具有可检测转子转速功能的电机制造技术

一种具有可检测转子转速功能的电机，包括定子和转子，所述定子包括壳体及设于壳体内的磁铁，所述磁铁形成4个磁极，所述转子包括转轴、固定于转轴上的铁芯和换向器、以及缠绕于铁芯上并与换向器电连接的绕组，所述铁芯包括6个极齿，所述换向器包括12个换向片，所述绕组包括12个线圈元件，每个极齿上承载两个线圈元件，所述电机未设置位置传感器，所述转子的转速通过检测获得电机电流波形后经由傅里叶变换而得到电流的基波频率，再由电流基波频率除以换向片数而获得。上述电机不用设置位置传感器，仅通过检测电机的电流便可获得转子的转速信息，从而获得转子的位置信息，本发明专利技术的电机的结构更为紧凑且具有更低的成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电机，尤其涉及一种具有可检测转子转速功能的电机。
技术介绍
电机领域中，通过检测转子的转速获得转子的位置信息。现有的电机通常在转子上设置检测部件，如检测磁铁等，并于定子上设置位置传感器，如霍尔元件、旋转编码器、光电编码器等，经由位置传感器感测检测部件的位置，从而得到转子转速信息，继而获得转子的位置信息。然而，这种电机需要额外的空间来装位置传感器，不仅增加了电机的体积，也增加了电机的成本。
技术实现思路
鉴于此，有必要提供一种结构紧凑且成本较低的具有可检测转子转速功能的电机。本专利技术提供一种具有可检测转子转速功能的电机，包括定子和转子，所述定子包括壳体及设于壳体内的磁铁，所述磁铁形成4个磁极，所述转子包括转轴、固定于转轴上的铁芯和换向器、以及缠绕于铁芯上并与换向器电连接的绕组，所述铁芯包括6个极齿，所述换向器包括12个换向片，所述绕组包括12个线圈元件，每个极齿上承载两个线圈元件，所述电机未设置位置传感器，所述转子的转速通过检测获得电机电流波形后经由傅里叶变换而得到电流的基波频率，再由电流基波频率除以换向片数而获得。较佳的，每个换向片直接与两个线圈元件连接。较佳的，所述绕组共形成4条并联支路。较佳的，每个线圈元件连接到相邻的一对换向片，每一极齿上的两个线圈元件所连接的两对换向片之间间隔一个换向片。较佳的，每一极齿上的至少一个线圈元件所连接的一对换向片与相邻极<br>齿上的一线圈元件所连接的一对换向片相邻。较佳的，每一极齿上的两个线圈元件的绕制方向相反。较佳的，所述电机还包括若干均压器，每一均压器将预定的两换向片短路。较佳的，所述电机还包括至少一均压器，至少有一个换向片仅直接连接一个线圈元件，至少有一个换向片直接连接两个线圈元件，至少有一个换向片不直接连接线圈元件，所述不直接连接线圈元件的换向片通过所述均压器与直接连接线圈元件的相应换向片短路。较佳的，每个线圈元件的一端直接连接一换向片，另一端直接与另一极齿上的一个线圈元件的一端连接。较佳的，直接连接到同一个换向片的两个线圈元件具有相反的绕线方向。较佳的，所述绕组共形成2条并联支路。较佳的，所述电机还包括至少一对用于与换向器滑动接触的正、负电刷，当电刷短路部分线圈元件时，通过线圈元件的电流值与当电刷未短路线圈元件时通过线圈元件的电流值之比为3：2。较佳的，所述定子壳体的横截面包括四个侧壁和四个弧形连接部，每一连接部连接于相邻的两侧壁之间，所述侧壁为平面或曲率小于连接部的曲面，所述磁铁的数量为四个，所述四个磁铁分别对应设置所述四个连接部处。上述电机未设置位置传感器，仅通过检测电机的电流便可获得转子的转速信息，从而获得转子的位置信息，本专利技术的电机结构更为紧凑，且具有更低的成本。为了能更进一步了解本专利技术的特征以及
技术实现思路
，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制。附图说明图1是本专利技术第一实施例的电机的立体分解图。图2是图1所示电机的绕组示意图。图3是图2所示绕组在电刷/均压器短路线圈元件时的等效电路图。图4是图2所示绕组在电刷/均压器未短路线圈元件时的等效电路图。图5是图1所示电机的绕组的电流波形图。图6是图5所示电流波形经傅里叶变换后得到的电流分量幅值与频率关系图。图7是本专利技术第二实施例的电机的绕组示意图。图8是图7所示绕组在电刷/均压器短路部分线圈元件时的等效电路图。图9是图7所示绕组在电刷/均压器未短路线圈元件时的等效电路图。具体实施方式下面结合附图，通过对本专利技术的具体实施方式详细描述，将使本专利技术的技术方案及其他有益效果显而易见。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制。附图中显示的尺寸仅仅是为了便于清晰描述，而并不限定比例关系。图1所示为本专利技术的电机，该电机可应用于座椅调节装置、车窗升降装置、天窗驱动装置等需要通过控制电机转子旋转数从而控制驱动装置行程的领域。所述电机包括一定子10、一转子20及一端盖30。所述定子10包括一外壳11以及设于外壳11内的磁铁12。所述外壳11优选地包括四个侧壁13和四个弧形连接部14，每一连接部14连接相邻的两个侧壁13。所述侧壁13为平面或曲面。当侧壁13为曲面时，其于电机横截面上的边的弯曲程度小于所述连接部的弯曲程度。所述磁铁12共形成四个磁极。本实施例中，共包括四块磁铁12，所述四块磁铁12分别对应设置于四个连接部14处。本实施例的电机采用大致呈方形的外壳，在性能相同的前提下，该电机相比圆形电机具有更小的体积，也即具有更高的功率密度。可选地，该电机的定子外壳也可呈圆形。所述转子20包括一转轴21、固定于转轴21上的铁芯22和换向器23，以及缠绕于铁芯22上并电连接到换向器23的绕组（图未示）。所述铁芯22具有沿径向向外延伸的6个极齿。相邻的极齿之间形成一绕线槽24，从而使铁芯22共形成6个绕线槽24。请同时参图2。所述极齿由T1-T6表示。所述换向器23包括12个换向片C1-C12，这12个换向片C1-C12分别形成6对等电位换向片，即C1和C7、C2和C8，C3和C9，C4和C10，C5和C11，C6和C12这6对等电位换向片。所述绕组包括12个线圈元件，WA1-WA6以及WB1-WB6。所述线圈元件的端部与相应的换向片电连接。转子铁芯22的每一极齿上承载两个线圈元件，在图中显示为内层线圈元件（用WAn表示）和外层线圈元件（用WBn表示）。内层线圈元件WAn绕极齿顺时针方向绕制，而外层线圈元件WBn绕极齿逆时针方向绕制。上述内层线圈元件WAn和外层线圈元件WBn仅供图示说明用，事实上，在绕制绕组时，会出现在同一极齿上，图中标示的外层线圈元件WBn较内层线圈元件WAn先绕，在那样的情况下，图中标示的外层线圈元件WBn实际上为内层线圈元件，而图中标示的内层线圈元件WAn实际上是外层线圈元件，但这并不影响电机的正常工作。如图2所示，极齿上的内层线圈元件WAn分别电连接到相邻的一对换向片；外层线圈元件WBn也分别电连接到相邻的一对换向片。所述内层线圈元件WAn所连接的一对换向片与所述外层线圈元件WBn连接的一对换向片之间间隔一个换向片。相邻的前一极齿上的内层线圈元件WAn所连接的一对换向片则与后一极齿的内层线圈元件WAn所连接的一对换向片相邻；且相邻的<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有可检测转子转速功能的电机，包括定子和转子，所述定子包括壳体及设于壳体内的磁铁，所述磁铁形成4个磁极，所述转子包括转轴、固定于转轴上的铁芯和换向器、以及缠绕于铁芯上并与换向器电连接的绕组，其特征在于：所述铁芯包括6个极齿，所述换向器包括12个换向片，所述绕组包括12个线圈元件，每个极齿上承载两个线圈元件，所述电机未设置位置传感器，所述转子的转速通过检测获得电机电流波形后经由傅里叶变换而得到电流的基波频率，再由电流基波频率除以换向片数而获得。

【技术特征摘要】
1.一种具有可检测转子转速功能的电机，包括定子和转子，所述定子包
括壳体及设于壳体内的磁铁，所述磁铁形成4个磁极，所述转子包括转轴、固
定于转轴上的铁芯和换向器、以及缠绕于铁芯上并与换向器电连接的绕组，
其特征在于：所述铁芯包括6个极齿，所述换向器包括12个换向片，所述绕组
包括12个线圈元件，每个极齿上承载两个线圈元件，所述电机未设置位置传
感器，所述转子的转速通过检测获得电机电流波形后经由傅里叶变换而得到
电流的基波频率，再由电流基波频率除以换向片数而获得。
2.根据权利要求1所述的具有可检测转子转速功能的电机，其特征在
于：每个换向片直接与两个线圈元件连接。
3.根据权利要求2所述的具有可检测转子转速功能的电机，其特征在
于：所述绕组共形成4条并联支路。
4.根据权利要求1所述的具有可检测转子转速功能的电机，其特征在
于：每个线圈元件连接到相邻的一对换向片，每一极齿上的两个线圈元件所
连接的两对换向片之间间隔一个换向片。
5.根据权利要求1所述的具有可检测转子转速功能的电机，其特征在
于：每一极齿上的至少一个线圈元件所连接的一对换向片与相邻极齿上的一
线圈元件所连接的一对换向片相邻。
6.根据权利要求1所述的具有可检测转子转速功能的电机，其特征在
于：每一极齿上的两个线圈元件的绕制方向相反。
7.根据权利要求1所述的具有可检测转子转速功能的电机，其特征在
于：还包括若干均压器，每一均压器将等电位的两...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜成顺，秦锐锋，陈海，齐发云，
申请(专利权)人：德昌电机深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：