

定子骨架5为周向外侧带齿槽的圆环结构，定子骨架5的端面沿轴线开有凹槽，霍尔传感器3安装在定子骨架5端面的凹槽内，定子线圈4绕制在定子骨架5周向外侧的槽内，霍尔传感器3、定子线圈4和定子骨架5构成绕组传感器组件；

绕组传感器组件安装在定子铁芯2内部，之后对定子进行灌胶或刷漆以达到保护绕组的目的，定子壳体1、定子铁芯2和绕组传感器组件同轴；