專利名稱：霍爾位置傳感器與控制器一體化的永磁無刷直流電機的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是霍爾位置傳感器與控制器一體化的永磁無刷直流電機，是對傳統的永磁無刷直流電機的改進，屬于永磁電機技術領域。
背景技術：
永磁無刷直流電機由于結構簡單，沒有換向火花，運行可靠，維護方便，無勵磁損耗等眾多優點，在工業和民用領域獲得到了越來越廣泛的應用。在傳統的有位置傳感器永磁無刷直流電機中，霍爾位置傳感器嵌放在電機定子鐵心上，通過導線引出，用以向逆變橋提供換向信號。這樣的結構雖然比較簡單，但也存在著很多的問題。霍爾傳感器為半導體集成電路器件，對于工作溫度具有嚴格的限制，而電機在工作時，定子上會產生大量的熱量， 其將直接傳導到霍爾傳感器上，超過耐溫極限將損壞傳感器；另一方面，霍爾位置傳感器與控制器的信號連接線較細，很容易折斷。這些問題的出現，將損壞甚至燒毀永磁無刷直流電機控制器，使無刷直流電機系統無法正常工作。這些故障的出現，大大降低了無刷直流電機控制系統的可靠性，增加了系統維護成本。目前，有人提出采用換向轉子而將霍爾位置傳感器放在電機定子外部的方法來解決以上問題，但這無疑增加了電機的體積和成本。而目前提出的各種無刷直流電機的無位置傳感器控制方法和技術還不夠完善，還遠不能取代霍爾位置傳感器控制系統在永磁無刷直流電機中的應用，而且主控制器的成本也較高。
發明內容
技術問題本發明的目的是提供了一種霍爾位置傳感器與電機控制器一體化的永磁無刷直流電機，其特點是，將霍爾位置傳感器與電機控制器制作在同一塊電路板上，改善了霍爾位置傳感器的散熱條件，可防止霍爾位置傳感器因過熱而損壞，降低了無刷直流電機系統的返修率，提高了電機系統的可靠性，延長了使用壽命。技術方案本發明的霍爾位置傳感器與控制器一體化的永磁無刷直流電機的第一霍爾位置傳感器、第二霍爾位置傳感器、第三霍爾位置傳感器分別通過第一印制線路板、第二印制線路板、第三印制線路板固定在控制器的垂直位置上，控制器位于電機的軸端蓋上， 而固定在控制器上的三個霍爾位置傳感器，穿過電機軸端蓋的開口，對應到電機相應的定子槽隙中。所述的霍爾位置傳感器中的三個霍爾位置傳感器分別與三塊印制線路板的一端相連接，印制線路板的另一端垂直固定在電機一體化控制器上。所述的電機一體化控制器上的三個霍爾位置傳感器為具有圓弧形的排列結構。有益效果本發明的特點是，對霍爾位置傳感器的安放位置進行了設計和優化， 實現霍爾位置傳感器與電機控制器的一體化設計，不僅提高了霍爾位置傳感器的使用壽命，降低了直流無刷電機的返修率，而且也使得電機的維護更加方便、靈活。
圖1是實施外置一體化控制器的無刷直流電機的結構示意圖。圖2是電機內部的截面圖。圖3是圖1中電機外殼軸端蓋的結構示意圖。圖4是圖1中一體化控制器的平視圖。圖5是圖1中一體化控制器的俯視圖。以上的圖中有1-電機的軸端蓋，2-霍爾位置傳感器及其印制線路板，3-隔熱材料墊，4-電機一體化控制器，5-電機外殼，6-電機定子鐵芯，7-電機軸，8-軸承，9-電機永磁轉子，10-電機定子繞組，第一定子槽隙11、第二定子槽隙12、第三定子槽隙13，14-電機軸端蓋的開口，第一霍爾位置傳感器21、第二霍爾位置傳感器22、第三霍爾位置傳感器23， 第一印制線路板31、第二印制線路板32、第三印制線路板33。
具體實施例方式本發明的霍爾位置傳感器與電機控制器一體化的永磁無刷直流電機，包括電機定子、電機軸端蓋、霍爾位置傳感器及控制器，其特征在于電機的三個霍爾位置傳感器通過印制線路板固定在控制器的垂直位置上，控制器與電機的軸端蓋相連接，而固定在控制器上的三個霍爾位置傳感器，穿過電機軸端蓋的開口，對應到電機相應的定子槽隙中。所述電機的永磁轉子既可為內轉子結構，也可為外轉子結構。所述霍爾位置傳感器按電機定子60°電角度排列為佳，以便于定位和安裝，也可按 120°電角度排列。所述電機的電機一體化控制器固定在電機軸不帶輸出輪的一側為佳，也可在電機軸的另一側。所述電機的一體化控制器放置在電機外部為佳，控制器上的霍爾位置傳感器通過與電機外殼相連的軸端蓋上的開口對應到定子相應的定子槽中。所述電機的一體化控制器也可直接放置在電機內部，通過電機外殼的軸端蓋固定，控制器上霍爾位置傳感器直接對應到相應的定子槽中。所述電機的電機軸端蓋的開口的形狀以扇形結構為佳，也可為其他的分布式孔式結構。所述的電機外殼軸端蓋與電機控制器之間設有隔熱材料為佳，以更好的隔熱，進一步的保護控制器及霍爾傳感器。參見圖1，該霍爾位置傳感器與電機控制器一體化的永磁無刷直流電機，控制器 4直接固定在電機外殼的軸端蓋1上，在控制器與電機軸端蓋的接觸面，加裝一層隔熱材料墊3，控制器上的三個霍爾位置傳感器即第一霍爾位置傳感器21、第二霍爾位置傳感器 22、第三霍爾位置傳感器23，穿過電機軸端蓋1上的開口 14，直接對應到電機相應的第一定子槽隙11、第二定子槽隙12、第三定子槽隙13中。參見圖4和圖5，在霍爾位置傳感器與電機控制器一體化的永磁無刷直流電機的應用中，該一體化控制器直接通過一層隔熱材料封裝起來，包括第一霍爾位置傳感器21、第二霍爾位置傳感器22、第三霍爾位置傳感器23。
權利要求
1.一種霍爾位置傳感器與控制器一體化的永磁無刷直流電機，其特征在于電機的第一霍爾位置傳感器(21)、第二霍爾位置傳感器(22)、第三霍爾位置傳感器(23)分別通過第一印制線路板(31)、第二印制線路板(32)、第三印制線路板(33)固定在控制器(4)的垂直位置上，控制器(4)位于電機的軸端蓋(1)上，而固定在控制器(4)上的三個霍爾位置傳感器， 穿過電機軸端蓋的開口(14)，對應到電機相應的第一定子槽隙(11)、第二定子槽隙(12)、 第三定子槽隙(13)中。
2.根據權利要求1所述的霍爾位置傳感器與電機控制器一體化的永磁無刷直流電機， 其特征在于所述的三個霍爾位置傳感器分別與三塊印制線路板的一端相連接，印制線路板的另一端垂直固定在電機一體化控制器(4)上。
3.根據權利要求1所述的霍爾位置傳感器與電機控制器一體化的永磁無刷直流電機， 其特征在于所述的電機一體化控制器(4)上的三個霍爾位置傳感器為具有圓弧形的排列結構。
全文摘要
本發明是一種霍爾位置傳感器與控制器一體化的永磁無刷直流電機，涉及的是霍爾位置傳感器與控制器一體化的永磁無刷直流電機，是對傳統的永磁無刷直流電機的改進，電機的第一霍爾位置傳感器(21)、第二霍爾位置傳感器(22)、第三霍爾位置傳感器(23)分別通過第一印制線路板(31)、第二印制線路板(32)、第三印制線路板(33)固定在控制器(4)的垂直位置上，控制器(4)位于電機的軸端蓋(1)上，而固定在控制器(4)上的三個霍爾位置傳感器，穿過電機軸端蓋的開口(14)，對應到電機相應的定子槽隙中。將霍爾位置傳感器與電機控制器制作在同一塊電路板上，改善了霍爾位置傳感器的散熱條件，可防止霍爾位置傳感器因過熱而損壞。
文檔編號H02K29/08GK102163903SQ20111011184
公開日2011年8月24日 申請日期2011年5月3日 優先權日2011年5月3日
發明者俞希學, 林明耀 申請人:東南大學