[实用新型]集成磁编码器和霍尔开关确定位置的外转子永磁同步电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种集成磁编码器和霍尔开关确定位置的外转子永磁同步电机。

背景技术

外转子永磁同步电机获取位置的方式一般采用高分辨率的位置传感器，比如旋转变压器、绝对式光电编码器或者增量型光电编码器，这些传感器的性能容易受到高温、潮湿、油污等恶劣环境的影响，并且光电编码器易碎容易受到振动的影响。旋转变压器尺寸较大，从而增加电机体积，影响电机运行的稳定性。

实用新型内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供了一种集成磁编码器和霍尔开关确定位置的外转子永磁同步电机，旨在解决旋转变压器、绝对式光电编码器或者增量型光电编码器性能容易受到高温、潮湿、油污等恶劣环境的影响，并且光电编码器易碎容易受到振动的影响，旋转变压器尺寸较大，从而增加电机体积，影响电机运行的稳定性的问题；本实用新型提供的外转子永磁同步电机具有位置精度高，占用安装空间小，抗冲击、抗振动、抗油污的优点。

本实用新型提供了一种集成磁编码器和霍尔开关确定位置的外转子永磁同步电机，包括：电机旋转模块、电机静止模块以及用于连接电机旋转模块和电机静止模块的连接部件；电机旋转模块包括：电机转子和传感器旋转模块；其中，电机转子包括：相互连接的机壳和永磁体；所述传感器旋转模块包括：永磁压块、磁环放置盘、霍尔磁体和多对极磁环，所述永磁压块外侧和所述机壳固定连接，所述永磁压块内侧和所述磁环放置盘固定连接，所述磁环放置盘随所述机壳同步旋转；在所述磁环放置盘内固定有所述霍尔磁体和所述多对极磁环，使得所述霍尔磁体和所述多对极磁环随电机转子同步旋转；所述电机静止模块包括：电机定子和传感器静止模块；所述电机定子包括：相互固定连接的定子和轴，在所述定子上设置有绕组；所述传感器静止模块包括：编码器舱体和控制电路板，所述编码器舱体和所述轴固定连接，所述控制电路板放置在所述编码器舱体内且与所述编码器舱体固定连接；所述控制电路板用于将直流电逆变成三相交流电并供给定子绕组，使得电机正常工作。

更进一步地，所述控制电路板包括：编码器和霍尔开关，所述编码器用来感应磁环产生转子位置A方波信号和B方波信号；所述霍尔开关用于感应所述霍尔磁体产生转子位置零点信号。

更进一步地，连接部件包括：后轴承和前轴承，所述后轴承用于连接所述机壳和所述轴；所述前轴承用于连接所述轴和所述永磁压块。

更进一步地，定子为斜槽结构，斜槽角度为15°。

更进一步地，霍尔磁体放置在磁环放置盘内，霍尔开关放置在控制电路板上，霍尔磁体的充磁方向沿电机轴向，霍尔磁体放置在正对霍尔开关的位置上，每当霍尔磁体转到霍尔开关的正下方，霍尔开关输出高电平，当霍尔磁体远离霍尔开关，霍尔开关输出低电平，霍尔开关的输出信号接至单片机，每当单片机收到霍尔开关的上升沿信号，表明霍尔磁体旋转至霍尔开关的正下方，把此位置作为电机位置信号原点。

更进一步地，磁编码器产生互差90°的A方波信号和B方波信号，多极磁环旋转一周产生3520个周期的方波信号，单片机读取霍尔开关下降沿的位置作为电机旋转的零点，单片机寄存器开始记录A信号和B信号的个数，每次单片机读到3520个A信号和B信号的时刻，电机再次旋转至零点，同时单片机读取霍尔开关下降沿然后将存放A信号和B信号的单片机寄存器清零，该寄存器再次从零开始计数，如此往复；通过读取一个机械周期内A信号或B信号的个数确定电机的绝对位置，通过一段时间内读取霍尔开关低电平下降沿的个数可以得到电机的转速。电机顺时针旋转，A信号超前B信号90°，电机逆时针旋转，则B信号超前A信号90°，通过读取A、 B信号的超前滞后关系确定电机的转向。

通过本实用新型所构思的以上技术方案，与现有技术相比，由于采用霍尔磁体、霍尔传感器、霍尔磁环和磁编码器获取转子位置的方式，使得获取的电机转子位置更精确，相比光电编码器靠红外线获取转子位置，因而光电编码器易碎以及容易受到潮湿、油污等恶劣环境的影响，本实用新型专利所构思的方案依靠磁场获取电机转子位置，因而不受到潮湿、油污等恶劣环境影响，并且结构坚固，可靠性高；相比旋转变压器，本实用新型专利采用的方案体积小。重量轻，可以将磁编码器和霍尔磁体集成在外转子永磁同步电机内，使得外转子结构更紧凑，可靠性更高，综上，本实用新型提供的外转子永磁同步电机具有位置精度高，占用安装空间小，抗冲击、抗振动、抗油污的优点。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的多对极磁环示意图；