一种一体式磁悬浮电机电涡流传感器结构组件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种一体式磁悬浮电机电涡流传感器结构组件。该组件由金属支架、传感器探头组件、转接PCB板、压线板、温度补偿板、线缆及固定螺钉等零、部件组成。所述传感器组件做了结构的简化设计，取消了原传感器组件中转接金属支座的使用，节省了材料和加工成本。结构的简化设计，在一定程度上缩短了电机转子的轴向距离。本结构组件对于安装在不同面侧的传感器探头，实现了一次性灌封、固化，节省了时间成本，提高了生产效率。提高了生产效率。提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种一体式磁悬浮电机电涡流传感器结构组件


[0001]本专利属于磁悬浮电机的
，具体涉及一种一体式磁悬浮电机传感器组件结构，可作为电机高速转子径向、轴向位移的检测装置，可实现电机转子位移和转速的实时监测和数据反馈。

技术介绍

[0002]电涡流位移传感器具有长期工作可靠性好、灵敏度高、抗干扰能力强、响应速度快、不受油水等介质影响、适合非接触测量等优点，成为磁悬浮电机转子径向、轴向位移检测的必备之选。电涡流传感器通常为绕制而成的具有一定匝数的金属线圈。为了防止外界信号干扰，传感器线圈通常放置在具有绝缘作用的支座上，并注胶密封，灌封后的线圈和绝缘支座组件统称为传感器探头组件，简称传感器探头。
[0003]现有传感器结构通常为两种形式，一种是将探头的出线与传输线缆直接焊接，通过螺纹或某种固定结构将导线甩出。这种结构较简单，但由于线圈线径与导线线径差别过大，导致焊接难度极大。另一种是采用每个探头配备一个小PCB板作为焊接的转接板，解决了第一种结构焊接困难的问题，但增加了结构的复杂性。由于传感器线圈线径只有0.1mm～0.3mm，不能长距离拉伸，传感器探头和PCB板需近距离安装。目前，多采用将传感器探头和PCB板共同固定在一个小型金属支座中，分别将传感器探头和PCB板先后灌胶密封后再将该小支座根据使用情况，两两配对安装在一个大的金属支架上。每套电机约需要10套传感器探头组件，即包含10件小支座。电机量产时，小支座的需求数量及相应的材料和加工成本不可忽视。对于上述小支座的灌封，因传感器探头和PCB板安放在不同的平面，需分别注胶灌封，每一步灌封都需要≥24小时的固化时间，耗时长，效率低。因此，研制一种可实现一次灌封、结构简单的传感器组件非常必要。
[0004]根据使用要求，传感器探头周围至少5mm～6mm距离内不得有金属遮挡物，这就导致用于安放传感器探头的小支座头部直径尺寸至少比探头直径大12mm以上。在磁悬浮电机结构布局中，传感器探头所在的小支座头部外形尺寸是影响传感器组件轴向尺寸(即传感器组件厚度)的关键因素，而该轴向尺寸是影响电机转子长度的因素之一。相同轴颈和结构形式下，转子越长，则转子模态和动力学性能越差。由此，在传感器结构设计中，需考虑尽量减小传感器组件的轴向尺寸。

技术实现思路

[0005]本技术的技术解决问题是：针对现有技术方案存在的问题，提供一种将传感器探头直接安装在一个金属支架上，并实现一次性注胶灌封的结构组件。取消了用于固定传感器探头和PCB板的小支座，通过传感器探头的布局，尽可能减小传感器组件的轴向尺寸，并在现有结构上预留了足够的走线位置。
[0006]本技术解决上述问题采用的技术方案是：一种一体式磁悬浮电机电涡流传感器结构组件，由金属支架、传感器探头(包含传感器线圈和固定线圈的绝缘支座)、转接PCB
板、压线板和温度补偿板等组成。用于径向位移检测的传感器探头分别安装在金属支架中间沿圆周均布的侧壁上，相对成对使用；用于轴向检测的两个传感器探头呈180
°
分布于两相邻径向传感器的夹角方向金属支架表面加工的圆柱形凹槽中，安装方向与径向传感器探头垂直，其中一个用于轴向检测，一个用于温度补偿。温度补偿板直接安装在金属支架的另一侧平面上，其检测面与传感器探头保持一定的距离。所有传感器探头所配用的PCB板均安装于金属支架同一侧面的凹槽中，尽量接近探头出线位置；靠近凹槽末端的位置放置了压线板。
[0007]一体式金属支架中间设计了4处与端面垂直的侧壁，沿圆周均布，两两关于中心对称。与侧壁垂直且居中的位置分别加工了4个圆孔，圆孔直径与传感器探头安装轴颈采用过渡配合的方式，以确保传感器探头灌封前稳定安装。在两侧壁中间45
°
的方向分别加工了2处具有一定深度的圆柱形凹槽，凹槽大小以确保满足传感器探头周围一定距离不受金属物干扰为准，深度与径向检测要求相符。圆柱形凹槽的中心位置加工了用于安装径向传感器探头的圆孔，其大小与4个径向圆柱孔相同，圆孔周围沿180
°
圆弧均布了3个直径约3mm的小孔，灌封时，胶通过这些小孔流到组件的背面，实现一次灌封。传感器组件通常分别布置于磁悬浮电机的A、B两端，对用于电机B端的传感器组件，如图1所示，支架的C处也可加工出如图3所示的台阶结构，用于安装速度传感器，与速度传感器安装凹槽相连的圆孔用于传感器管脚穿过，同时用于灌封时胶的注入。支架边缘沿圆周方向加工出了相对大面积的平面区域，用于线缆的盘绕和固定，圆周边缘均布的8个通孔则为传感器组件与磁悬浮电机系统的安装孔。
[0008]传感器探头按金属支架上的孔位放置，所配用的PCB板则分别放置于对应的矩形凹槽中，焊接并将线缆固定后整体注胶灌封。压线板放置在与电路板相同的凹槽内或凹槽边缘，其作用一是近距离固定线缆，防止焊点由于线缆拉伸而断裂，同时起到了隔离灌封空间的作用。焊接后，压线板、输出线缆与放置电路板的凹槽形成了相对封闭的空间，可以避免灌封时胶的外溢。这种结构形式取消了原有小支座的使用，金属支架的结构也相对原有支架更简单，加工成本更低。
[0009]传感器探头安装好后，预留的探头出线与PCB板的对应节点焊接，通过PCB板再与输出线缆焊接，输出线缆在PCB板近距离处由压线板固定。穿出压线板的线缆在金属支架靠近外侧的平面上盘绕并分别组合固定，再从电机预留的出线孔位输出。探头安装、线缆焊接、压线板紧固后，即可执行整体灌封处理。在预制灌封工装的配合下，绝缘胶直接铺注于PCB板所在的凹槽中，灌封轴向传感器探头的胶水则通过金属支架预留的注胶孔注入另一侧，从而实现一次灌封并固化成型。相对于现有分两次灌封、分别固化的工艺，节省了一半的时间，生产效率得到显著提高。
[0010]相对于现有结构，本技术的优点在于：本设计采用了一种在一个金属支架上，完成了径向和轴向传感器探头的直接安装，取消了原有用于转接安装的小支座的使用，节省了材料和加工成本。金属支架轴向尺寸(厚度)的设计，取决于传感器探头的直径，而非尺寸较大的小支座头部直径，有效缩短了传感器组件的轴向尺寸(厚度)，从而达到缩短电机转子轴向尺寸的目的。通过对支架结构的改进设计和组件布局，实现了一次性注胶灌封和固化，有效降低了时间成本，提高了生效效率。
附图说明
[0011]图1为本专利传感器组件主视图和仰视图；
[0012]图2为本专利中金属支架主视图、仰视图和部分结构剖视图；
[0013]图3为本专利中速度传感器安装结构剖视图；
[0014]图4为本专利中压线板和温度补偿板零件图；
[0015]附图标记说明：
[0016]1‑
金属支架；2
‑
传感器探头；3
‑
PCB板；4
‑
压线板；5
‑
温度补偿板；6
‑
安装螺钉1；7
‑
线缆；8
‑
安装螺钉2；C
‑
速度传感器安装卡槽；
具体实施方式<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一体式磁悬浮电机电涡流传感器结构组件，由金属支架、传感器探头组件、转接PCB板、压线板和温度补偿板组成，传感器探头组件又包含传感器线圈和固定线圈的绝缘支座，其特征是径向、轴向传感器探头、探头配用PCB板、压线板、温度补偿板集成在一个金属支架上，所有PCB板放置于支架同侧的凹槽内，压线板放置在与PCB板相同凹槽的末端，两个轴向传感器探头放置在金属支架上与PCB板相反的一侧面，在探头周围留有圆形注胶孔，以方便一次灌封完成。2.根据权利要求1所述一种一体式磁悬浮电机电涡流传感器结构组件，其特征是：传感器组件所涉及的传感器探头组件、转接PCB板、压线板和温度补偿板集成在一个金属支架上。...

【专利技术属性】
技术研发人员：于新爱，魏大忠，田希晖，郑领博，郭清远，
申请(专利权)人：北京高孚动力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：