一体化轮毂电机制造技术

一种一体化轮毂电机，该轮毂电机包括电机轴和固定在其上的定子，定子外套设有转子外壳，转子外壳的前后两端通过转子端盖和轴承可旋转固定在电机轴上，电机轴的两端凸伸于转子端盖之外形成长端和短端，转子端盖的外侧固定有轴承端盖，将电机轴的短端罩在其中，所述的轴承端盖中部凸设有轴承端盖轴，朝电机轴方向凸设，所述的电机轴端部和轴承端盖轴的对应位置设有位置检测装置；所述的电机轴上还套设有伺服控制器；所述位置检测装置感测到轴承端盖轴的转动，并将感测到的信号传输给伺服控制器，通过伺服控制器的处理，获得转子转动的角度或位置，进而实现对电机的精确控制。本实用新型专利技术结构简单、节能、启动特性好、体积小、效率高。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种一体化轮毂电机，尤其是一种应用位置检测装置的永磁同步轮毂电机。
技术介绍
随着经济发展和人民生活水平的提高，城市交通中的诸如电动助力车、电动自行 车、电动摩托车、小型电动车、电动轿车、电动大巴等电动车辆逐渐兴起。作为新一代电动汽 车的电动轮汽车，需要对关键部件轮毂电机加以改进，以便改进性能并降低成本。 车用驱动电动机的运行特点是，电机由蓄电池供电，力求使有限的能量能够行驶 最长的里程，这是与驱动电机性能紧密相关的。因此电机的启动转矩、电机的过载能力、电 机的运行效率、电机的重量和体积是对车用电机综合评价的主要指标，也将影响到对电动 车的技术性能及其技术指标。申请号为2008100008271. 6的文献中公开了一种轮毂电机车 轮，省去了中间的传动机构，从而大大提高了电能的利用效率。 现有的轮毂电机通常为有刷直流电机和无刷直流电机，它们存在同等重量、同等 转速情况下功率小、启动转矩小、过载能力小、转矩波动大、电流大、特性软及能耗高等缺 点。 永磁电动机，特别是稀土永磁电动机具有结构简单，运行可靠；体积小，质量轻； 损耗小，效率高；电机的形状和尺寸可以灵活多样等显著优点。因此永磁电动机产品，特别 是稀土永磁电机产品得到不断的开发和极其广泛的应用。 申请号为03103047. 5的文献中公开了一种永磁同步轮毂电机，其采用一体化设 计，在一定程度上减少了转矩脉动，然而其采用无位置传感器，且只是采用了分数槽绕组， 而未对极弧系数做出要求。无位置传感器的一个缺点就是在低速时反电势的信号小，通常 不足以达到控制的要求，因此该方案在低速时的控制性能不理想，转矩脉动比较大，从而造 成电机发热、噪声及耐用性下降等不良影响。 为了在低速时也能精确控制电机的运转，需要在轮毂电机中使用位置检测装置， 而光电式位置检测装置因为以玻璃为主要材质，抗震动和冲击能力不强，故不适用于做轮 毂电机的位置检测装置。磁电式位置检测装置可以克服光电式位置检测装置的不足，然而 传统磁电式位置检测装置测量精度比较低，且只能实现增量输出。 申请号为200410024190. 7的文献中公开了一种磁电式位置检测装置，其实现了 绝对式位置检测。该专利中，磁感应传感器采用表面贴的方式，即在圆环形定子内侧壁布置 磁感应传感器，进行旋转磁场的感应，然后根据传感器电压值求出旋转角度值。然而所述磁 电式位置检测装置在物理结构上具有以下缺点定子内侧一般呈圆弧形且光滑，传感器不 易安装固定，容易引起定位误差，进而引起信号的相位偏差，使得信号中高次谐波分量大； 加工制造工艺复杂，不利于产业化；可靠性低，传感器均布于内侧壁，传感器的支持基体必 须为柔性体如FPC等，其与处理本体接触处其抗拉强度不高，容易破裂，增加了加工难度， 影响产品的寿命；传感器感应的磁场泄露大，磁场不能得到充分应用，使得信号中噪声大，影响测量精度；要求传感器体积小，使得产品成本比较高。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提出一种一体化轮毂电机，结构简单、节能、启动特性好、体积小、效率高。 本技术所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的 —种一体化轮毂电机，包括电机轴和固定在其上的定子，定子外套设有转子外壳，转子外壳的前后两端通过转子端盖和轴承可旋转固定在电机轴上，电机轴的两端凸伸于转子端盖之外形成长端和短端，转子端盖的外侧固定有轴承端盖，将电机轴的短端罩在其中，其特征在于，所述的轴承端盖中部凸设有轴承端盖轴，朝电机轴方向凸设，所述的电机轴端部和轴承端盖轴的对应位置设有位置检测装置；所述的电机轴上还套设有伺服控制器；所述位置检测装置感测到轴承端盖轴的转动，并将感测到的信号传输给伺服控制器，通过伺服控制器的处理，获得转子转动的角度或位置，进而实现对电机的精确控制。 可选地，位置检测装置包括磁钢环、导磁环和磁感应元件，所述导磁环固定在电机轴上，由两段或多段同半径、同圆心的弧段构成，相邻两弧段留有缝隙，所述磁感应元件置于该缝隙内，所述的磁钢环对应设置在轴承端盖轴上，当磁钢环与导磁环发生相对旋转运动时，所述磁感应元件将感测到的磁信号转换为电压信号，并将该电压信号传输给相应的信号处理装置。 优选地，导磁环由两段同半径、同圆心的弧段构成，分别为1/4弧段和3/4弧段，对应的磁感应元件为2个；或者，所述的导磁环由三段同半径的弧段构成，分别为1/3弧段，对应的磁感应元件为3个；或者，所述的导磁环由四段同半径的弧段构成，分别为1/4弧段，对应的磁感应元件为4个；或者，所述的导磁环由六段同半径的弧段构成，分别为1/6弧段，对应的磁感应元件为6个。 优选地，导磁环的弧段端部设有倒角，为沿轴向或径向或同时沿轴向、径向切削而形成的倒角。 优选地，位置检测装置还包括骨架，用于固定所述导磁环；所述导磁环设置在骨架成型模具上，在所述骨架一体成型时与骨架固定在一起；所述的骨架固定在电机轴上。 优选地，位置检测装置的信号处理装置包括A/D转换模块、合成模块、角度获取模块、存储模块；A/D转换模块对位置检测装置中磁感应元件发送来的电压信号进行A/D转换，将模拟信号转换为数字信号；合成模块对位置检测装置发送来的经过A/D转换的多个电压信号进行处理得到基准信号D ;角度获取模块根据该基准信号D，在标准角度表中选择与其相对的角度作为偏移角度e ;存储模块，用于存储标准角度表。 优选地，位置检测装置的信号处理装置在A/D转换模块和合成模块之间还包括温度补偿模块，用于消除温度对位置检测装置发送来的电压信号的影响。 优选地，位置检测装置的信号处理装置的所述合成模块的输出信号还包括信号R。 优选地，位置检测装置的信号处理装置中所述温度补偿模块包括系数矫正模块和乘法器，所述系数矫正模块对所述合成模块的输出的信号R和对应该信号的标准状态下的信号R。进行比较得到输出信号K ;所述乘法器为多个，每一所述乘法器将从位置检测装置发送来的、经过A/D转换的一个电压信号与所述系数矫正模块的输出信号K相乘，将相乘后的结果输出给合成模块。 优选地，位置检测装置的信号处理装置中，如果位置检测装置发送来的一个电压信号为2或3的倍数，则在所述温度补偿模块之前还包括差分模块，对用于抑制温度和零点漂移，并提高数据精度。 可选地，位置检测装置包括分别固定在轴承端盖轴上的第一磁钢环和第二磁钢环；设置在电机轴上的对应于第二磁钢环，以第二磁钢环的中心为圆心的同一圆周上设有n(n = 1，2…n)个均匀分布的磁感应元件，所述第二磁钢环的磁极磁化顺序使得n个磁感应元件输出呈格雷码格式，相邻两个输出只有一位变化；在定子上，对应于第一磁钢环，以第一磁钢环的中心为圆心的同一圆周上设有有m(m为2或3的整数倍)个呈一定角度分布的磁感应元件，所述第一磁钢环的磁极总对数与第二磁钢环的磁极总数相等，并且相邻两极的极性相反；当轴承端盖轴相对于电机轴发生相对旋转运动时，所述磁感应元件将感测到的磁信号转变为电压信号，并将该电压信号输出给一信号处理装置。 优选地，在定子上对应于第一磁钢环的相邻两个磁感应元件之间的夹角，当m为2或4时，该夹角为90。 /g;当m为3时，该夹角为120° /g ;当m为6时，该夹角为60° /g，其中，g为第二磁钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一体化轮毂电机，包括电机轴和固定在其上的定子，定子外套设有转子外壳，转子外壳的前后两端通过转子端盖和轴承可旋转固定在电机轴上，电机轴的两端凸伸于转子端盖之外形成长端和短端，转子端盖的外侧固定有轴承端盖，将电机轴的短端罩在其中，其特征在于，所述的轴承端盖中部凸设有轴承端盖轴，朝电机轴方向凸设，所述的电机轴端部和轴承端盖轴的对应位置设有位置检测装置；所述的电机轴上还套设有伺服控制器；所述位置检测装置感测到轴承端盖轴的转动，并将感测到的信号传输给伺服控制器，通过伺服控制器的处理，获得转子转动的角度或位置，进而实现对电机的精确控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郝双晖，郝明晖，
申请(专利权)人：浙江关西电机有限公司，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]