內(nèi)置傳感器的三相雙凸極外轉(zhuǎn)子永磁電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種內(nèi)置傳感器的三相雙凸極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)，屬于雙凸極永磁電機(jī)制造【技術(shù)領(lǐng)域】。它包括由定子軸、安裝在定子軸上的定子以及套在定子軸外圍的外轉(zhuǎn)子構(gòu)成的三相雙凸極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)，外轉(zhuǎn)子前端面外罩有與外轉(zhuǎn)子固定連接的端蓋，轉(zhuǎn)子與端蓋之間的空腔內(nèi)設(shè)置有鋁基永磁體編碼盤，鋁基永磁體編碼盤的端面上具有沿圓周排列的永磁體，還包括固定安裝的與鋁基永磁體編碼盤相對平行的信號采集板，信號采集板上排列有霍爾傳感器。它具有以下有益效果：可直接輸出電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)對電機(jī)速度的直接控制、提高了電機(jī)速度的控制精度，可以精確的實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制；其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，制造成本和工藝成本低，有利于提高電動汽車整車性能。
【專利說明】內(nèi)置傳感器的三相雙凸極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種具有位置、轉(zhuǎn)速信號檢測功能的雙凸極永磁電機(jī)，具體地說是一種內(nèi)置傳感器的三相雙凸極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)，屬于雙凸極永磁電機(jī)制造【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0003]按照電機(jī)的供電形式，目前電機(jī)的種類一般分為兩大類，一類是交流異步電機(jī)，一類是直流電機(jī)。當(dāng)前我國大力推進(jìn)新能源汽車的發(fā)展，對于純電動汽車的動力設(shè)備來說，以交流異步電機(jī)和永磁同步電機(jī)這兩種形式的電機(jī)都有采用。眾所周知，交流異步電機(jī)應(yīng)用于電動汽車時(shí)，由于電動汽車是采用直流電源，因此必須將直流電通過逆變器轉(zhuǎn)換為交流電供電機(jī)使用，而電機(jī)的調(diào)速又必須采用變頻器來對電機(jī)進(jìn)行控制，因此，將交流異步電機(jī)應(yīng)用于電動汽車時(shí)，必須同時(shí)加裝逆變器和變頻器電機(jī)才能運(yùn)行。而交流電機(jī)的功率因數(shù)低，起動電流大，扭矩小，導(dǎo)致其無功損耗較大，耗電嚴(yán)重。永磁同步電機(jī)是一種高效率直流電機(jī)，但是由于電機(jī)內(nèi)部有較多數(shù)量的永磁體，電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，耐溫特性較差，易發(fā)生高溫退磁效應(yīng)、功率做不大，電機(jī)制造成本和控制成本較高。這兩種電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號采集目前基本上采用非防護(hù)的外置式傳感器進(jìn)行傳遞；作為純電動汽車的動力電機(jī)，其工作環(huán)境尤其惡劣，噪聲、震動、潮濕、粉塵等情況，采用普通的無防護(hù)傳感器根本不能保證汽車速度檢測數(shù)據(jù)的精度質(zhì)量和傳感器的使用壽命，導(dǎo)致電動汽車后期故障率加大，維護(hù)成本高。
[0004]目前，市場最新提供的一些電動轎車，以美國的特斯拉和國產(chǎn)品牌的比亞迪生產(chǎn)的純電動汽車為典型，分別采用傳統(tǒng)形式的交流異步電機(jī)和永磁同步電機(jī)，采用外置式速度檢測裝置傳遞速度信號。而無論是異步電機(jī)和永磁同步電機(jī)，在配置于電動汽車時(shí)都采用變速機(jī)構(gòu)和傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行動力傳遞，使得電機(jī)的動力傳遞效率降低。在能源日趨緊張的今天，開發(fā)先進(jìn)的、可直接傳遞動力的高效能電機(jī)是電動汽車創(chuàng)新的重大命題。成為降低電動汽車制造成本和后期維護(hù)成本、提高汽車運(yùn)行效率，精確控制汽車速度、最大限度的提高電動汽車的制動能量回收效率、實(shí)現(xiàn)差速管理、降低車載能源損耗、提高續(xù)航里程的核心技術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)合理、運(yùn)行可靠、且可提高電動汽車運(yùn)行效率，精確檢測和控制驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)子位置的內(nèi)置傳感器的三相雙凸極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的內(nèi)置傳感器的三相雙凸極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)，包括由定子軸、安裝在定子軸上的定子以及套在定子軸外圍的外轉(zhuǎn)子構(gòu)成的三相雙凸極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)，外轉(zhuǎn)子前端面外罩有與外轉(zhuǎn)子固定連接的端蓋，轉(zhuǎn)子與端蓋之間的空腔內(nèi)設(shè)置有能夠隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的鋁基永磁體編碼盤，鋁基永磁體編碼盤的端面上具有沿圓周排列的永磁體，還包括固定安裝的與鋁基永磁體編碼盤相對平行的信號采集板，信號采集板上排列有霍爾傳感器。
[0007]所述霍爾傳感器的引出線通過定子軸上的引出孔穿出。
[0008]所述鋁基永磁體編碼盤固定安裝在端蓋上或固定安裝在外轉(zhuǎn)子端面上。
[0009]所述鋁基永磁體碼盤以厚度大于1.0臟、小于10臟的金屬鋁板為基板或以耐受溫度1001以上的非導(dǎo)磁材料制成基板；所述基板上粘接固定永磁體或者開孔嵌入封裝永磁體。
[0010]所述信號采集板安裝在定子的一端或者是安裝在定子軸上。
[0011]所述信號采集板上的霍爾傳感器的正面與鋁基永磁體碼盤上所安裝的永磁體之間的距離大于或等于1.0皿。
[0012]所述信號采集板的信號線材料為耐高溫的阻燃、絕緣護(hù)套線材料，信號采集板的信號線具有金屬屏蔽層。
[0013]本發(fā)明具有以下有益效果:
1、可直接輸出電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)對電機(jī)速度的直接控制、提高了電機(jī)速度的控制精度，該特點(diǎn)尤其適用于電動汽車轉(zhuǎn)向時(shí)的差速管理和車輛行駛過程的瞬時(shí)加減速；
2、可以精確的實(shí)現(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制，用于電動汽車時(shí)可以實(shí)現(xiàn)全新的汽車能量回收；
3、由于電機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩大，使應(yīng)用該電機(jī)的工業(yè)設(shè)備結(jié)構(gòu)可以簡化，降低成本，更加節(jié)倉泛；
4、其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，制造成本和工藝成本低，有利于提高電動汽車整車性能，便于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)制造和實(shí)現(xiàn)自動化連續(xù)生產(chǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明內(nèi)置傳感器的三相雙凸極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)不意圖；
圖2是本發(fā)明內(nèi)置傳感器的三相雙凸極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)中鋁基永磁體編碼盤的平面示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明的內(nèi)置傳感器的三相雙凸極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0016]如圖所示，本發(fā)明的內(nèi)置傳感器的三相雙凸極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)，其大扭矩特性除了可以應(yīng)用在電動汽車領(lǐng)域，還可以廣泛地運(yùn)用于工業(yè)機(jī)床、軍事、船舶、新型農(nóng)業(yè)機(jī)械等領(lǐng)域，它包括由定子軸1、安裝在定子軸上的定子2以及套在定子軸外圍的外轉(zhuǎn)子1構(gòu)成的三相雙凸極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)，外轉(zhuǎn)子1前端面外罩有與外轉(zhuǎn)子固定連接的端蓋3，轉(zhuǎn)子與端蓋之間的空腔內(nèi)設(shè)置有與轉(zhuǎn)子固定連接的鋁基永磁體編碼盤4，鋁基永磁體編碼盤4固定安裝在端蓋內(nèi)側(cè)或固定安裝在外轉(zhuǎn)子端面上；鋁基永磁體編碼盤4的端面上具有沿圓周排列的永磁體5，永磁體5用于對電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測，鋁基永磁體碼盤4既可以以厚度大于1.0111111、小于10111111的金屬招板為基板，也可以是能夠耐受溫度100以上的非導(dǎo)磁材料制成的基板；基板上粘接固定永磁體或者開孔嵌入封裝永磁體；還包括固定安裝的與鋁基永磁體編碼盤4位置相對且平行的信號采集板6，信號采集板6安裝在定子2的一端或者是安裝在定子軸1上；信號采集板6上排列有霍爾傳感器為信號采集元件，信號采集電路板起著采集轉(zhuǎn)子位置信號并且傳遞信號的作用；信號采集板6上的霍爾傳感器的正面與鋁基永磁體碼盤4上所安裝的永磁體之間的距離大于或等于1.信號采集板6上霍爾傳感器的安裝數(shù)量3?4只，霍爾傳感器的引出線通過定子軸1上的引出孔7穿出，信號采集板6的信號線材料為耐高溫的阻燃、絕緣護(hù)套線材料，信號采集板6的信號線具有金屬屏蔽層，其信號采集板的工作電源為直流電壓，電壓等級4.5^5.〖V，從電機(jī)外部引入。
[0017]優(yōu)選地，本發(fā)明中定子和外轉(zhuǎn)子的鐵芯材料均采用厚度為0.35或者0.5的矽鋼片，定子被加工成扇形燕尾結(jié)構(gòu)，固定在由招合金材料制成的定子支架上與定子軸連接；本實(shí)施例中所說的鋁基編碼盤表面按照每45。圓周角布一只對應(yīng)圓周角15。的永磁體(如圖2所示)；永磁體反映的電機(jī)轉(zhuǎn)速信號和轉(zhuǎn)角信號，通過與鋁基永磁體編碼盤相對安裝的信號采集板上的霍爾傳感器采集輸出，使電機(jī)控制器可以及時(shí)地檢測到電機(jī)任何時(shí)刻的運(yùn)行速度和負(fù)轉(zhuǎn)矩起始時(shí)刻，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)汽車速度的精確控制和可以采用全新的能量回收控制策略。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)置傳感器的三相雙凸極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)，其特征在于:包括由定子軸(I)、安裝在定子軸上的定子(2 )以及套在定子軸外圍的外轉(zhuǎn)子(I)構(gòu)成的三相雙凸極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)，其特征在于:所述外轉(zhuǎn)子(I)前端面外罩有與外轉(zhuǎn)子固定連接的端蓋(3)，轉(zhuǎn)子與端蓋之間的空腔內(nèi)設(shè)置有能夠隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的鋁基永磁體編碼盤(4)，所述鋁基永磁體編碼盤(4)的端面上具有沿圓周排列的永磁體(5)，還包括固定安裝的與鋁基永磁體編碼盤(4)相對平行的信號采集板(6)，信號采集板(6)上排列有霍爾傳感器。
2.按照權(quán)利要求1所述的內(nèi)置傳感器的三相雙凸極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)，其特征在于:所述霍爾傳感器的引出線通過定子軸(I)上的引出孔(7)穿出。
3.按照權(quán)利要求1所述的內(nèi)置傳感器的三相雙凸極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)，其特征在于:所述鋁基永磁體編碼盤(4)固定安裝在端蓋上或固定安裝在外轉(zhuǎn)子端面上。
4.按照權(quán)利要求1所述的內(nèi)置傳感器的三相雙凸極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)，其特征在于:所述鋁基永磁體碼盤(4)以厚度大于1.0mm、小于1mm的金屬鋁板為基板或以耐受溫度100°C以上的非導(dǎo)磁材料制成基板；所述基板上粘接固定永磁體或者開孔嵌入封裝永磁體。
5.按照權(quán)利要求1所述的內(nèi)置傳感器的三相雙凸極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)，其特征在于:所述信號采集板(6 )安裝在定子(2 )的一端或者是安裝在定子軸(I)上。
6.按照權(quán)利要求1所述的內(nèi)置傳感器的三相雙凸極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)，其特征在于:所述信號采集板(6)上的霍爾傳感器的正面與鋁基永磁體碼盤(4)上所安裝的永磁體之間的距離大于1.0mm。
7.按照權(quán)利要求1所述的內(nèi)置傳感器的三相雙凸極外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)，其特征在于:所述信號采集板(6)的信號線材料為耐高溫的阻燃、絕緣護(hù)套線材料，信號采集板(6)的信號線具有金屬屏蔽層。
【文檔編號】H02K11/00GK104362802SQ201410642570
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】徐潤浩, 黃振躍, 屠余標(biāo), 茅宴 申請人:江蘇浩元動力科技有限公司