[发明专利]一种电动机

说明书

发明领域

本发明涉及一种电动机，尤其是包括有速度传感器的电动机。

背景技术

电动机的设计重点一直是在不损失输出功率的情况下减小电动机的尺寸或体积，对于微型永磁电动机尤其如此。然而，在过去，当在电动机中加装元件以提高电动机的某方面性能时，为了容纳所加装的元件，电动机的尺寸必须增大。伺服系统所需要的速度传感器就是一个明显的例子。速度传感器通常可提供一个电压或脉冲输出，其幅度或频率是电动机转速的函数。伺服放大器使用这个信号来控制电动机的运动。

测量电动机转速的典型技术包括在电动机轴上加装测速发电机或高频发电机。这就需要增加电动机架的尺寸，从而增大了其体积。已尝试过一些技术，包括检测电动机输入的电流峰值。在取得了一定成功的同时，这种包括易受嘈杂环境和不洁换向开关(这些情况在电动机磨损时经常发生)影响的敏感电子元件的技术，在最差的应用情况下，容易使传感器无法运作。

因此，就需要一种速度传感器，其较少依赖输入功率且不会增加电动机体积或尺寸。

发明内容

本发明采用了在定子磁铁的内表面上形成的位于磁铁和定子间的气隙中的传感器线圈，可以达到以上目的。

因此，本发明，在一方面，提供了一种永磁直流电动机，包括：一个具有至少一个永久磁铁的永磁定子；一个转子，所述转子包括一个转子轴，一安装在所述转子轴上并有许多磁极的电枢铁芯，一绕在所述磁极上的电枢绕组，一安装在所述转子轴上的换向器，所述换向器邻近于所述电枢铁芯的一个端面，并与所述电枢绕组的引线相连接，所述转子在轴颈处有轴承，并朝向所述定子；和一个速度传感器；其中，所述速度传感器是一个由导电材料制成的线圈，所述线圈固定在磁铁的表面，并位于所述磁铁和所述电枢铁芯间的气隙中。

所述线圈最好是固定在磁铁内表面上的单匝线圈，并朝向所述电枢铁芯。

所述线圈最好是细长“U”形的单匝线圈。

所述线圈端子最好位于磁铁的轴向端面上。

所述线圈端子最好能和固定在电动机端盖上的可弹性变形的指形片或弹性偏置端子配合在一起。所述指形片可以是固定在电动机端盖上的金属条或导电橡胶端子。

附图说明

现在将通过示例和参考附图来描述本发明的优选实施例，其中：

图1是根据优选实施例的永磁直流电动机的分解图；

图2显示了图1所示的支撑速度传感器线圈的电动机磁铁；

图3显示了一相似的磁铁，其中的速度传感器线圈有另一种形状；

图4和图5显示了相似的磁铁，其中的速度传感器基于另一实施例。

具体实施方式

图1表示了一个典型的永磁直流电动机10，已被改进成装有根据本发明的第一实施例的速度传感器线圈12。所述电动机有一永磁定子，所述定子有两个弧形陶瓷磁铁14。转子16朝向定子磁铁14，并在轴颈处由轴承18支撑。所述轴承分别装在端盖20和后壳部分22上。所述转子有一转子轴24，电枢铁芯26和换向器28。电枢铁芯26有许多薄片，形成了很多凸极，所述线圈绕在所述凸极上形成一电枢绕组30。线圈端接在换向器28上。

端盖20上有电刷32。所述电刷与换向器28滑动接触，因此可以通过电动机端子34将电能传送到电枢绕组30中。所述端盖上还有两个弹性触片36。所述弹性触片是可弹性变形的导电条，在端盖上与传感器端子40相连。所述弹性触片也可以是固定在端盖上并延伸出的导电橡胶柱。

两个磁铁14之一的径向内表面上有导电线圈12。所述内表面朝向电枢铁芯26，中间隔着气隙，而线圈12就位于磁铁14和所述电枢铁芯间的气隙中。线圈12有一U形的导电路径，形成一个单匝。相邻于端盖的磁铁轴向端面上有端子片38，所述形状的单匝线圈就在所述端子片上开始并结束。两个弹性触片36可以和端子片接触，于是可以通过端盖20上的传感器端子40将信号从线圈12中传送到外电路中。相比将引线直接焊接到磁铁的线圈上，采用弹性触片可以极大地简化结构。

在图2中更清楚地显示了线圈12。线圈12是单匝线圈，无需在匝间绝缘，因此易于应用。鉴于此，线圈可以由导电薄膜、导电箔、导电带或导电线形成。在所描述的实施例中，线圈12是由导电涂料制成的，如含银环氧树脂，用贴片印刷工艺贴在磁铁的表面上。涂料也可以由劳动强度很大的喷涂或丝网印刷的方法贴在磁铁的表面上，但由于磁铁表面是曲面，所以丝网印刷实施起来更困难。如果磁铁表面是导电的，则需要在表面上进行非导电涂镀，以便将线圈和磁铁表面绝缘。对陶瓷磁铁和树脂粘结的磁铁来说，就不必进行这种涂镀。