内置驱动电路的永磁无刷电机转子位置检测机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种内置驱动电路的永磁无刷电机转子位置检测机构和算法，其结构包括内置驱动电路板、线性霍尔传感器、平面感应磁钢、电机转子和电机定子，其特征在于，所述内置驱动电路板安装在永磁无刷电机内部，用于驱动电机运行；所述线性霍尔传感器至少两个，用于感应所述平面感应磁钢的磁场变化。本实用新型专利技术提供一种基于内置驱动电路的永磁无刷电机的转子位置检测设备和方法，不仅结构更紧凑，而且内置驱动电路板意味着节省了外置驱动电路板的安装成本和线束成本，具有非常好的实用价值。价值。价值。

【技术实现步骤摘要】
内置驱动电路的永磁无刷电机转子位置检测机构


[0001]本技术属于永磁无刷电机领域，涉及内置驱动电路的永磁无刷电机结构，尤其是涉及基于线性霍尔感应的转子位置检测机构。

技术介绍

[0002]传统永磁无刷电机基本采用三个开关霍尔传感器检测电机转子角度；并且一般采用外置驱动电路控制永磁无刷电机的运行。但是存在以下几个缺点：（a）开关霍尔传感器检测转子位置角度分辨率较低，一个电周期仅提供6个离散的位置信息，无法满足矢量控制对高分辨率转子位置信息的需要；（b）虽然业界也存在“基于开关霍尔传感器的永磁无刷电机矢量控制算法”，但这类算法一般都要求电机转速平稳、负载冲击较小，大多应用于风机类应用场合，当应用场合要求电机具有低速大扭矩、高动态响应的输出能力时，这类算法就无法满足应用需求；（c）外置驱动电路需要增加霍尔感应电路板、电机绕组和霍尔信号的线束以及外置驱动电路的安装外壳等成本，而且对于某些应用场合，空间上也不够结构紧凑。
[0003]专利号为CN 113162333 A的中国专利技术专利，公开了一种无刷电机的磁环编码器结构及无刷电机，包括磁环和线性霍尔传感器。磁环安装在无刷电机内的转子轴上，能随电机转子轴同步转动；线性霍尔传感器设有至少两个，并安装在电路板上，电路板设有通孔，电机转子轴贯穿电路板的通孔。整篇专利没有关于驱动电路的描述，可以推定，所述的电路板仅用于安装线性霍尔传感器及其外围电路，不含内置驱动电路，需要一套外置的驱动电路，用于驱动电机的运行。
[0004]上述技术方案设计了一套基于磁环编码器结构的无刷电机转子位置检测机构，这种结构没有内部集成电机驱动电路，需要通过电机绕组和霍尔信号的线束实现电机与外置驱动电路之间的电连接，外置驱动电路则需要额外的安装位置。许多应用场合要求整机结构紧凑，该方案的电机及其驱动电路占用空间相对更大，成本也更高；与平面感应磁钢相比，磁环结构也不够紧凑，且成本相对高。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是针对上述问题，提供一种基于内置驱动电路的永磁无刷电机的转子位置检测结构，不仅结构更紧凑，而且内置驱动电路板意味着节省了外置驱动电路板的安装成本和线束成本，具有非常好的实用价值。
[0006]为达到上述目的，本技术采用了下列技术方案：
[0007]一种内置驱动电路的永磁无刷电机转子位置检测机构，包括内置驱动电路板、线性霍尔传感器、平面感应磁钢、电机转子和电机定子，其特征在于，所述内置驱动电路板安装在永磁无刷电机内部，用于驱动电机运行；所述线性霍尔传感器至少两个，用于感应所述平面感应磁钢的磁场变化；所述平面感应磁钢安装在电机转子的轴上随着转子轴同步转动产生正弦交变磁场；所述电机定子的三相绕组线圈与内置驱动电路板的三根金属接头电连接。
[0008]在上述方案的基础上，所述线性霍尔传感器所在平面与平面感应磁钢所在平面平行，所述平面感应磁钢的所在平面与电机转子的转子轴心线垂直，所述平面感应磁钢的圆柱形圆心线与电机转子的转子轴心线重合。
[0009]在上述方案的基础上，所述电机定子的固定支架设有绝缘层，所述内置驱动电路板通过固定支架上的支撑柱和卡扣设置在电机定子上。
[0010]在上述方案的基础上，所述内置驱动电路板的外轮廓为圆形，所述内置驱动电路板与电机转子的轴心线垂直并且圆心与电机转子的轴心线重合。
[0011]在上述方案的基础上，所述线性霍尔传感器采用贴片封装并设置在内置驱动电路板上，所述线性霍尔传感器设置在以电机转子轴心线为圆心的圆周上，相邻两个所述线性霍尔传感器在圆周上的角度差值为90
°
。
[0012]在上述方案的基础上，所述平面感应磁钢呈现为圆柱形，所述平面感应磁钢为一对极的磁钢，所述平面感应磁钢与电机转子的转子轴固定连接。
[0013]在上述方案的基础上，所述平面感应磁钢的N极磁场方向与电机转子主磁场的N极磁场方向之间存在角度差值。
[0014]本技术的优点在于：
[0015]1.电机内部集成内置驱动电路板，通过电路板上的三根金属插片与电机定子线圈电连接；通过电机定子固定支架上的支撑柱和卡扣，将电路板固定在电机定子上。这样的安装结构不仅成本低，结构紧凑，占用空间小，而且能够确保电路板与电机定子之间的安装精度要求。
[0016]线性霍尔传感器采用贴片封装，并贴装在内置驱动电路板上。通过贴片焊接工艺，能够确保线性霍尔传感器与电路板之间的安装精度要求，进一步的，确保了线性霍尔传感器与平面感应磁钢之间的安装精度要求。
[0017]平面感应磁钢采用小尺寸的一对极圆柱形磁钢，相比磁环结构，具有成本低，安装简单，尺寸小巧等优点。而且，磁环结构要求：磁环极对数和电机转子主磁场极对数的配合，具有一定的对应关系，线性霍尔传感器在电路板上的圆周位置角度也随着磁环极对数的变化而变化；而采用一对极磁场的平面感应磁钢，对电机转子主磁场的极对数没有任何限制，两路线性霍尔传感器在圆周上的角度关系是确定不变的。
附图说明
[0018]图1是本技术提供的内置驱动电路的永磁无刷电机结构示意图。
[0019]图中，内置驱动电路板1、线性霍尔传感器2、平面感应磁钢3、电机转子4、电机定子5。
具体实施方式
[0020]下面结合本技术实施例的附图对本技术实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本技术的优选实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术专利保护的范围。
[0021]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚
度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0022]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0023]在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“转子初始位置参数所包含的两路线性霍尔信号的交流幅值、直流偏置、转子初始位置补偿角”应做广义理解，只要能够通过简单的运算就能够得到“两路线性霍尔信号的交流幅值、直流偏置、转子初始位置补偿角”的其他参数（例如，通过线性霍尔信号最大值和最小值，可以计算得到线性霍尔信号的交流幅值和直流偏置；例如，转子初始位置补偿角可以通过角度的三角函数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内置驱动电路的永磁无刷电机转子位置检测机构，包括内置驱动电路板(1)、线性霍尔传感器(2)、平面感应磁钢(3)、电机转子(4)和电机定子(5)，其特征在于，所述内置驱动电路板(1)安装在永磁无刷电机内部，用于驱动电机运行；所述线性霍尔传感器(2)至少两个，用于感应所述平面感应磁钢(3)的磁场变化；所述平面感应磁钢(3)安装在电机转子(4)的轴上随着转子轴同步转动产生正弦交变磁场；所述电机定子(5)的三相绕组线圈与内置驱动电路板(1)的三根金属接头电连接。2.根据权利要求1所述的一种内置驱动电路的永磁无刷电机转子位置检测机构，其特征在于：所述线性霍尔传感器(2)所在平面与平面感应磁钢(3)所在平面平行，所述平面感应磁钢(3)的所在平面与电机转子的转子轴心线垂直，所述平面感应磁钢(3)的圆柱形圆心线与电机转子的转子轴心线重合。3.根据权利要求1所述的一种内置驱动电路的永磁无刷电机转子位置检测机构，其特征在于：所述电机定子(5)的固定支架设有绝缘层，所述内置驱动电路板(1)通过固定支架上的支撑柱和卡扣设置在电机定...

【专利技术属性】
技术研发人员：许明有，李兴龙，
申请(专利权)人：杭州英吉士电机有限公司，
类型：新型
国别省市：