专利名称：霍尔位置传感器与控制器一体化的永磁无刷直流电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是霍尔位置传感器与控制器一体化的永磁无刷直流电机，是对传统的永磁无刷直流电机的改进，属于永磁电机技术领域。
背景技术：
永磁无刷直流电机由于结构简单，没有换向火花，运行可靠，维护方便，无励磁损耗等众多优点，在工业和民用领域获得到了越来越广泛的应用。在传统的有位置传感器永磁无刷直流电机中，霍尔位置传感器嵌放在电机定子铁心上，通过导线引出，用以向逆变桥提供换向信号。这样的结构虽然比较简单，但也存在着很多的问题。霍尔传感器为半导体集成电路器件，对于工作温度具有严格的限制，而电机在工作时，定子上会产生大量的热量， 其将直接传导到霍尔传感器上，超过耐温极限将损坏传感器；另一方面，霍尔位置传感器与控制器的信号连接线较细，很容易折断。这些问题的出现，将损坏甚至烧毁永磁无刷直流电机控制器，使无刷直流电机系统无法正常工作。这些故障的出现，大大降低了无刷直流电机控制系统的可靠性，增加了系统维护成本。目前，有人提出采用换向转子而将霍尔位置传感器放在电机定子外部的方法来解决以上问题，但这无疑增加了电机的体积和成本。而目前提出的各种无刷直流电机的无位置传感器控制方法和技术还不够完善，还远不能取代霍尔位置传感器控制系统在永磁无刷直流电机中的应用，而且主控制器的成本也较高。
发明内容
技术问题本发明的目的是提供了一种霍尔位置传感器与电机控制器一体化的永磁无刷直流电机，其特点是，将霍尔位置传感器与电机控制器制作在同一块电路板上，改善了霍尔位置传感器的散热条件，可防止霍尔位置传感器因过热而损坏，降低了无刷直流电机系统的返修率，提高了电机系统的可靠性，延长了使用寿命。技术方案本发明的霍尔位置传感器与控制器一体化的永磁无刷直流电机的第一霍尔位置传感器、第二霍尔位置传感器、第三霍尔位置传感器分别通过第一印制线路板、第二印制线路板、第三印制线路板固定在控制器的垂直位置上，控制器位于电机的轴端盖上， 而固定在控制器上的三个霍尔位置传感器，穿过电机轴端盖的开口，对应到电机相应的定子槽隙中。所述的霍尔位置传感器中的三个霍尔位置传感器分别与三块印制线路板的一端相连接，印制线路板的另一端垂直固定在电机一体化控制器上。所述的电机一体化控制器上的三个霍尔位置传感器为具有圆弧形的排列结构。有益效果本发明的特点是，对霍尔位置传感器的安放位置进行了设计和优化， 实现霍尔位置传感器与电机控制器的一体化设计，不仅提高了霍尔位置传感器的使用寿命，降低了直流无刷电机的返修率，而且也使得电机的维护更加方便、灵活。
图1是实施外置一体化控制器的无刷直流电机的结构示意图。图2是电机内部的截面图。图3是图1中电机外壳轴端盖的结构示意图。图4是图1中一体化控制器的平视图。图5是图1中一体化控制器的俯视图。以上的图中有1-电机的轴端盖，2-霍尔位置传感器及其印制线路板，3-隔热材料垫，4-电机一体化控制器，5-电机外壳，6-电机定子铁芯，7-电机轴，8-轴承，9-电机永磁转子，10-电机定子绕组，第一定子槽隙11、第二定子槽隙12、第三定子槽隙13，14-电机轴端盖的开口，第一霍尔位置传感器21、第二霍尔位置传感器22、第三霍尔位置传感器23， 第一印制线路板31、第二印制线路板32、第三印制线路板33。
具体实施例方式本发明的霍尔位置传感器与电机控制器一体化的永磁无刷直流电机，包括电机定子、电机轴端盖、霍尔位置传感器及控制器，其特征在于电机的三个霍尔位置传感器通过印制线路板固定在控制器的垂直位置上，控制器与电机的轴端盖相连接，而固定在控制器上的三个霍尔位置传感器，穿过电机轴端盖的开口，对应到电机相应的定子槽隙中。所述电机的永磁转子既可为内转子结构，也可为外转子结构。所述霍尔位置传感器按电机定子60°电角度排列为佳，以便于定位和安装，也可按 120°电角度排列。所述电机的电机一体化控制器固定在电机轴不带输出轮的一侧为佳，也可在电机轴的另一侧。所述电机的一体化控制器放置在电机外部为佳，控制器上的霍尔位置传感器通过与电机外壳相连的轴端盖上的开口对应到定子相应的定子槽中。所述电机的一体化控制器也可直接放置在电机内部，通过电机外壳的轴端盖固定，控制器上霍尔位置传感器直接对应到相应的定子槽中。所述电机的电机轴端盖的开口的形状以扇形结构为佳，也可为其他的分布式孔式结构。所述的电机外壳轴端盖与电机控制器之间设有隔热材料为佳，以更好的隔热，进一步的保护控制器及霍尔传感器。参见图1，该霍尔位置传感器与电机控制器一体化的永磁无刷直流电机，控制器 4直接固定在电机外壳的轴端盖1上，在控制器与电机轴端盖的接触面，加装一层隔热材料垫3，控制器上的三个霍尔位置传感器即第一霍尔位置传感器21、第二霍尔位置传感器 22、第三霍尔位置传感器23，穿过电机轴端盖1上的开口 14，直接对应到电机相应的第一定子槽隙11、第二定子槽隙12、第三定子槽隙13中。参见图4和图5，在霍尔位置传感器与电机控制器一体化的永磁无刷直流电机的应用中，该一体化控制器直接通过一层隔热材料封装起来，包括第一霍尔位置传感器21、第二霍尔位置传感器22、第三霍尔位置传感器23。
权利要求
1.一种霍尔位置传感器与控制器一体化的永磁无刷直流电机，其特征在于电机的第一霍尔位置传感器(21)、第二霍尔位置传感器(22)、第三霍尔位置传感器(23)分别通过第一印制线路板(31)、第二印制线路板(32)、第三印制线路板(33)固定在控制器(4)的垂直位置上，控制器(4)位于电机的轴端盖(1)上，而固定在控制器(4)上的三个霍尔位置传感器， 穿过电机轴端盖的开口(14)，对应到电机相应的第一定子槽隙(11)、第二定子槽隙(12)、 第三定子槽隙(13)中。
2.根据权利要求1所述的霍尔位置传感器与电机控制器一体化的永磁无刷直流电机， 其特征在于所述的三个霍尔位置传感器分别与三块印制线路板的一端相连接，印制线路板的另一端垂直固定在电机一体化控制器(4)上。
3.根据权利要求1所述的霍尔位置传感器与电机控制器一体化的永磁无刷直流电机， 其特征在于所述的电机一体化控制器(4)上的三个霍尔位置传感器为具有圆弧形的排列结构。
全文摘要
本发明是一种霍尔位置传感器与控制器一体化的永磁无刷直流电机，涉及的是霍尔位置传感器与控制器一体化的永磁无刷直流电机，是对传统的永磁无刷直流电机的改进，电机的第一霍尔位置传感器(21)、第二霍尔位置传感器(22)、第三霍尔位置传感器(23)分别通过第一印制线路板(31)、第二印制线路板(32)、第三印制线路板(33)固定在控制器(4)的垂直位置上，控制器(4)位于电机的轴端盖(1)上，而固定在控制器(4)上的三个霍尔位置传感器，穿过电机轴端盖的开口(14)，对应到电机相应的定子槽隙中。将霍尔位置传感器与电机控制器制作在同一块电路板上，改善了霍尔位置传感器的散热条件，可防止霍尔位置传感器因过热而损坏。
文档编号H02K29/08GK102163903SQ20111011184
公开日2011年8月24日 申请日期2011年5月3日 优先权日2011年5月3日
发明者俞希学, 林明耀 申请人:东南大学