專利名稱：一種電機(jī)端蓋內(nèi)置傳感器的一體化電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電機(jī)端蓋內(nèi)置傳感器的一體化電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量機(jī)構(gòu)，主要用于電動(dòng)汽車電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速測(cè)量。
背景技術(shù)：
在電機(jī)控制系統(tǒng)中，電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置和轉(zhuǎn)速信號(hào)的檢測(cè)是必不可少的重點(diǎn)考慮環(huán)節(jié)。特別是在矢量控制系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子位置對(duì)于磁場(chǎng)定位的準(zhǔn)確性至關(guān)重要?，F(xiàn)在普遍采用光電編碼器和旋轉(zhuǎn)變壓器的方法。由于這兩種方式一般都采用成型的外部安裝產(chǎn)品，并需要在電機(jī)端蓋外的轉(zhuǎn)軸上考慮安裝位置，給實(shí)際應(yīng)用帶來(lái)不便，密封也比較麻煩；而且這些產(chǎn)品都包括轉(zhuǎn)動(dòng)和靜止兩部分，容易因安裝不當(dāng)引起配合失控問(wèn)題，其運(yùn)行的可靠性也不如無(wú)接觸方式。旋轉(zhuǎn)變壓器在使用上要相對(duì)復(fù)雜一些，需要激勵(lì)信號(hào)，有兩組駐波的輸出，需要進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算才能得到轉(zhuǎn)子位子信息，而高質(zhì)量的旋轉(zhuǎn)變壓器成本也很高。因此無(wú)論從方便性、可靠性和成本考慮，光電編碼器和旋轉(zhuǎn)變壓器的方法都存在一些不足。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，發(fā)明解決電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置和轉(zhuǎn)速信號(hào)檢測(cè)的方便性、可靠性和成本的問(wèn)題，提供一種一體化結(jié)構(gòu)的一種端蓋內(nèi)置一體化電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量機(jī)構(gòu)。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種電機(jī)端蓋內(nèi)置傳感器的一體化電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量機(jī)構(gòu)，包括端蓋、電機(jī)轉(zhuǎn)軸和永磁體磁鋼；其特征在于，端蓋起支撐作用，端蓋中心嵌設(shè)有軸承起支撐電機(jī)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的作用，電機(jī)轉(zhuǎn)軸端部嵌于軸承內(nèi)孔中；徑向磁化的永磁體磁鋼安裝于轉(zhuǎn)軸端面中心處隨電機(jī)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，并在霍爾傳感器芯片中感應(yīng)信號(hào)；圓形電路板用螺釘固定于端蓋中心圓形沉臺(tái)中；霍爾傳感器芯片位于圓形電路板表面中心處感知電機(jī)轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)；電纜一端直接焊在圓形電路板上，另一端通過(guò)端蓋的加工電纜孔引出端蓋以便信號(hào)輸出。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果
采用一體化的結(jié)構(gòu)，使電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速測(cè)量更加緊湊、可靠，且免去外部裝置的安裝和調(diào)試。在電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)便考慮將轉(zhuǎn)速測(cè)量機(jī)構(gòu)置于電機(jī)內(nèi)部，信號(hào)線直接引出到電機(jī)外殼，這樣不必再附加安裝其測(cè)量裝置，應(yīng)用也非常方便。同時(shí)，采用不同的測(cè)量方式還可以增強(qiáng)可靠性和降低成本。將帶有霍爾傳感器芯片的電路板直接安裝于端蓋內(nèi)側(cè)，在轉(zhuǎn)軸上安裝磁鋼，形成一體化結(jié)構(gòu)?；魻杺鞲衅餍酒敵鲂盘?hào)可以是正交脈沖信號(hào)，其正交脈沖信號(hào)的分辨率可根據(jù)需要選擇芯片型號(hào)；霍爾傳感器芯片也可以直接輸出與旋轉(zhuǎn)變壓器一樣的正交正弦信號(hào)而不再需要激勵(lì)信號(hào)和復(fù)雜的處理電路。這種正交脈沖信號(hào)可以采用計(jì)數(shù)器測(cè)量，因此方法簡(jiǎn)單可靠。由于霍爾傳感器芯片與電機(jī)轉(zhuǎn)軸為無(wú)接觸安裝，可靠性大為提尚。



圖1是本發(fā)明端蓋內(nèi)置一體化電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是端蓋內(nèi)置一體化電機(jī) 轉(zhuǎn)速測(cè)量機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)信號(hào)感知原理圖。圖3是霍爾傳感器芯片輸出波形圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)具體實(shí)施方式
進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所示，一種電機(jī)端蓋內(nèi)置傳感器的一體化電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量機(jī)構(gòu)，包括端蓋1、 電機(jī)轉(zhuǎn)軸4、永磁體磁鋼5 ；端蓋1起支撐作用，端蓋1中心嵌設(shè)有軸承3起支撐電機(jī)轉(zhuǎn)軸4 旋轉(zhuǎn)的作用，電機(jī)轉(zhuǎn)軸4端部嵌于軸承3內(nèi)孔中；徑向磁化的永磁體磁鋼5安裝于轉(zhuǎn)軸4端面中心處隨電機(jī)轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)，并在霍爾傳感器芯片6中感應(yīng)信號(hào)；圓形電路板7用螺釘固定于端蓋1中心圓形沉臺(tái)中；霍爾傳感器芯片6位于圓形電路板7表面中心處感知電機(jī)轉(zhuǎn)軸 4的旋轉(zhuǎn)；電纜一端直接焊在圓形電路板7上，另一端通過(guò)端蓋1的加工電纜孔2引出端蓋 1以便信號(hào)輸出。本發(fā)明在電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)著重于電機(jī)一端的端蓋設(shè)計(jì)，在端蓋1內(nèi)部中心處設(shè)計(jì)圓形沉臺(tái)，其位置應(yīng)與軸承有足夠間隙，便于磁鋼和電路板安裝。端蓋沿徑向加工電纜孔2 便于信號(hào)線引出。在電機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)軸端面裝有徑向磁化的永久磁鋼5，極數(shù)為二，其完全固定于電機(jī)轉(zhuǎn)軸4端面而隨電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)。設(shè)計(jì)圓形電路板7，將霍爾傳感器芯片6安置于電路板 7的中心，信號(hào)線從電路板7邊緣處引出。在電機(jī)端蓋內(nèi)中心沉臺(tái)安裝圓形電路板7，用螺釘鎖緊，使電路板上的霍爾傳感器芯片6與磁鋼5端面平行，中心對(duì)準(zhǔn)，間隙適當(dāng)。如圖2所示，當(dāng)磁鋼(21即圖1中的5)隨轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)就會(huì)耦合到霍爾傳感器芯片(22即圖1中的6)，芯片內(nèi)部將這種旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為圖3所示的脈沖信號(hào)。其中，A信號(hào)和B信號(hào)為兩路正交脈沖，每一路信號(hào)都可以測(cè)量轉(zhuǎn)速，兩路信號(hào)的相位關(guān)系決定旋轉(zhuǎn)方向。Index信號(hào)則是歸零信號(hào)，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一周感應(yīng)一次。當(dāng)選擇同一廠家的另一型號(hào)芯片時(shí)，霍爾傳感器芯片也可以直接輸出與旋轉(zhuǎn)變壓器一樣的正交正弦信號(hào)而不需要激勵(lì)信號(hào)和復(fù)雜的處理電路。本發(fā)明一體化的結(jié)構(gòu)，使電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速測(cè)量更加緊湊、可靠，且免去外部裝置的安裝和調(diào)試；將轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)信息以磁場(chǎng)耦合的無(wú)接觸方式傳遞到傳感器，提高了可靠性，抗振動(dòng)和抗油污污染，抗沖擊，密封效果更好；霍爾傳感器芯片感知轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，并轉(zhuǎn)化為脈沖輸出， 無(wú)需特殊信號(hào)處理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易用。
權(quán)利要求
1. 一種電機(jī)端蓋內(nèi)置傳感器的一體化電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量機(jī)構(gòu)，包括端蓋(1)、電機(jī)轉(zhuǎn)軸(4) 和永磁體磁鋼(5 )；其特征在于，端蓋(1)起支撐作用，端蓋(1)中心嵌設(shè)有軸承(3 )起支撐電機(jī)轉(zhuǎn)軸(4)旋轉(zhuǎn)的作用，電機(jī)轉(zhuǎn)軸(4)端部嵌于軸承(3)內(nèi)孔中；徑向磁化的永磁體磁鋼 (5)安裝于轉(zhuǎn)軸(4)端面中心處隨電機(jī)轉(zhuǎn)軸(4)旋轉(zhuǎn)，并在霍爾傳感器芯片(6)中感應(yīng)信號(hào)； 圓形電路板(7)用螺釘固定于端蓋(1)中心圓形沉臺(tái)中；霍爾傳感器芯片(6)位于圓形電路板(7)表面中心處感知電機(jī)轉(zhuǎn)軸(4)的旋轉(zhuǎn)；電纜一端直接焊在圓形電路板(7)上，另一端通過(guò)端蓋(1)的加工電纜孔(2)引出端蓋(1)以便信號(hào)輸出。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電機(jī)端蓋內(nèi)置傳感器的一體化電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量機(jī)構(gòu)，端蓋中心嵌設(shè)有軸承起支撐電機(jī)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的作用，電機(jī)轉(zhuǎn)軸端部嵌于軸承內(nèi)孔中；徑向磁化的永磁體磁鋼安裝于轉(zhuǎn)軸端面中心處隨電機(jī)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，并在霍爾傳感器芯片中感應(yīng)信號(hào)；圓形電路板用螺釘固定于端蓋中心圓形沉臺(tái)中；霍爾傳感器芯片位于圓形電路板表面中心處感知電機(jī)轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)；電纜一端直接焊在圓形電路板上，另一端通過(guò)端蓋的加工電纜孔引出端蓋以便信號(hào)輸出。采用一體化的結(jié)構(gòu)，使電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速測(cè)量更加緊湊、可靠，且免去外部裝置的安裝和調(diào)試。這種正交脈沖信號(hào)可以采用計(jì)數(shù)器測(cè)量，因此方法簡(jiǎn)單可靠。由于霍爾傳感器芯片與電機(jī)轉(zhuǎn)軸為無(wú)接觸安裝，可靠性大為提高。
文檔編號(hào)H02K11/00GK102361370SQ201110334379
公開(kāi)日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月29日
發(fā)明者劉和平, 劉慶, 張煜欣, 李才強(qiáng), 湯夢(mèng)陽(yáng), 譚天成, 鄧力, 鄭群英 申請(qǐng)人:重慶大學(xué), 重慶百轉(zhuǎn)電動(dòng)汽車電控系統(tǒng)有限責(zé)任公司