CN202679206U - 车用轮毂式永磁无刷直流电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车用轮毂式永磁无刷直流电机，由外转子和内定子构成，所述外转子包括转子机壳、磁钢和端盖，所述内定子包括定子铁芯、铁芯支架、电枢绕组、中轴和霍尔传感器；所述端盖内侧设置有与端盖同步转动的磁环，该磁环与磁钢互为同心圆，磁环的内径小于定子铁芯的内径，磁环具有交替磁极结构，其磁极数与磁钢的磁极数相同且对应；所述霍尔传感器安装在铁芯支架上，霍尔传感器靠近磁环，且其磁感应面正对磁环。该电机能改变霍尔传感器的温度环境，降低电机因霍尔传感器失灵或损坏而造成的故障率。

Description

车用轮毂式永磁无刷直流电机

技术领域

本实用新型涉及一种电机，具体涉及一种车用轮毂式永磁无刷直流电机。

背景技术

轮毂式永磁无刷直流电机用在电动车中，其控制***比较简单，成本较低；将该电机设计成外转子的形式可以有效地降低电动车驱动***机械结构的复杂程度，能较容易地实现直接驱动，从而使整个***的效率得到有效的提高，降低成本。

现有的车用轮毂式永磁无刷直流电机（参见图 1、图2）安装在轮毂11上，其由外转子和内定子构成；外转子包括转子机壳1、磁钢2和端盖6，磁钢设置在转子机壳内表面，端盖通过螺钉连接在转子机壳侧边，转子机壳、磁钢和端盖同步转动；内定子包括定子铁芯3、铁芯支架5、电枢绕组9、中轴10和三个霍尔传感器8，定子铁芯3位于磁钢2内侧，其通过铁芯支架5固定在中轴10上，电枢绕组9缠绕在定子铁芯3上，三个霍尔传感器8分别安装在定子铁芯3的槽内且靠近磁钢，用于感应外转子位置状态（即感应磁钢的磁场变化），将外转子位置状态信号输送给CPU，CPU根据收集到的外转子位置信号进行计算，然后发出指令控制电枢绕组内电流大小及电流方向（即换向控制）。这种结构的电机，三个霍尔传感器均安装在定子铁芯中，由于内定子的电枢绕组通电后，定子铁芯发热，其铜耗或铁耗使定子铁芯的温度非常高，霍尔传感器在高温环境中，其性能漂移，采集的外转子位置信号不准，影响换向控制，同时霍尔传感器也极易损坏；20%的电机故障都是由于霍尔传感器失灵或损坏造成的。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种车用轮毂式永磁无刷直流电机，以改变霍尔传感器的温度环境，避免霍尔传感器失灵或损坏。

本实用新型所述的车用轮毂式永磁无刷直流电机，由外转子和内定子构成，所述外转子包括转子机壳、磁钢和端盖，所述内定子包括定子铁芯、铁芯支架、电枢绕组、中轴和霍尔传感器；所述端盖内侧设置有与端盖同步转动的磁环，该磁环与磁钢互为同心圆，磁环的内径小于定子铁芯的内径，磁环具有交替磁极结构，其磁极数与磁钢的磁极数相同且对应（即磁环的N极与磁钢的N极完全对应，磁环的S极与磁钢的S极完全对应）；所述霍尔传感器安装在铁芯支架上，霍尔传感器靠近磁环，且其磁感应面正对磁环。

进一步，所述霍尔传感器的数量为二个或三个，霍尔传感器既可以是开关型霍尔传感器，也可以是线性霍尔传感器。

进一步，所述磁环为橡胶磁环或铁磁环或合金磁环；所述橡胶磁环由橡胶和磁性材料组成。

进一步，所述磁环的厚度为1mm～150mm；优选的，所述磁环的厚度为15mm～50mm。

本实用新型在端盖内侧设置一个与磁钢磁极数相同且完全对应的磁环，磁环与外转子同步转动，相当于复制了一个磁钢，两个或三个霍尔传感器安装在铁芯支架上且靠近磁环，霍尔传感器通过感应该磁环的磁场变化就能确定磁钢的磁场变化，进而确定外转子位置状态。霍尔传感器的位置被调动到一个远离定子铁芯高温区的地方，从而使霍尔传感器性能稳定性和可靠性得到了提高，电机因霍尔传感器失灵或损坏造成的故障率得到了降低。

附图说明

图1为现有的车用轮毂式永磁无刷直流电机的结构示意图。

图2为图1中外转子与内定子的配合示意图。

图3为本实用新型的第一种结构示意图。

图4为图3中外转子与内定子的配合示意图。

图5为本实用新型的第二种结构示意图。

图6为图5中外转子与内定子的配合示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

实施例1：如图3、图4所示的车用轮毂式永磁无刷直流电机，其安装在轮毂11上，由外转子和内定子构成；外转子包括转子机壳1、磁钢2和端盖6，磁钢2设置在转子机壳1内表面，端盖6通过螺钉连接在转子机壳1侧边，内定子包括定子铁芯3、铁芯支架5、电枢绕组9、中轴10和三个霍尔传感器8，定子铁芯3位于磁钢2内侧，其通过铁芯支架5固定在中轴10上，电枢绕组9缠绕在定子铁芯3上；端盖6的轴孔内设有滚动轴承7，轴孔外边缘位于端盖6内侧的部分套设有与端盖6同步转动的磁环4，磁环4采用厚度为45mm的合金磁环，该磁环4与磁钢2互为同心圆，磁环4的内径小于定子铁芯3的内径，磁环4具有交替磁极结构（即N、S极间隔设置），其磁极数与磁钢2的磁极数相同且对应（即磁环4的N极与磁钢2的N极完全对应，磁环4的S极与磁钢2的S极完全对应），转子机壳1、磁钢2、端盖6和磁环4同步转动；三个霍尔传感器8均采用开关型霍尔传感器，其分别呈弧状间隔安装在铁芯支架5上，三个霍尔传感器8均靠近磁环4，且其磁感应面均正对磁环4的外壁面，三个霍尔传感器8和电枢绕组9的引线通过中轴10的内孔向外引出，以便和外部的电子控制器等电子设备相连接；三个霍尔传感器8通过感应磁环4的磁场变化就能确定磁钢2的磁场变化，进而确定外转子位置状态。本实施例中霍尔传感器8也可以只有两个，磁环4也可以采用橡胶磁环或铁磁环，其厚度还可以为1mm～150mm之间的其它数值，比如15mm、50mm等，具体可根据磁环需要提供的磁场的强弱确定。

实施例2：如图5、图6所示的车用轮毂式永磁无刷直流电机，其安装在轮毂11上，由外转子和内定子构成；外转子包括转子机壳1、磁钢2和端盖6，磁钢2设置在转子机壳1内表面，端盖6通过螺钉连接在转子机壳1侧边，内定子包括定子铁芯3、铁芯支架5、电枢绕组9、中轴10和三个霍尔传感器8，定子铁芯3位于磁钢2内侧，其通过铁芯支架5固定在中轴10上，电枢绕组9缠绕在定子铁芯3上；端盖6的轴孔内设有滚动轴承7，端盖6内侧与轴孔间隔一定距离处设有与端盖6同步转动的磁环4，磁环4采用厚度为4.5mm的铁磁环，该磁环4与磁钢2互为同心圆，磁环4的内径小于定子铁芯3的内径，磁环4具有交替磁极结构（即N、S极间隔设置），其磁极数与磁钢2的磁极数相同且对应（即磁环4的N极与磁钢2的N极完全对应，磁环4的S极与磁钢2的S极完全对应），转子机壳1、磁钢2、端盖6和磁环4同步转动；三个霍尔传感器8均采用线性霍尔传感器，其分别呈弧状间隔安装在铁芯支架5上，三个霍尔传感器8均靠近磁环4，且其磁感应面均正对磁环4的端面。三个霍尔传感器8和电枢绕组9的引线通过中轴10的内孔向外引出，以便和外部的电子控制器等电子设备相连接；三个霍尔传感器8通过感应磁环4的磁场变化就能确定磁钢2的磁场变化，进而确定外转子位置状态。本实施例中霍尔传感器8也可以只有两个，磁环4也可以采用橡胶磁环或合金磁环，其厚度还可以为1mm～150mm之间的其它数值，比如10mm、15mm、80mm等，具体可根据磁环需要提供的磁场的强弱确定。 

Claims (5)

1.一种车用轮毂式永磁无刷直流电机，由外转子和内定子构成，所述外转子包括转子机壳（1）、磁钢（2）和端盖（6），所述内定子包括定子铁芯（3）、铁芯支架（5）、电枢绕组（9）、中轴（10）和霍尔传感器（8）；其特征是：所述端盖（6）内侧设置有与端盖同步转动的磁环（4），该磁环与磁钢（2）互为同心圆，磁环的内径小于定子铁芯（3）的内径，磁环（4）具有交替磁极结构，其磁极数与磁钢（2）的磁极数相同且对应；所述霍尔传感器（8）安装在铁芯支架（5）上，霍尔传感器靠近磁环，且其磁感应面正对磁环。

2.根据权利要求1所述的车用轮毂式永磁无刷直流电机，其特征是：所述霍尔传感器（8）的数量为二个或三个。

3.根据权利要求1或2所述的车用轮毂式永磁无刷直流电机，其特征是：所述磁环（4）为橡胶磁环或铁磁环或合金磁环。

4.根据权利要求3所述的车用轮毂式永磁无刷直流电机，其特征是：所述磁环（4）的厚度为1mm～150mm。

5.根据权利要求4所述的车用轮毂式永磁无刷直流电机，其特征是：所述磁环（4）的厚度为15mm～50mm。

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