专利名称：具有转子位置传感器的电动机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及具有转子位置传感器的电动机。
背景技术：
常规电动机可包括定子上并且邻近转子磁铁的转子位置传感器，例如 霍尔效应传感器。可将该传感器设置为不影响电动机的性能。而且，在电 动机尺寸较重要的应用中，传感器不应增加电动机的总尺寸。在较早的常 规电动机中，通过在定子的相邻齿之间放置传感器(或者多个传感器)可 实现这一点。在该较早的电动机中，该齿离开得足够远以使这样的配置有
效工作而不牺牲性能
但是，新的高性能电动机包括齿较宽例如T形齿的定子，其中齿间隙 变小。这样的齿在共同转让的美国专利6， 946， 760中示出，其在此引用 作为参考。这种齿形状提高了相对尺寸电动机的性能和效率，但是难以将 传感器放置在齿之间而不负面影响电动机性能。直到现在，传感器被放在 定子齿的上面或者下面而不是放在齿间间隙内以避免负面影响性能。该布 置通常具有下面的效果，即增加磁铁的高度(或尺寸)从而其与传感器配 合，以及增加电动机的总体尺寸和重量。
因此，需要一种不会降低电动机性能并且减小电动机尺寸和重量的定 子和传感器配置。
实用新型内容
在本实用新型的一些实施例中，电动机包括具有至少一个磁铁的转子。 定子包括多个齿和与磁铁相邻、或者与转子和定子之间的空气隙相邻的传感器组件。大多数齿形状相同，或者至少基本上相同。但是，至少有一个 不同(与多个齿)的齿，其具有形状适合容纳至少一部分传感器组件的凹 陷。因此，该独特齿具有与大多数齿不同的形状。
在其它实施例中，电动机包括在定子上的传感器革。该罩具有至少两 个霍尔效应传感器，该传感器i殳置为与空气隙相邻。该传感器可检测从传 感器跨过空气隙定位的转子中的磁铁。另外，大多数齿具有第一形状，但 是至少三个独特齿具有形状适合容纳传感器軍的至少部分的凹陷。
本发明的一方面涉及一种电动机，包括转子，其包括至少一个磁铁； 定子，其包括多个齿和用于检测磁铁的传感器组件；所述多个齿中的独特 齿，其具有凹陷，所述凹陷被成形以容纳所述传感器组件的部分；超过半 数的所述齿具有基本相同的形状并且不包括凹陷，而所述独特齿具有与超 过半数的所述齿不同的形状。
本发明还涉及一种电动机，包括转子、具有多个齿的定子、在所述 转子和定子之间限定的空气隙、和传感器组件，所述传感器组件包括与所 述空气隙相邻、在定子上的至少两个传感器，其中超过半数的所述齿具有 第一形状，至少两个齿具有与第一形状不同的独特形状，该独特形状包括 凹陷，所述凹陷被成形以容纳所述传感器组件的部分。
本发明还涉及一种电动机，包括转子，其包括至少一个磁铁；定子， 其具有多个齿；在所述转子和定子之间限定的空气隙；以及，传感器軍， 其位于定子上，其中具有至少两个霍尔效应传感器，并且被设置为与所述 空气隙相邻，从而传感器可检测与传感器相隔空气隙的转子，超过半数的 所述齿具有第一形状和宽度小于所述传感器罩的至少一部分相邻齿之间的 间隙，至少三个齿具有与所述第一形状不同的独特形状，所述独特形状具 有至少一个凹陷，所述凹陷被成形以容纳所述传感器革的部分。
对本实用新型上述方面相关的特征进行了各种改进。其它特征也可组 合在本实用新型的上述方面。这些改进和附加特征可单独存在或者组合存
在。例如，参考任何一个本实用新型的描述实施例在下面讨论的各种特征 可单独或者组合地组合进上述本实用新型的任何方面。
图l为一个实施例电动机的透视图，为清楚起见省略了部分内容； 图2为图1电动机的分解视图； 图3为图2所示出定子的透视图； 图3A为传感器组件的透视图4是图3定子的透视图，但是为清楚起见省略了部分内容；
图5是另一个实施例定子/传感器配置的透视图6是和图5类似的透视图，但是省略了传感器；
图7是另一个实施例定子/传感器配置的透视图；以及
图8是和图7类似的透视图，但是省略了传感器。
具体实施方式
参考图1-3，本实用新型一个实施例的电动机总体表示为11。电动机 通常包括总体表示为13的转子和总体表示为15的定子。该定子包括中心 毂17和从中心毂向外延伸的多个齿19。绕组21围绕每个齿19缠绕。电 动机还包括控制器和用于电力连接的线23等等。这里不必示出或者描述结 构的其它细节，但是本领域普通技术人员将理解。而且，该实施例的电动 机11为外转子无刷7^电动机,但是可在本实用新型的范围内考虑许多其 它类型的电动机例如内转子电动机，
转子13包括转子壳27，其具有设置在向内表面上的磁铁29。在磁铁 和定子齿外表面之间存在空气隙，该空气隙在图1中总体表示为31。注意， 可考虑各种其它磁铁配置。
如图1和2所示，该实施例的传感器组件表示为35并且通常设置在绕 组21和齿19的顶上。如下文进一步描迷，传感器组件35包括罩37，其 中具有至少一个邻近磁铁29用于检测转子磁铁的传感器39。其中革37覆 盖和保护传感器39。
如图3-4最佳所示，当在横切定子15纵轴的横截面上观察时每个齿19 具有T形。T形的第一或者长截面41径向从中心毂17向外延伸，而笫二
或者横截面42从该长截面周向并通常对称地延伸。4吏每个齿横截面的外表 面42o弯曲或者"隆起"以总体与磁铁的形状共形或互补。
如上所迷，该实施例齿19的T形产生相邻齿横截面42之间的小间隙 G，齿间隙小于传感器组件35的宽度从而传感器组件不能在多数齿之间安 装。可选^^地，该间隙小于或者大致等于传感器本身的尺寸。注意，间隙 G与上述空气隙31不同。
在该实施例中，小开槽或者凹陷45形成两个相邻的"不同"齿19a 从而空间隔开预定距离。该两个齿的形状与定子15其它齿19不同。可选 择地将该两个齿构造为"镜像"，或者关于间隙G对称，但是不必需如此。
传感器组件35的軍37通常^L接纳在凹陷45内。如图3和3A所示， 该罩具有两个与凹陷边沿接合的凸起47，而每个凸起具有其中一个传感器 39。传感器39因此设置在磁铁29附近，或者与磁铁相隔空气隙31，从而 当磁铁经过传感器时传感器检测每个磁铁。这样，通过在模制罩时将传感 器模制在軍37内而将每个传感器39安装在凸起47内。但是可以以许多其 它方法设置传感器。
对准腿49 (广义地，对准特征)从革37的凸起47之间的主要部分向 下延伸。调整对准腿49的尺寸和形状以与齿19a横截面42的内表面掩^。 对准腿49有助于使传感器组件35特别是传感器39相对于齿19a和转子 13适当设置。
在图5-6所示出的另一个实施例中，定子115但/fsi包括一个具有凹陷 145的齿119a。(换言之，仅仅一个齿与剩余的齿"不同"。)通常在齿 119a的隆起部分142中基本中心地形成该凹陷，从而通常将传感器组件135 的传感器139设置在独特齿的长截面141的一端。因此，长截面141从该 实施例的传感器139向内延伸。注意，没有示出对准特征，但可添加。该 实施例电动机的其它特征可与第一实施例的基本上相似。
在图7-8所示出的另一个实施例中，定子215包括三个齿219a-219c， 每个都包括至少一个凹陷。第一独特齿219a包括在顶其部边沿稍微偏离其 中心的凹陷2朽a。与第一独特齿相邻的第二独特齿219b具有沿其顶沿并陷245bl，以及沿顶部边沿面对第三独 特齿219c的较小凹陷245b2。第三独特齿具有沿其顶部边沿面对第二齿的 小凹陷245c。如图7所示，传感器组件235包括在该三个齿219a-c上延伸 的革237。该軍具有与相应凹陷掩l的三个凸起247，以及和笫一实施例类 似i殳置在相应间隙G中的三个传感器239。因此，凹陷245a-c和传感器239 间隔相等的预定距离。注意，在其它可能的因素中该间隔例如取决于所使 用的电极数和传感器数。另外，包括三个对准腿249并且如上所^作用。 可以以各种方法形成每个"独特"齿中的凹陷。例如，可通过加工该 齿形成该凹陷。可选择地，在沖压叠片结构时，可在构成定子的叠片结构 中形成凹陷。
各种实施例的传感器可以是各种类型。例如，传感器可以是霍尔效应 传感器，并且可以是检测转子速度、位置或者两个都检测的类型。认为， 各种实施例的軍包括任意数量的传感器，进一步认为可一起省略革。本领 域技术人员可理解，传感器组件可包括本实用新型范围内的其它元件。而 且即使当在电动机正常工作时传感器仅仅暂时与特殊>^铁相邻，传感器和/ 或传感器组件也可描述为与磁铁相邻。
当引入本实用新型及其实施例各个方面的元件时，术语"一个"、"该"、 "所述"意味着存在一个或多个元件。术语"包括"、"具有"为包含的，
并且意味着存在除了所列举元件以外的其它元件，而且，采用"顶部"、 "底部"、"前部"和"后部"、"上"和"下"以及这些和其它方位术
语的变化是为了简便，而不要求对元件进行任何特定取向。
因为可在上述构造、方法和产品中进行各种改变而不偏离本实用新型 的范围，将在上述说明中包括或者在附图中示出的所有内容解释为示例性 而非限制性含义。另外，这里列举的所有尺寸信息均为示例性的而不应限 制本实用新型的范围。
权利要求1.一种电动机，其特征是，包括转子，其包括至少一个磁铁；定子，其包括多个齿和用于检测磁铁的传感器组件；所述多个齿中的独特齿，其具有凹陷，所述凹陷被成形以容纳所述传感器组件的部分；超过半数的所述齿具有基本相同的形状并且不包括凹陷，而所述独特齿具有与超过半数的所述齿不同的形状。
2. 根据权利要求l的电动机，其特征是，每个齿具有在与定子轴横 切的横截面中的T形，所述T形的第一截面径向延伸、第二截面周向延伸。
3. 根据权利要求2的电动机，其特征是，所述独特齿具有所述T形， 并在所述第二截面中形成有所述凹陷。
4. 根据权利要求3的电动机，其特征是，所述传感器组件被设置在所 述第二截面上，从而所述第一截面从所述传感器向内径向延伸。
5. 根据权利要求4的电动机，其特征是，在各个相邻齿的第二截面之 间形成有间隙，该间隙宽度小于所述传感器组件的宽度。
6. 根据权利要求1的电动机，其特征是，每个齿具有T形，所述T 形具有径向延伸的第一截面和周向延/(申的第二截面，所述独特齿同样具有 T形和在所述第二截面中形成的凹陷，从而所述第一截面从所述凹陷径向 延伸。
7. 根据权利要求l的电动机，其特征是，所述传感器组件包括两个或 多个所述传感器。
8. 根据权利要求l的电动机，其特征是，所述定子的齿之间的间隙宽 度小于传感器组件的宽度，但是所述组件的部分位于该间隙中。
9. 根据权利要求l的电动机，其特征是，所述转子的部分位于所述定 子的径向向外的位置。
10. 根据权利要求l的电动机，其特征是，所述传感器组件包括霍尔 效应传感器。
11. 根据权利要求l的电动机，其特征是，所述传感器组件包括适合 于检测转子位置的传感器。
12. 根据权利要求l的电动机，其特征是，所述传感器组件适合于检 测转子速度。
13. 根据权利要求l的电动机，其特征是，所述传感器组件包括容纳 至少一个传感器的軍，所述軍的部分被容纳在所述凹陷中。
14. 一种电动机，其特征是，包括转子、具有多个齿的定子、在所 述转子和定子之间限定的空气隙、和传感器组件，所述传感器组件包括与 所述空气隙相邻、在定子上的至少两个传感器，其中超过半数的所述齿具 有第一形状，至少两个齿具有与第一形状不同的独特形状，该独特形状包 括凹陷，所述凹陷被成形以容纳所述传感器组件的部分。
15. 根据权利要求14的电动机，其特征是，每个齿具有在与定子轴横 切的横截面中的T形，所述T形的第一截面径向延伸、第二截面周向延伸。
16. 根据权利要求15的电动机，其特征是，所述独特齿具有所述T 形，并在所述第二截面中形成有凹陷。
17. 根据权利要求16的电动机，其特征是，所述传感器组件包括用于 传感器的罩，所述罩的部分被容纳在所述凹陷中。
18. —种电动机，其特征是，包括转子，其包括至少一个磁铁；定 子，其具有多个齿；在所述转子和定子之间限定的空气隙；以及，传感器 罩，其位于定子上，其中具有至少两个霍尔效应传感器，并且^t没置为与 所述空气隙相邻，从而传感器可检测与传感器相隔空气隙的转子，超过半 数的所述齿具有第 一形状和宽度小于所述传感器罩的至少 一部分相邻齿之 间的间隙，至少三个齿具有与所述第一形状不同的独特形状，所述独特形 状具有至少一个凹陷，所述凹陷被成形以容纳所述传感器軍的部分。
19. 根据权利要求18的电动机，其特征是，每个齿具有在与定子轴橫 切的横截面中的T形，所述T形的第一截面径向延伸、第二截面周向延伸。
20. 根据权利要求19的电动机，其特征是，所述独特齿具有所述T 形，并在所述第二截面中形成有至少一个凹陷。
专利摘要一种电动机，包括具有至少一个磁铁的转子。定子包括多个齿和与磁铁相邻或者与限定在转子和定子之间的空气隙相邻的传感器。大多数齿形状相同，或者至少基本上相同。但是，至少有一个(与多个齿)不同的齿，其具有形状适合容纳传感器或者传感器罩的凹陷。因此，该独特齿具有与大多数齿不同的形状以容纳传感器或者传感器组件。
文档编号H02K29/03GK201197110SQ20072017720
公开日2009年2月18日 申请日期2007年9月27日 优先权日2006年10月4日
发明者D·E·希尔顿, G·E·霍斯特, G·M·莱文, S·J·伯顿, S·M·施洛尔 申请人:艾默生电气公司