[发明专利]一体化轮毂电机及其控制方法

权利要求书

1.一种一体化轮毂电机，包括电机轴和固定在其上的定子，定子外套设有转子外壳，转子外壳的前后两端通过转子端盖和轴承可旋转固定在电机轴上，电机轴的两端凸伸于转子端盖之外形成长端和短端，转子端盖的外侧固定有轴承端盖，将电机轴的短端罩在其中，其特征在于，所述的轴承端盖中部凸设有轴承端盖轴，朝电机轴方向凸设，所述的电机轴端部和轴承端盖轴的对应位置设有位置检测装置；所述的电机轴上还套设有伺服控制器；所述位置检测装置感测到轴承端盖轴的转动，并将感测到的信号传输给伺服控制器，通过伺服控制器的处理，获得转子转动的角度或位置，进而实现对电机的精确控制。

2.如权利要求1所述的一体化轮毂电机，其特征在于，所述的位置检测装置，包括磁钢环、导磁环和磁感应元件，所述导磁环固定在电机轴上，由两段或多段同半径、同圆心的弧段构成，相邻两弧段留有缝隙，所述磁感应元件置于该缝隙内，所述的磁钢环对应设置在轴承端盖轴上，当磁钢环与导磁环发生相对旋转运动时，所述磁感应元件将感测到的磁信号转换为电压信号，并将该电压信号传输给相应的信号处理装置；

所述的导磁环由两段同半径、同圆心的弧段构成，分别为1/4弧段和3/4弧段，对应的磁感应元件为2个；或者，所述的导磁环由三段同半径的弧段构成，分别为1/3弧段，对应的磁感应元件为3个；或者，所述的导磁环由四段同半径的弧段构成，分别为1/4弧段，对应的磁感应元件为4个；或者，所述的导磁环由六段同半径的弧段构成，分别为1/6弧段，对应的磁感应元件为6个；

所述的导磁环的弧段端部设有倒角；

所述的倒角为沿轴向或径向或同时沿轴向、径向切削而形成的倒角；

所述的位置检测装置还包括骨架，用于固定所述导磁环；

所述导磁环设置在骨架成型模具上，在所述骨架一体成型时与骨架固定在一起；所述的骨架固定在电机轴上；

所述的磁感应元件为霍尔感应元件。

3.基于权利要求2所述的一体化轮毂电机，其特征在于，其位置检测装置的信号处理装置包括：

A/D转换模块，对位置检测装置中磁感应元件发送来的电压信号进行A/D转换，将模拟信号转换为数字信号；

合成模块，对位置检测装置发送来的经过A/D转换的多个电压信号进行处理得到基准信号D；

角度获取模块，根据该基准信号D，在标准角度表中选择与其相对的角度作为偏移角度θ；以及

存储模块，用于存储标准角度表；

其位置检测装置的信号处理装置在A/D转换模块和合成模块之间还包括温度补偿模块，用于消除温度对位置检测装置发送来的电压信号的影响；

位置检测装置的信号处理装置的所述合成模块的输出信号还包括信号R；

位置检测装置的信号处理装置中所述温度补偿模块包括系数矫正模块和乘法器，所述系数矫正模块对所述合成模块的输出的信号R和对应该信号的标准状态下的信号R₀进行比较得到输出信号K；所述乘法器为多个，每一所述乘法器将从位置检测装置发送来的、经过A/D转换的一个电压信号与所述系数矫正模块的输出信号K相乘，将相乘后的结果输出给合成模块；

位置检测装置的信号处理装置中，如果位置检测装置发送来的一个电压信号为2或3的倍数，则在所述温度补偿模块之前还包括差分模块，对用于抑制温度和零点漂移，并提高数据精度。

4.如权利要求1所述的一体化轮毂电机，其特征在于，所述的位置检测装置，包括：

分别固定在轴承端盖轴上的第一磁钢环和第二磁钢环；

设置在电机轴上的对应于第二磁钢环，以第二磁钢环的中心为圆心的同一圆周上设有n(n＝1，2…n)个均匀分布的磁感应元件，所述第二磁钢环的磁极磁化顺序使得n个磁感应元件输出呈格雷码格式，相邻两个输出只有一位变化；

在定子上，对应于第一磁钢环，以第一磁钢环的中心为圆心的同一圆周上设有有m(m为2或3的整数倍)个呈一定角度分布的磁感应元件，所述第一磁钢环的磁极总对数与第二磁钢环的磁极总数相等，并且相邻两极的极性相反；

当轴承端盖轴相对于电机轴发生相对旋转运动时，所述磁感应元件将感测到的磁信号转变为电压信号，并将该电压信号输出给一信号处理装置；

在定子上对应于第一磁钢环的相邻两个磁感应元件之间的夹角，当m为2或4时，该夹角为90°/g；当m为3时，该夹角为120°/g；当m为6时，该夹角为60°/g，其中，g为第二磁钢环的磁极总数；

所述的磁感应元件为霍尔感应元件。