一种轮毂电机制造技术

本实用新型专利技术提供一种轮毂电机，定子单元、转子单元和位置检测单元；其中，定子单元包括定子主轴和定子电枢绕组；定子主轴的内部中空以形成定子主轴空腔；定子电枢绕组与定子主轴固定安装在一起；转子单元包括转子子单元和转子磁钢；转子子单元与定子主轴可相对旋转地连接在一起；转子磁钢与定子电枢绕组径向气隙相隔分布，且受定子电枢绕组通电产生的旋转电磁场作用而转动；位置检测单元包括磁感应磁钢和与其位置相对的磁感应编码器，磁感应磁钢固定安装在转子单元上，磁感应编码器安装在定子主轴空腔的端面上，且磁感应磁钢与磁感应编码器之间具有间隔。本实用新型专利技术简化了轮毂电机的机械结构，使得电机动态响应快，可靠性高，维护方便。

【技术实现步骤摘要】
一种轮毂电机
本技术涉及一种电机，特别是涉及一种具备磁编位置反馈、以及参数存储的轮毂电机。
技术介绍
当前交流电机已成为应用最广泛的动力装置。但是因机械安装空间、精度等条件限制，在各种实际应用中须配套相应的传动和制动装置，如齿轮组、皮带轮等构件，不仅体积和重量大，而且机械震动或磨损导致可靠性低，寿命短，需要经常维护。而轮毂电机，即车轮内装电机，最大特点就是将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内，因此将电力传动的机械部分大大简化，在新能源汽车、平衡车、电动自行车、移动机器人甚至火星车成为主流动力装置。除此以外，轮毂电机还有功率密度和能量传输效率高，输出力矩大，动态响应快，控制精度高，工作不受油和粉尘等污染物影响，可靠性高，故障率低，维护方便等优点。轮毂电机的成熟应用离不开先进的驱动控制技术的推动，其控制的方式有很多中，通用的方式有：六步方波控制技术、正弦控制、矢量定向控制和直接转矩控制。不管是哪种方式，要想精确的进行速度和位置控制，都需要实时检测电机转动的速度和角度位置。现有主流的位置检测技术是采用安装在电机上的光电编码器或霍尔传感器来获取电机转动的速度和位置信息。但光电编码器成本较高，容易损坏，且对环境要求较高，易受油渍和粉尘的影响。在上电启动时，电机初始位置(Z相零点信号)是未知的，需要转动一周才能找到零点初始位置，即使有先进的算法，在获取零点位置时电机还是会有抖动，在数控机床、精密装置等场合不适用。对于批量出厂的精密伺服电机，初始位置校零需要有专门的设备，调试安装门槛较高。磁感应编码器弥补了光电编码器的缺陷，不仅精度高，体积小，更具抗震、耐腐蚀、耐污染、性能可靠性高、结构更简单和成本低等优点。目前，结构简单、精度高、体积小、成本低的磁编码器与精简机械结构的高效轮毂电机组合配置成动力传动装置，成本低、体积小、响应快，非常适合应用在电动车和移动机器人上。如：专利CN202135031U的“用于伺服控制系统的磁编码器”，其通过一块磁编码芯片和三块霍尔芯片来获取电机转动的速度和位置信息，但是，三块霍尔芯片须在电枢绕组的硅钢片上的特定位置(通常电角度120°)开槽，还须单独供电和信号电路走线，结构过于复杂，且可靠性较低；专利CN204316267U的“伺服电机磁编码器”，使用感应装置获取电机转动的速度和位置信息，但是该感应装置是由接收感应磁铁磁信号的感应芯片及处理感应芯片传输信号的可编程序控制器组成，这样不仅增加了编码器硬件成本，还须对可编程序控制器进行编程开发，增加了测试成本和批量生产成本。专利CN201690337U的“磁编码器一体化伺服电机”，将电机本体、磁编码器和驱动器一体化组装来实现对电机转动的速度和位置信息的获取。但是这种方式灵活性欠缺，用户不能根据需要灵活适配高性能、低价格的电机和驱动器，且一个部件损坏，这个伺服电机就不能使用了，不易维护。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种轮毂电机，用于解决现有技术中具备磁编码器的轮毂电机结构过于复杂、可靠性低、成本较高且不易维护的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种轮毂电机，包括：定子单元、转子单元和位置检测单元；其中，所述定子单元包括定子主轴和定子电枢绕组；所述定子主轴的内部中空以形成定子主轴空腔；所述定子电枢绕组与所述定子主轴固定安装在一起；所述转子单元包括转子子单元和转子磁钢；所述转子子单元与所述定子主轴可相对旋转地连接在一起；所述转子磁钢与所述定子电枢绕组径向气隙相隔分布，且受所述定子电枢绕组通电产生的旋转电磁场作用而转动；所述位置检测单元包括磁感应磁钢和与其位置相对的磁感应编码器，所述磁感应磁钢固定安装在所述转子单元上，所述磁感应编码器安装在所述定子主轴空腔的端面上，且所述磁感应磁钢与所述磁感应编码器之间具有间隔。于本技术的一实施例中，所述定子电枢绕组固定于所述定子主轴的外表面；所述转子磁钢位于所述定子电枢绕组的外部，且固定安装在所述转子子单元的内表面；所述转子子单元通过所述转子磁钢被所述定子电枢绕组产生的旋转磁场带动旋转；所述磁感应磁钢固定安装在所述转子子单元上。于本技术的一实施例中，所述定子电枢绕组固定于所述定子主轴的内表面；所述转子单元还包括齿轮组，所述转子磁钢位于所述定子电枢绕组的内部，且通过所述齿轮组与所述转子子单元固定连接；所述转子子单元通过所述转子磁钢和所述齿轮组被所述定子电枢绕组产生的旋转磁场带动旋转；所述磁感应磁钢固定安装在所述转子单元的旋转轴上。于本技术的一实施例中，所述轮毂电机还包括与所述磁感应编码器电连接的存储单元，所述存储单元固定于所述定子主轴空腔的端面上，用于保存所述轮毂电机的固有参数和转子初始位置信息。于本技术的一实施例中，所述轮毂电机还包括位于所述定子主轴空腔内的线缆单元，所述线缆单元用于为动力线和信号线的排布提供通道。于本技术的一实施例中，所述定子电枢绕组通过三相交流电或多相交流电驱动产生旋转磁场。于本技术的一实施例中，所述磁感应磁钢是设置于非导磁的套体中，所述磁感应磁钢通过所述套体固定于所述转子单元上。于本技术的一实施例中，所述磁感应编码器通过感应所述磁感应磁钢的磁场来检测转子的绝对位置，并以数字方式输出、模拟方式输出或正交编码波形输出。于本技术的一实施例中，所述磁感应编码器通过SPI接口、IIC总线或一根PWM信号线输出。于本技术的一实施例中，所述轮毂电机还包括减震单元，所述减震单元包括固定贴合在所述转子子单元外表面的实心轮胎或充气轮胎。如上所述，本技术的一种轮毂电机，具有以下有益效果：将动力、传动和制动装置都整合到轮毂内，机械结构大大简化，并且，这种直驱型轮毂电机功率密度和能量传输效率高，输出力矩大，动态响应快，控制精度高，工作不受油和粉尘等污染物影响，可靠性高，故障率低，维护方便。附图说明图1显示为本技术实施例公开的一种轮毂电机的剖面示意图。图2显示为本技术实施例公开的一种轮毂电机的位置检测单元的结构示意图。图3显示为本技术另一实施例公开的一种轮毂电机的剖面示意图元件标号说明110定子主轴111定子主轴空腔120定子电枢绕组210转子子单元220转子磁钢230齿轮组310磁感应磁钢311非导磁材料的套体320磁感应编码器400线缆单元500存储单元600减震单元700轴承具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效。请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本技术可实施的范畴。本技术提供一种具备磁编位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮毂电机，其特征在于，包括：定子单元、转子单元和位置检测单元；其中，所述定子单元包括定子主轴和定子电枢绕组；所述定子主轴的内部中空以形成定子主轴空腔；所述定子电枢绕组与所述定子主轴固定安装在一起；所述转子单元包括转子子单元和转子磁钢；所述转子子单元与所述定子主轴可相对旋转地连接在一起；所述转子磁钢与所述定子电枢绕组径向气隙相隔分布，且受所述定子电枢绕组通电产生的旋转电磁场作用而转动；所述位置检测单元包括磁感应磁钢和与其位置相对的磁感应编码器，所述磁感应磁钢固定安装在所述转子单元上，所述磁感应编码器安装在所述定子主轴空腔的端面上，且所述磁感应磁钢与所述磁感应编码器之间具有间隔。

【技术特征摘要】
1.一种轮毂电机，其特征在于，包括：定子单元、转子单元和位置检测单元；其中，所述定子单元包括定子主轴和定子电枢绕组；所述定子主轴的内部中空以形成定子主轴空腔；所述定子电枢绕组与所述定子主轴固定安装在一起；所述转子单元包括转子子单元和转子磁钢；所述转子子单元与所述定子主轴可相对旋转地连接在一起；所述转子磁钢与所述定子电枢绕组径向气隙相隔分布，且受所述定子电枢绕组通电产生的旋转电磁场作用而转动；所述位置检测单元包括磁感应磁钢和与其位置相对的磁感应编码器，所述磁感应磁钢固定安装在所述转子单元上，所述磁感应编码器安装在所述定子主轴空腔的端面上，且所述磁感应磁钢与所述磁感应编码器之间具有间隔。2.根据权利要求1所述的轮毂电机，其特征在于：所述定子电枢绕组固定于所述定子主轴的外表面；所述转子磁钢位于所述定子电枢绕组的外部，且固定安装在所述转子子单元的内表面；所述转子子单元通过所述转子磁钢被所述定子电枢绕组产生的旋转磁场带动旋转；所述磁感应磁钢固定安装在所述转子子单元上。3.根据权利要求1所述的轮毂电机，其特征在于：所述定子电枢绕组固定于所述定子主轴的内表面；所述转子单元还包括齿轮组，所述转子磁钢位于所述定子电枢绕组的内部，且通过所述齿轮组与所述转子子单元固定连接；所述转子子单元通过所述转子磁钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨红，何林，杨亚运，唐旋来，李通，
申请(专利权)人：上海擎朗智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31