一种基于线性霍尔传感器的永磁电机

技术领域

本发明涉及永磁电机技术领域，具体为一种基于线性霍尔传感器的永磁电机。

背景技术

永磁电机是一种利用永磁体产生磁场的电机。它采用永磁体(通常是永磁材料，如钕铁硼、钴磁体等)作为固定磁场源，通过与电流激励的线圈产生的磁场相互作用，将电能转换为机械能，永磁电机通常由固定部分和旋转部分组成。固定部分包括固定在机壳内的永磁体和定子线圈，而旋转部分包括转子和轴，当电流通过定子线圈时，产生的磁场与永磁体的磁场相互作用，产生旋转力矩，使得转子开始旋转。通过控制电流的大小和方向，可以调节电机的转速和转矩，永磁电机具有高效率、高功率密度、响应快、体积小等优点。由于永磁体产生强大的磁场，相对于传统的电磁励磁方式，永磁电机不需要外部的励磁源，简化了电机结构，提高了系统效率。因此，永磁电机广泛应用于许多领域，包括工业自动化、电动车辆、风力发电、机器人等。

然而，现有的永磁电机在使用的过程中存在以下的问题：永磁电机在运作的过程中，对于永磁电机的转子位置以及角度的检测和反馈能力不足，导致永磁电机运作的精度和可控性较差，无法对电机系统的安全性和可靠性有效控制。为此，需要设计相应的技术方案解决存在的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于线性霍尔传感器的永磁电机，解决了永磁电机在运作的过程中，对于永磁电机的转子位置以及角度的检测和反馈能力不足，导致永磁电机运作的精度和可控性较差，无法对电机系统的安全性和可靠性有效控制，这一技术问题，本方案通过磁编式芯片内设置四个霍尔传感器，编码电路将相对的两个霍尔传感器通过微分放大器连接在一起，模数转换器转换成数字信号并通过数字滤波器滤除杂音，而后接入数字信号处理器处理得到角度及数字量，可以达到对永磁电机系统的运作达到提供准确的位置反馈和监测功能，实现精确的控制和调节，这不仅提高了电机的性能和稳定性，还增加了电机系统的安全性和可靠性，此外通过稳固式定位器可以对霍尔传感检测组件精确定位安装，减小由于电机运作过程中的机体振动导致霍尔传感检测组件的精确度产生偏差的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于线性霍尔传感器的永磁电机，包括永磁电机本体、霍尔传感检测组件和稳固式定位器，所述永磁无刷直流电机本体包括机壳、控制电板、转子和定子，所述机壳由外壳、前端盖和后端盖组成，所述外壳、前端盖和后端盖之间通过螺栓固定连接，所述控制电板固定于前端盖内侧中心处，所述控制电板的中心处安装有磁编式芯片，所述转子包括中心转轴和安装于中心转轴前端中心处的圆柱形永磁体，所述圆柱形永磁体的前端面与磁编式芯片靠近且不贴合，所述磁编式芯片内设置有沿圆周均布的四个霍尔传感器，所述霍尔传感器内置于稳固式定位器上，相对两组所述霍尔传感器之间通过编码电路连接有微分放大器，所述微分放大器连接有模数转换器，所述模数转化器连接有数字滤波器，所述数字滤波器通过线路连接有数字信号处理器，所述霍尔传感器、微分放大器、模数转换器、数字滤波器和数字信号处理器共同组成霍尔传感检测组件，所述稳固式定位器包括定位座和锁紧器，所述定位座安装于磁编式芯片上且内部形成有安装口，所述霍尔传感器内置于安装口内，所述锁紧器分设有两组且转动设置于定位座上，所述锁紧器的底部与霍尔传感器的端部相接触。

作为本发明的一种优选方式，四组所述霍尔传感器均匀分布于磁编式芯片上，相邻两组所述霍尔传感器等距分布。

作为本发明的一种优选方式，所述模数转换器转换成数字信号并通过数字滤波器滤除杂音，而后接入数字信号处理器处理得到角度及数字量。

作为本发明的一种优选方式，所述安装口的外端形成有豁口，所述豁口的两端对称设置有两组挡片，所述挡片与霍尔传感器相接触。

作为本发明的一种优选方式，所述安装口的底部设置有缓冲垫片，所述缓冲垫片采用橡胶材料且内部呈层叠状分布。

作为本发明的一种优选方式，所述锁紧器包括圆盘、定位销和弧形压板，所述圆盘转动穿插于定位座上且中部通过定位销穿插定位，所述弧形压板固定于圆盘的底部且与霍尔传感器相抵触。

作为本发明的一种优选方式，所述弧形压板整体呈半环状结构且一端的厚度大于另一端的厚度。

作为本发明的一种优选方式，所述弧形压板的表面加工成型有若干组透气孔，相邻两组所述透气孔等距分布。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.本发明设计了一种线性霍尔传感器的永磁电机，该线性霍尔传感器的永磁电机包括永磁电机本体、霍尔传感检测组件和稳固式定位器，通过磁编式芯片内设置四个霍尔传感器，编码电路将相对的两个霍尔传感器通过微分放大器连接在一起，模数转换器转换成数字信号并通过数字滤波器滤除杂音，而后接入数字信号处理器处理得到角度及数字量，可以达到对永磁电机系统的运作达到提供准确的位置反馈和监测功能，实现精确的控制和调节，这不仅提高了电机的性能和稳定性，还增加了电机系统的安全性和可靠性，此外通过稳固式定位器可以对霍尔传感检测组件精确定位安装，减小由于电机运作过程中的机体振动导致霍尔传感检测组件的精确度产生偏差的问题。

2.本发明所设计的线性霍尔传感器的永磁电机可以对永磁电机的运作位置检测以及监测处理。

附图说明

图1为本发明的整体结构图；

图2为本发明的整体内部结构图；

图3为本发明所述霍尔传感检测组件分布结构图；

图4为本发明所述稳固式定位器结构图；

图5为本发明所述锁紧器结构图。

图中:1、机壳；2、控制电板；3、转子；4、定子；5、外壳；6、前端盖；7、后端盖；8、磁编式芯片；9、中心转轴；10、圆柱形永磁体；11、霍尔传感器；12、微分放大器；13、模数转换器；14、数字滤波器；15、数字信号处理器；16、定位座；17、锁紧器；18、安装口；19、豁口；20、挡片；21、缓冲垫片；22、圆盘；23、定位销；24、弧形压板；25、透气孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种基于线性霍尔传感器的永磁电机，包括永磁电机本体、霍尔传感检测组件和稳固式定位器，永磁无刷直流电机本体包括机壳1、控制电板2、转子3和定子4，机壳1由外壳5、前端盖6和后端盖7组成，外壳5、前端盖6和后端盖7之间通过螺栓固定连接，控制电板2固定于前端盖6内侧中心处，控制电板2的中心处安装有磁编式芯片8，转子3包括中心转轴9和安装于中心转轴9前端中心处的圆柱形永磁体10，圆柱形永磁体10的前端面与磁编式芯片8靠近且不贴合，磁编式芯片8内设置有沿圆周均布的四个霍尔传感器11，霍尔传感器11内置于稳固式定位器上，相对两组霍尔传感器11之间通过编码电路连接有微分放大器12，微分放大器12连接有模数转换器13，模数转化器连接有数字滤波器14，数字滤波器14通过线路连接有数字信号处理器15，霍尔传感器11、微分放大器12、模数转换器13、数字滤波器14和数字信号处理器15共同组成霍尔传感检测组件，稳固式定位器包括定位座16和锁紧器17，定位座16安装于磁编式芯片8上且内部形成有安装口18，霍尔传感器11内置于安装口18内，锁紧器17分设有两组且转动设置于定位座16上，锁紧器17的底部与霍尔传感器11的端部相接触。

进一步改进地，如图3所示：四组霍尔传感器11均匀分布于磁编式芯片8上，相邻两组霍尔传感器11等距分布，通过霍尔传感器11可以达到对永磁电机系统的运作提供准确的位置反馈和监测功能，实现精确的控制和调节，这不仅提高了电机的性能和稳定性，还增加了电机系统的安全性和可靠性。

进一步改进地，如图3所示：模数转换器13转换成数字信号并通过数字滤波器14滤除杂音，而后接入数字信号处理器15处理得到角度及数字量。

进一步改进地，如图4所示：安装口18的外端形成有豁口19，豁口19的两端对称设置有两组挡片20，挡片20与霍尔传感器11相接触，可以达到对霍尔传感器11限位的目的。

进一步改进地，如图4所示：安装口18的底部设置有缓冲垫片21，缓冲垫片21采用橡胶材料且内部呈层叠状分布，通过缓冲垫片21提高霍尔传感器11固定状态下的缓冲效果。

进一步改进地，如图5所示：锁紧器17包括圆盘22、定位销23和弧形压板24，圆盘22转动穿插于定位座16上且中部通过定位销23穿插定位，弧形压板24固定于圆盘22的底部且与霍尔传感器11相抵触，通过转动圆盘22可以对弧形压板24转动，利用弧形压板24可以达到对霍尔传感器11压制固定的目的。

进一步改进地，如图5所示：弧形压板24整体呈半环状结构且一端的厚度大于另一端的厚度，这样的设计方式可以在转动的过程中将弧形压板24与霍尔传感器11接触部位从较薄一端转至较厚一端，达到压制的目的。

具体地，弧形压板24的表面加工成型有若干组透气孔25，相邻两组透气孔25等距分布，通过弧形压板24可以达到对下方霍尔传感器11压制式固定处理，并通过透气孔25便于进行散热处理。

在使用时：本发明将霍尔传感器11置于安装口18内，通过转动圆盘22可以对弧形压板24转动，利用弧形压板24可以达到对霍尔传感器11压制固定的目的，永磁电机在运作的过程中，霍尔传感器11通过微分放大器12连接在一起，模数转换器13转换成数字信号并通过数字滤波器14滤除杂音，而后接入数字信号处理器15处理得到角度及数字量，可以达到对永磁电机系统的运作达到提供准确的位置反馈和监测功能，实现精确的控制和调节，这不仅提高了电机的性能和稳定性，还增加了电机系统的安全性和可靠性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。