[发明专利]一种无刷式直流测速发电机

权利要求书

1.一种无刷式直流测速发电机，包括转轴、前端盖及轴承、机座、定子铁心、定子线圈、霍尔元件、永磁转子、后端盖及轴承；

其特征在于：所述定子铁心固定在机座内侧，定子铁心设有封闭槽，霍尔元件嵌放在封闭槽中，定子铁心另设有凹槽，定子线圈嵌放在凹槽中；所述定子线圈的两个有效边排放在相邻的两个凹槽中，定子线圈的轴线位置与霍尔元件的平面法线位置对齐，且定子线圈的两端分别与对应的霍尔元件的控制端相连；所述转子为两极的永久磁钢，转子中心设有通孔；所述转轴一端穿过前端盖的轴承后与机座固定，另一端穿过永磁转子中心通孔后与永磁转子固定，再穿过后端盖的轴承后与机座固定；

永磁转子不转时，定子线圈中无感应电动势，定子线圈与霍尔元件的控制端相连，霍尔元件中无霍尔电势输出；当永磁转子以旋转角速度Ω转动时，永磁转子表面的气隙磁场为

B＝B_m sinΩt (1)，

式(1)中的B_m为气隙磁场的幅值；

定子线圈的气隙磁场分别为

线圈的轴线与霍尔元件的平面法线对齐，根据变压器原理，定子线圈中分别产生感应电动势为

式(3)中K₁、K₂、K₃和K₄为与定子线圈结构相关的常数；

定子线圈与霍尔元件的控制端相连，则霍尔元件控制回路中的电流分别为

式(4)中R₄、R₁、R₂和R₃分别为霍尔元件控制回路中的附加电阻，根据霍尔元件的工作原理，则霍尔元件输出的霍尔电势分别为

式(5)中K_H4、K_H2、K_H3和K_H1分别为霍尔元件的灵敏度，调节霍尔元件控制回路中的附加电阻R₄、R₁、R₂、和R₃，使得

霍尔元件输出的霍尔电势叠加后为

E_H＝E_H1+E_H2+E_H3+E_H4＝KΩ+HΩ (7)，

根据式(7)可知，总输出的霍尔电势与转子角速度Ω成正比。

2.根据权利要求1所述的一种无刷式直流测速发电机，其特征在于：定子铁心的封闭槽数为四个，在空间平均分布，相互错开90度空间角。

3.根据权利要求1所述的一种无刷式直流测速发电机，其特征在于：定子铁心的凹槽数为四个，在空间平均分布，相互错开90度空间角。

4.根据权利要求1所述的一种无刷式直流测速发电机，其特征在于：定子铁心的封闭槽和凹槽相互错开45度空间角。

5.根据权利要求1所述的一种无刷式直流测速发电机，其特征在于：永磁转子表面气隙的磁场按照正弦规律分布。

6.根据权利要求1所述的一种无刷式直流测速发电机，其特征在于：四片霍尔元件的输出端按照电势叠加的形式，进行相应的正向串联或反向串联。