一种电机定子及驱动电机的制作方法

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种电机定子及驱动电机。

背景技术：

电机是通过磁力相互作用产生运动力，电机主要包括定子和转子，定子是电动机静止不动的部分。定子由定子铁芯、定子绕组和机座三部分组成。定子的主要作用是产生旋转磁场，而转子的主要作用是在旋转磁场中被磁力线切割进而产生电流。在制作定子的过程中，传统电机是定子在外转子在内，这种设计扭矩较小，另外，将定子绕组先用模具绕好，然后人工将绕组嵌入定子槽中，由于定子内部空间小，绕线不方便，效率低。

现有的电机在与其他设备一起使用时，通常通过驱动电机上的机座固定设置在其他设备上，不仅不方便固定，而且占用空间较大。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，针对以上问题点，本发明公开的电机定子，方便固定，且节约空间，便于定子绕组的缠绕，效率高，公开的驱动电机，使用方便，且能提高电机转子的扭矩，提高工作效率。

为了达到上述发明目的，本发明提供了一种电机定子，包括定子铁芯、定子绕组和至少一个霍尔传感器，所述定子绕组缠绕设置在所述定子铁芯的外侧面上，所述霍尔传感器设置在所述定子铁芯一端的端面上；

所述定子铁芯的中心设有的通孔，所述通孔沿所述定子铁芯的轴向设置。

进一步地，所述定子铁芯的外侧面上设有支撑骨架，所述定子绕组设置在所述支撑骨架上，所述支撑骨架用于支撑所述定子绕组。

优选地，所述定子铁芯上的所述通孔为圆柱形通孔，所述支撑骨架为片状结构组成的中空圆柱体结构。

优选地，所述霍尔传感器设有三个，所述霍尔传感器均匀设置在所述定子铁芯上所述通孔开口部外侧的端面上。

更进一步地，三个所述霍尔传感器均匀分布在所述定子铁芯端面上360°电度角的范围内，每两个所述霍尔传感器之间的夹角为120°电度角。

进一步地，所述定子绕组包括线圈绕组a、线圈绕组b和线圈绕组c，所述线圈绕组a、所述线圈绕组b和所述线圈绕组c独立存在，所述线圈绕组a与所述线圈绕组b之间导通，所述线圈绕组a与所述线圈绕组c之间导通，所述线圈绕组b与所述线圈绕组c之间导通。

更进一步地，所述线圈绕组a包括线圈aa、线圈ab、线圈ac和线圈ad，所述线圈绕组b包括线圈ba、线圈bb、线圈bc和线圈bd，所述线圈绕组c包括线圈ca、线圈cb、线圈cc和线圈cd；

所述线圈aa和所述线圈ac绕向相同，所述线圈ab和所述线圈ad绕向相同，所述线圈aa或所述线圈ac与所述线圈ab或所述线圈ad绕向相反；

所述线圈ba和所述线圈bc绕向相同，所述线圈bb和所述线圈bd绕向相同，所述线圈ba或所述线圈bc与所述线圈bb或所述线圈bd绕向相反；

所述线圈ca和所述线圈cc绕向相同，所述线圈cb和所述线圈cd绕向相同，所述线圈ca或所述线圈cc与所述线圈cb或所述线圈cd绕向相反。

优选地，所述线圈绕组a、所述线圈绕组b和所述线圈绕组c连接成“y”型电路，所述线圈绕组a与所述线圈绕组b之间导通，所述线圈绕组a与所述线圈绕组c之间导通，所述线圈绕组b与所述线圈绕组c之间导通。

本发明提供了一种驱动电机，包括电机定子、电机转子和机壳，所述电机定子为上述所述的电机定子，所述电机转子套设置在所述电机定子上，所述电机转子靠近所述电机定子的内圈设有磁性件，所述磁性件与所述电机转子同步转动；

所述电机定子上的所述霍尔传感器用于检测所述电机转子的位置及转速。

进一步地，所述电机转子上的所述磁性件与所述电机定子上的所述定子绕组之间设有气隙，所述气隙用于所述定子绕组激励产生的磁场和所述磁性件产生的磁场之间的耦合。。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

1、本发明公开的电机定子，直接将定子绕组绕制在定子铁芯的外侧面，便于定子绕组的缠绕，且效率高，在定子铁芯中间设置的通孔，不仅可以减小定子铁芯的重量，还可以使定子铁芯直接与外部装置连接，方便固定且节约空间；

2、本发明公开的驱动电机，将电机转子设置在电机定子的外部，定子绕组设置在电机转子的内部，可以提高电机转子的扭矩；

3、本发明公开的驱动电机，使用方便，安装效率高，且能提高电机转子的扭矩，提高工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明所述的电机定子及驱动电机，下面将对实施例所需要的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明电机定子的结构示意图；

图2为本发明电机定子与转子的结合结构示意图；

图3为图2的截面结构示意图；

图4为本发明定子绕组的直流驱动连线图；

图5为定子绕组产生的磁通密度图；

其中，图中附图标记对应为：

1-定子铁芯，101-通孔，2-定子绕组，201-线圈aa，202-线圈ab，203-线圈ac,204-线圈ad，205-线圈ba，206-线圈bb，207-线圈bc，208-线圈bd，209-线圈ca，210-线圈cb，211-线圈cc，212-线圈cd，3-霍尔传感器，4-支撑骨架，5-电机转子，6-磁性件，7-气隙。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

实施例1：

如图1和图4所示：一种电机定子，包括定子铁芯1、定子绕组2和至少一个霍尔传感器3，所述定子绕组2缠绕设置在所述定子铁芯1的外侧面上，所述霍尔传感器3设置在所述定子铁芯1一端的端面上；

所述定子铁芯1的中心设有的通孔101，所述通孔101沿所述定子铁芯1的轴向设置；本发明直接将定子绕组2绕制在定子铁芯1的外侧面，便于定子绕组2的缠绕，且效率高，在定子铁芯1中间设置的通孔101，不仅可以减小定子铁芯1的重量，还可以使定子铁芯1直接与外部装置连接，方便固定且节约空间。

具体的，所述定子铁芯1的外侧面上设有支撑骨架4，所述定子绕组2设置在所述支撑骨架4上，所述支撑骨架4用于支撑所述定子绕组2；这种设计便于定子绕组2的缠绕与固定。

优选地，所述霍尔传感器3设有三个，所述霍尔传感器3均匀设置在所述定子铁芯1上所述通孔101开口部外侧的端面上；

更进一步地，三个所述霍尔传感器3均匀分布在所述定子铁芯1端面上360°电度角的范围内，每两个所述霍尔传感器3之间的夹角为120°电度角。

具体的，所述定子绕组2包括线圈绕组a、线圈绕组b和线圈绕组c，所述线圈绕组a、所述线圈绕组b和所述线圈绕组c独立存在，所述线圈绕组a与所述线圈绕组b之间导通，所述线圈绕组a与所述线圈绕组c之间导通，所述线圈绕组b与所述线圈绕组c之间导通。

更进一步地，所述线圈绕组a包括线圈aa201、线圈ab202、线圈ac203和线圈ad204，所述线圈绕组b包括线圈ba205、线圈bb206、线圈bc207和线圈bd208，所述线圈绕组c包括线圈ca209、线圈cb210、线圈cc211和线圈cd212；

所述线圈aa201和所述线圈ac203绕向相同，所述线圈ab202和所述线圈ad204绕向相同，所述线圈aa201或所述线圈ac203与所述线圈ab202或所述线圈ad204绕向相反；

所述线圈ba205和所述线圈bc207绕向相同，所述线圈bb206和所述线圈bd208绕向相同，所述线圈ba205或所述线圈bc207与所述线圈bb206或所述线圈bd208绕向相反；

所述线圈ca209和所述线圈cc211绕向相同，所述线圈cb210和所述线圈cd212绕向相同，所述线圈ca209或所述线圈cc211与所述线圈cb210或所述线圈cd212绕向相反；

具体的，在线圈绕组a、线圈绕组b和线圈绕组c上加上适当的激励电压，即可产生磁场。

实施例2：

如图1和图4所示:一种电机定子，包括定子铁芯1、定子绕组2和至少一个霍尔传感器3，所述定子绕组2缠绕设置在所述定子铁芯1的外侧面上，所述霍尔传感器3设置在所述定子铁芯1一端的端面上；

所述定子铁芯1的中心设有的通孔101，所述通孔101沿所述定子铁芯1的轴向设置；本发明直接将定子绕组2绕制在定子铁芯1的外侧面，便于定子绕组2的缠绕，且效率高，在定子铁芯1中间设置的通孔101，不仅可以减小定子铁芯1的重量，还可以使定子铁芯1直接与外部装置连接，方便固定且节约空间。

具体的，所述定子铁芯1的外侧面上设有支撑骨架4，所述定子绕组2设置在所述支撑骨架4上，所述支撑骨架4用于支撑所述定子绕组2；这种设计便于定子绕组2的缠绕与固定。

优选地，所述定子铁芯1上的所述通孔101为圆柱形通孔101，所述支撑骨架4为片状结构组成的中空圆柱体结构，更进一步地，每个片状结构的大小厚度等均相同，通过设置的片状结构的支撑骨架4更加方便定子绕组2中各个线圈的缠绕，也可使线圈的分布更加均匀，磁场更加稳定。

优选地，所述霍尔传感器3设有三个，所述霍尔传感器3均匀设置在所述定子铁芯1上所述通孔101开口部外侧的端面上；

更进一步地，三个所述霍尔传感器3均匀分布在所述定子铁芯1端面上360°电度角的范围内，每两个所述霍尔传感器3之间的夹角为120°电度角。

具体的，所述定子绕组2包括线圈绕组a、线圈绕组b和线圈绕组c，所述线圈绕组a、所述线圈绕组b和所述线圈绕组c独立存在，所述线圈绕组a与所述线圈绕组b之间导通，所述线圈绕组a与所述线圈绕组c之间导通，所述线圈绕组b与所述线圈绕组c之间导通。

更进一步地，所述线圈绕组a包括线圈aa201、线圈ab202、线圈ac203和线圈ad204，所述线圈绕组b包括线圈ba205、线圈bb206、线圈bc207和线圈bd208，所述线圈绕组c包括线圈ca209、线圈cb210、线圈cc211和线圈cd212；

所述线圈aa201和所述线圈ac203绕向相同，所述线圈ab202和所述线圈ad204绕向相同，所述线圈aa201或所述线圈ac203与所述线圈ab202或所述线圈ad204绕向相反；

所述线圈ba205和所述线圈bc207绕向相同，所述线圈bb206和所述线圈bd208绕向相同，所述线圈ba205或所述线圈bc207与所述线圈bb206或所述线圈bd208绕向相反；

所述线圈ca209和所述线圈cc211绕向相同，所述线圈cb210和所述线圈cd212绕向相同，所述线圈ca209或所述线圈cc211与所述线圈cb210或所述线圈cd212绕向相反；

优选地，所述线圈绕组a、所述线圈绕组b和所述线圈绕组c连接成“y”型电路，所述线圈绕组a与所述线圈绕组b之间导通，所述线圈绕组a与所述线圈绕组c之间导通，所述线圈绕组b与所述线圈绕组c之间导通。

具体的，在线圈绕组a、线圈绕组b和线圈绕组c上分别加上对应的激励电压u、w、v，即可产生相应的磁场。

与实施例1的不同之处在于：

所述定子铁芯1上的所述通孔101为圆柱形通孔101，所述支撑骨架4为片状结构组成的中空圆柱体结构，更进一步地，每个片状结构的大小厚度等均相同，通过设置的片状结构的支撑骨架4更加方便定子绕组2中各个线圈的缠绕，也可使线圈的分布更加均匀，磁场更加稳定。

所述线圈绕组a、所述线圈绕组b和所述线圈绕组c连接成“y”型电路，所述线圈绕组a与所述线圈绕组b之间导通，所述线圈绕组a与所述线圈绕组c之间导通，所述线圈绕组b与所述线圈绕组c之间导通。

实施例3

如图1至图4所示，一种驱动电机，包括电机定子、电机转子5和机壳，所述电机定子实施例1至实施例2所述的电机转子5套设置在所述电机定子上，所述电机转子5靠近所述电机定子的内圈设有磁性件6，所述磁性件6与所述电机转子5同步转动；

所述电机定子上的所述霍尔传感器3用于检测所述电机转子5的位置及转速；本发明将电机转子5设置在电机定子的外部，定子绕组2设置在电机转子5的内部，可以提高电机转子5的扭矩。

具体的，磁性件6为永磁体，永磁体设有至少一对，每个永磁体均设有对应的线圈。

进一步地，所述电机转子5上的所述磁性件6与所述电机定子上的所述定子绕组2之间设有气隙7，所述气隙7用于所述定子绕组2激励产生的磁场和所述磁性件6产生的磁场之间的耦合。

实施例4：为实施例3的优选实施例，

如图1至图4所示，一种驱动电机，包括电机定子、电机转子5和机壳，所述电机定子实施例1至实施例2所述的电机转子5套设置在所述电机定子上，所述电机转子5靠近所述电机定子的内圈设有磁性件6，所述磁性件6与所述电机转子5同步转动；

所述电机定子上的所述霍尔传感器3用于检测所述电机转子5的位置及转速；本发明将电机转子5设置在电机定子的外部，定子绕组2设置在电机转子5的内部，可以提高电机转子5的扭矩；

具体的，磁性件6为永磁体，永磁体设有两对，每个永磁体对应三个线圈，每一对相邻的s，n永磁体，对应360电度角，可以反映永磁体的位置。

进一步地，所述电机转子5上的所述磁性件6与所述电机定子上的所述定子绕组2之间设有气隙7，所述气隙7用于所述定子绕组2激励产生的磁场和所述磁性件6产生的磁场之间的耦合。

工作原理：如图4为例，将线圈绕组a、线圈绕组b和线圈绕组c接成“y”型电路，根据霍尔传感器的输出状态，让线圈a、b、c两两相通；并各自加上激励电压u、w、v。电机转子5逆时针旋转，电机转子旋转180°机械角，由于机械对称结构，等效于360°电度角。若霍尔传感器3面对s极是输出状态为1，在360°电度角内，三个间距均为120°电度角的霍尔传感器3产生了6个状态，其中如图3中，三个霍尔传感器安从上到下，顺时针方向依次为h1、h2和h3；此时驱动电机逆时针方向驱动时序表如下：

以表中时序1状态为例，激励电流从线圈绕组a流入，线圈绕组c流出，线圈绕组b关闭，没有电流。此时，对应线圈aa201和线圈ac203，线圈ca209和线圈cc211通入正向电流，线圈ab202和线圈ad204，线圈cb210和线圈cd212通入反向电流，其他线圈没有电流。此时定子绕组2产生的磁通密度如图5所示，针对固定在电机转子5上的磁性件6(此处为永磁体)，定子绕组2产生的磁场会产生一个持续的逆时针磁力。当定子绕组2按照驱动电机逆时针方向驱动时序表中所示的时序施加激励电压时，驱动电机就会产生一个持续的逆时针扭矩。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。