CN104753257B - 一种电机及其充磁方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机及其充磁方法。所述电机，包括定子、转子、基板、两个端盖；所述转子穿过定子，并通过前后端盖以及安装在端盖上的轴承装配于定子上；所述基板设置在定子上；所述转子包括转轴和磁环，所述磁环套设在转轴上；所述磁环包括用于驱动转轴转动的动力功能区域和用于记录转动状态以及生成方向和速度信号的信号功能区域。相比于现有技术，本发明通过将电机动力功能区域和信号功能区域使用同一磁环同时充磁，一次性组装，作业性提高，作业时间缩短；组装后无需信号部分调整，作业工位减少，无需专用调整设备。本发明还提供了一种应用于上述电机的充磁方法。

Description

一种电机及其充磁方法

技术领域

本发明涉及一种电机，特别是一种能同时对同一段磁环进行动力部分和信号部分充磁的电机；本发明还涉及一种应用于上述电机的充磁方法。

背景技术

请参阅图1，其为现有技术的电机的整体结构示意图。现有的电机包括定子1a、转子2a、传感器3a、端盖4a。

请同时参阅图2a-2b，其分别为定子的侧面和正面结构示意图。所述定子1a包括定子主体11a和设置在该定子主体11a上的动力接线基板12a。

请同时参阅图3a，其为现有技术的转子的结构示意图。所述转子2a包括转轴22a和动力磁环21a，所述动力磁环21a套设在转轴22a上。图3b是现有技术的动力磁环的磁极分布图。所述动力磁环21a充磁后，在该动力磁环21a上形成4对中心对称的磁极。

其中，所述转子2a穿过该定子主体11a，且该转子2a的前后两端通过前后两端盖4a的轴承41a与定子1a装配在一起。

请参阅图4a-4d，其分别为是现有技术的传感器的连接示意图、信号磁环和轴套的装配图、信号磁环着磁后的磁极分布图和图4d是现有技术的信号基板的位置示意图。所述传感器3a包括轴套31a、信号磁环32a和信号电路基板33a。其中，所述传感器3a的信号电路基板33a安装在后端盖4a上；所述信号磁环32a套设在轴套31a上并通过螺钉固定在转子2a上。其中，所述信号磁环32a充磁后，在该信号磁环32a上形成4对中心对称的磁极。

所述动力接线基板12a与动力磁环21a连接，所述信号基板33a与信号磁环32a连接。其中，动力磁环21a和动力接线基板12a用于驱动电机转子的转动；信号磁环32a和信号基板33a用于记录转动状态，生成方向和速度信号，并反馈给电机以外的控制装置。

然而，基于现有的电机的结构，在充磁过程中是分别将动力磁环和信号磁环分开充磁，再分别进行安装，因此导致现有技术存在以下的技术缺陷：

1、由于现有的电机的充磁方式为：将动力磁环和信号磁环分开充磁，分别安装，作业时间长；

2、由于电机的动力磁环和信号磁环是分开的，磁环需要分别设计制作，并需要分别设计充磁线圈着磁，导致成本增加；

3、由于电机的动力部分和信号部分是分开的，需要增加信号部分的电路制作生产的工位和设备；

4、由于电机的信号磁环需要需要单独安装和进行信号调整，需要增加作业工位和专用调整设备。

5、由于动力磁环和信号磁环的分开充磁和组装，导致电机的长度、体积增加。

发明内容

本发明在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种可以同时对同一段磁环的动力功能部分和信号功能部分进行充磁的电机。

本发明是通过以下的技术方案实现的：一种电机，包括定子、转子、基板、两个端盖；所述转子穿过定子，并通过前后端盖以及安装在端盖上的轴承装配于定子上；所述基板设置在定子上；所述转子包括转轴和磁环，所述磁环套设在转轴上；所述磁环包括用于驱动转轴转动的动力功能区域和用于生成转动状态信号的信号功能区域。

相比于现有技术，本发明通过将电机动力功能区域和信号功能区域使用同一段磁环同时充磁，一次性组装，作业性提高，作业时间缩短；组装后无需信号部分调整，作业工位减少，无需专用调整设备。

进一步，由于将电机的动力功能区域和信号功能区域的磁环合并，因此可以降低磁环的设计制作和充磁线圈的成本。同时，由于动力功能区域和信号功能区域的磁环合并，使得电机的长度、体积减小，有利于电机的小型化，轻量化。

作为本发明的进一步改进，所述信号功能区域的磁极分界线与转轴的轴向平行或成一角度；所述动力功能区域的磁极分界线与转轴的轴向平行或成一倾斜角度，且其为0～30度。

作为优选，所述信号功能区域的长度大于0mm，且其小于或等于动力功能区域和信号功能区域的全长的50％。

作为本发明的进一步改进，所述基板上设有动力接线电路和传感器信号电路；所述动力接线电路与所述动力功能区域电连接；所述传感器信号电路与所述信号功能区域电连接。

通过将动力接线电路和传感信号电路设置在同一基板上，因此无需针对传感信号电路进行独立制作生产，相应地减少了成本投资。

作为本发明的进一步改进，所述转子还包括一定位部件；所述磁环通过该定位部件固定在转轴的轴向上。进一步，通过增加磁环的定位部件，提高磁环动力功能区域和信号功能区域的充磁位置的精度，进一步提升电机性能。

作为本发明的进一步改进，所述定位部件为一中心设有轴孔的垫片，所述垫片套设在转轴上。

一种应用于上述电机的充磁方法，其包括以下步骤：

步骤1：提供一充磁线圈；该线圈包括两段可同时对同一段磁环实现两段不同着磁形状的线圈部分；

步骤2：将套设有磁环的转子放入该充磁线圈中，对充磁线圈接通瞬时高电压，使磁环充磁并在磁环上形成用于分别提供信号功能和动力功能的磁路的着磁形状。其中，作为优选，所述接通的电压的范围为：1500V～3000V。

作为本发明的进一步改进，所述线圈的信号充磁部分的线圈绕线方向与该动力充磁部分的线圈绕线方向平行或成一倾斜角度，且该倾斜角度为0～30度；在充磁完成后，所述磁环的信号功能区域的磁极分界线与转轴的轴向平行；所述动力功能区域的磁极分界线与转轴的轴向平行或成一倾斜角度，且该倾斜角度为0～30度。

作为优选，所述信号功能区域的长度大于0mm，且小于或等于动力功能区域信号功能区域的全长的50％。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1是现有技术的电机的整体结构示意图。

图2a是现有技术的定子侧面结构示意图。

图2b是现有技术的定子的正面结构示意图。

图3a是现有技术的转子的结构示意图。

图3b是现有技术的动力磁环的磁极分布图。

图4a是现有技术的传感器的连接示意图。

图4b是现有技术的信号磁环和轴套的装配图。

图4c是现有技术的信号磁环着磁后的磁极分布图。

图4d是现有技术的信号基板的位置示意图。

图5a是本发明的电机的整体结构示意图。

图5b是本发明的电机结构的分解图。

图6a是本发明的定子的侧面结构示意图。

图6b是本发明的定子的正面结构示意图。

图7是本发明的基板分离示意图。

图8是本发明的转子的结构示意图。

图9a是本发明磁环的磁极分界线示意图。

图9b是本发明的磁环的磁极分布图。

图10是本发明的磁环充磁示意图。

图11是本发明的充磁线圈的绕线示意图。

具体实施方式

请同时参阅图5a和图5b，其分别为本发明的电机的整体结构示意图和结构分解图。本发明的电机，包括定子1、基板12、转子2和两个端盖3。所述转子2穿设于定子1中，且该转子2的前后两端分别与所述两端盖3连接，以固定在定子1上。所述基板12设置在定子1上。具体的，所述两端盖3分别设有轴承31；所述转子2的前后两端分别设置在该两端盖3的轴承31上。

请同时参阅图6a和6b，其分别为本发明定子的侧面和正面的结构示意图。其中，所述定子包括定子主体11。具体的，在本实施例中，所述基板12设置在该定子主体11的端面上。请同时参阅图7，其为本发明的基板分离示意图。所述基板12为多层结构，其上设有动力接线电路121和传感器信号电路122。其中，所述动力接线电路121包括四层电路子基板，所述传感器信号电路122包括两层电路子基板。所述动力接线电路121和传感器信号电路122之间相互绝缘设置。

请参阅图8，其为本发明的转子的结构示意图。所述转子2包括磁环21和转轴22，所述磁环21套设在转轴22上。进一步为了方便磁环21的定位，所述转子2还包括一定位部件23；所述磁环21通过该定位部件23固定在转轴22的轴向上。具体的，所述定位部件23套设在转轴22上，通过该定位部件23可以对磁环21进行阻挡，防止磁环21在转轴22上的滑动，对磁环21进行定位。在本实施例中，所述定位部件23为一中心设有轴孔的垫片。

请同时参阅图9a和图9b，其分别为本发明的磁环的磁极分界线示意图和磁极分布图。所述磁环21包括用于驱动转轴转动的动力功能区域和用于记录转动状态以及生成方向和速度信号的信号功能区域。其中，所述动力接线电路与所述动力功能区域电连接；所述传感器信号电路与所述信号功能区域电连接。其中，所述传感器信号电路与所述信号功能区域电连接方式为，通过传感器信号电路上的感应元件对信号功能区域磁场产生的磁感应线进行感应，经过信号电路的处理生成反映电机转动状态的信号。

具体的，所述磁环21的磁极分界线211包括信号磁极分界线212和动力磁极分界线213。所述信号功能区域的磁极分界线212与转轴22的轴向平行或成一倾斜角度；所述动力功能区域的磁极分界线213与转轴22的轴向平行或成一倾斜角度。在本实施例中，所述动力功能区域的磁极分界线213与转轴22的轴向成一在0～30度之间的倾斜角度，作为优选，该倾斜角度具体设定为5～20度。所述信号功能区域的长度大于0mm，且小于或等于动力功能区域和信号功能区域的全长的50％；较佳地，所述信号功能区的长度范围为2～8mm。当所述信号功能区长度为无限小时，即无限接近0时，可以通过长度的无限放大来确定其状态是与转轴22的轴向处于平行还是具有一定倾斜角度。在本实施例中，当磁环21着磁后，在该磁环21上形成四对中心对称的磁极。

在电机工作时，通过基板12的动力接线电路121发送电流信号至磁环动力功能区域，从而驱动该电机转轴22的转动。此时，所述磁环的信号功能区域针对转轴22的转动状态、转动方向和速度进行记录，通过传感器信号电路122将所记录的信息反馈至电机以外的控制设备上。

相比于现有技术，本发明通过将电机动力功能区域和信号功能区域使用同一磁环同时充磁，一次性组装，作业性提高，作业时间缩短；组装后无需信号部分调整，作业工位减少，无需专用调整设备。

进一步，由于将电机的动力功能区域和信号功能区域的磁环合并，因此可以降低磁环的设计制作和充磁线圈的成本。同时，由于动力功能区域和信号功能区域的磁环合并，使得电机的长度、体积减小，有利于电机的小型化，轻量化。

进一步，通过将动力接线电路和传感信号电路设置在同一基板上，因此无需针对传感信号电路进行独立制作生产，相应地减少了设备成本投资。

进一步，通过增加磁环的定位部件，提高磁环动力功能区域和信号功能区域的充磁位置的精度，进一步提升电机性能。

为了对上述磁环进行充磁，本发明还提供了相应的电机的充磁方法。请参阅图10，其为本发明的磁环的充磁示意图。本发明的电机的充磁方法，其包括以下步骤：

步骤1：提供一充磁线圈4；该线圈4包括一信号充磁部分41和动力充磁部分42；具体的，请参阅图11，其为本发明的充磁线圈的绕线示意图。所述线圈4的信号充磁部分41的线圈绕线方向与该动力充磁部分42的线圈绕线方向成一倾斜角度。

步骤2：将套有磁环的转子放入该充磁线圈4中，对充磁线圈4接通瞬时高电压；在磁环上形成信号功能区域和动力功能区域；具体的，在本发明中，所接通的的电压的范围值为：1500V～3000V。

在充磁完成后，所述磁环的信号功能区域的磁极分界线与转轴的轴向平行，所述动力功能区域的磁极分界线与转轴的轴向平行或成一倾斜角度。在本实施例中，所述动力功能区域的磁极分界线与转轴的轴向成一倾斜角度，且该倾斜角度在0～30度之间。作为优选，该倾斜角度范围为5～20度。所述信号功能区域的厚度大于0mm，且小于或等于动力功能区域和信号功能区域的全长的50％，该信号功能区的长度范围为2～8mm。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (3)

1.一种电机，包括定子、转子、基板和两个端盖；所述转子穿过定子，并通过前后端盖以及安装在端盖上的轴承装配于定子上；所述基板设置在定子上；其特征在于：所述转子包括转轴和磁环，所述磁环套设在转轴上，且该磁环包括用于驱动转轴转动的动力功能区域和用于生成转动状态信号的信号功能区域；所述转子还包括一定位部件；所述磁环通过该定位部件固定在转轴的轴向上；

所述基板上设有动力接线电路和传感器信号电路；所述动力接线电路与所述动力功能区域电连接；所述传感器信号电路与所述信号功能区域电连接；

所述基板为多层结构，所述动力接线电路包括四层电路子基板，所述传感器信号电路包括两层电路子基板，所述动力接线电路和传感器信号电路之间相互绝缘设置。

2.根据权利要求1所述电机，其特征在于：所述信号功能区域的磁极分界线与转轴的轴向平行，或成一倾斜角度，且该倾斜角度为0-30度；所述动力功能区域的磁极分界线与转轴的轴向平行或成一倾斜角度，且该倾斜角度为0-30度。

3.根据权利要求1所述电机，其特征在于：所述信号功能区域的长度大于0mm，且其小于或等于动力功能区域和信号功能区域全长的50％。