外转子霍尔电机的霍尔片安装结构以及外转子霍尔电机的制作方法

1.本发明属于电机技术领域，具体涉及一种外转子霍尔电机的霍尔片安装结构以及外转子霍尔电机。


背景技术：

2.霍尔电机是一种具有检测电机转动角度和速度的电机，其工作原理是通过电机转动引起的磁场变化使霍尔传感器的输出电流发生有规律的变化，控制器根据霍尔传感器输出电流的变化频率计算获得电机的转速和转动角度，从而实现对电机的精确控制，同时可根据霍尔传感器输出电流的大小判断电机场强变化，结合电机转速变化检测电机的工作状态是处于空载、带载或过载状态。
3.在应用中，每个霍尔传感器都会独检测电机的转速，因此，理论上每台霍尔电机只需要设置一个霍尔传感器就能够实现，但为了提高可靠性，避免霍尔传感器失效导致电机失灵，因此会在每台电机上设置多个霍尔传感器，但由于装配精度的问题，多个霍尔传感器很难实现检测效果的一致性，不同的霍尔传感器虽然能够检测出相同的转速，但由于装配精度的问题，不同的霍尔传感器距离电机转轴中心的距离存在误差，导致各霍尔传感器检测到的磁场强度不同，输出电流的极值就会不同，这样的话，通过不同的霍尔传感器检测到的电机的工作状态存在偏差，难以准确地反应电机是处于空载、带载或过载状态。


技术实现要素：

4.本发明首先要解决的技术问题是：提供一种外转子霍尔电机的霍尔片安装结构，以解决传统霍尔电机的多个霍尔传感器在装配的时候难以保证各霍尔传感器到电机转轴中心的距离一致，进而导致各霍尔传感器检测的电机工作状态存在偏差的技术问题。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：外转子霍尔电机的霍尔片安装结构，包括外齿型定子铁芯，定子铁芯的每个齿上直接绕设有线圈，定子铁芯的一端卡接有一圆环形的定位板，该定位板背对定子铁芯的一面同轴连接有一个圆环形的霍尔板，霍尔板朝向定位板的面上设置有多个周向均布的霍尔传感器，定位板上开设有与霍尔传感器一一对应的通孔，各霍尔传感器位于对应通孔内，定位板朝向定子铁芯的一面设置有至少三个与定子铁芯齿顶间隙紧配合的支撑柱，定子铁芯的中轴线位于所有支撑柱环绕而成的多边形内部，任一支撑柱根部两侧分别设置有一与定子铁芯端面抵接的垫块，垫块的高度不小于线圈在定子铁芯端部的厚度，定位板通过支撑柱与定子铁芯固定连接。
6.作为一种优选方案，所述定位板背对定子铁芯的一面垂直连接有多个定位柱，所述霍尔板上设置有与定位柱一一对应的定位孔，霍尔板套接在各定位柱上。
7.作为一种优选方案，所述霍尔板与定位板之间通过胶水粘接。
8.作为一种优选方案，所述通孔位于支撑柱外围，定位板和霍尔板的中心孔大小相同且均大于定子铁芯的中心孔。
9.本发明进一步要解决的技术问题是：提供一种外转子霍尔电机，以解决传统霍尔
电机的多个霍尔传感器在装配的时候难以保证各霍尔传感器到电机转轴中心的距离一致，进而导致各霍尔传感器检测的电机工作状态存在偏差的技术问题。
10.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：外转子霍尔电机，包括转子组件和定子组件，所述定子组件包括底座、垂直设置在底座中心的支撑轴、固定套接在支撑轴上的定子铁芯、依次绕设在各定子铁芯各齿上的多个线圈，定子铁芯朝向底座的一端卡接有一圆环形的定位板，该定位板背对定子铁芯的一面同轴连接有一个圆环形的霍尔板，霍尔板朝向定位板的面上设置有多个周向均布的霍尔传感器，定位板上开设有与霍尔传感器一一对应的通孔，各霍尔传感器位于对应通孔内，定位板朝向定子铁芯的一面设置有至少三个与定子铁芯齿顶间隙紧配合的支撑柱，定子铁芯的中轴线位于所有支撑柱环绕而成的多边形内部，任一支撑柱根部两侧分别设置有一与定子铁芯端面抵接的垫块，所有垫块高度一致且垫块的高度不小于线圈在定子铁芯端部的厚度，定位板通过支撑柱与定子铁芯固定连接，支撑轴中心开设有轴向延伸的装配孔，所述转子组件包括转动插接在装配孔内的转轴、固定套接在转轴上的前盖、连接在前盖外圆周面上的机壳以及周向均布于机壳内壁上的磁瓦，所述机壳罩在定子铁芯外侧，磁瓦与定子铁芯外壁正对，前盖与底座分设在定子铁芯两端。
11.作为一种优选方案，所述霍尔板与底座之间具有间隙，霍尔板的内孔大于支撑轴的外径。
12.作为一种优选方案，所述底座背对定子铁芯的一面中心设置有与装配孔同轴的轴承孔，轴承孔内嵌设有后端轴承，后端轴承套接在转轴上，支撑轴前端缩进于定子铁芯内，支撑轴前方的定子铁芯中心孔内嵌设有前端轴承，前端轴承套接在转轴上，转轴通过前端轴承和后端轴承与定子组件转动连接。
13.作为一种优选方案，前盖顶面上周向均布有多个扇形孔，扇形孔沿顶盖径向向外延伸至外圆周面，任意两相邻扇形孔之间形成板片状扇叶。
14.本发明的有益效果是：本发明通过在定位板上设置与定子铁芯齿顶间隙紧配合的支撑柱，利用多个支撑柱提高定位板与定子铁芯连接的同轴度，从而确保与定位板同轴连接的霍尔板与定子铁芯的同轴度，实现周向均布于霍尔板上的多个霍尔传感器到定子铁芯中轴线的距离一致，在电机装配中，转子组件的转轴与定子铁芯的同轴度是能够得到保证的，因此，间接地确保了各霍尔传感器到电机转轴的距离的高度一致性，从而实现各霍尔传感器检测结果的一致性以及各霍尔传感器的可替代性，提高霍尔电机的电机工作状态检测准确度。
附图说明
15.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：图1是本发明所述霍尔板与定子铁芯连接状态的结构示意图；图2是定子铁芯与定位板的连接结构示意图及局部放大图；图3是定位板的具体结构示意图；图4是霍尔板的具体结构示意图；图5是霍尔板与定位板的具体连接结构示意图；图6是本发明所述外转子霍尔电机的半剖结构示意图；
图7是本发明所述转子组件的立体结构示意图；图1~图7中：1、转子组件，11、转轴，12、前盖，121、扇形孔，122、扇叶，13、机壳，14、磁瓦，2、定子组件，21、定子铁芯，22、线圈，23、底座，24、定位板，241、支撑柱，242、通孔，243、定位柱，244、垫块，25、霍尔板，251、霍尔传感器，252、定位孔，26、支撑轴，27、装配孔，28、轴承孔，29、后端轴承，30、前端轴承。
具体实施方式
16.下面结合附图，详细描述本发明的具体实施方案。
17.实施例1：如图1~图5所示的外转子霍尔电机的霍尔片安装结构，包括外齿型定子铁芯21，定子铁芯21的每个齿上直接绕设有线圈22，定子铁芯21的一端卡接有一圆环形的定位板24，该定位板24背对定子铁芯21的一面同轴连接有一个圆环形的霍尔板25，霍尔板25朝向定位板24的面上设置有多个周向均布的霍尔传感器251，定位板24上开设有与霍尔传感器251一一对应的通孔242，各霍尔传感器251位于对应通孔242内，定位板24朝向定子铁芯21的一面设置有至少三个与定子铁芯21齿顶间隙紧配合的支撑柱241，定子铁芯21的中轴线位于所有支撑柱241环绕而成的多边形内部，任一支撑柱241根部两侧分别设置有一与定子铁芯端面抵接的垫块244，垫块244的高度不小于线圈22在定子铁芯21端部的厚度，定位板24通过支撑柱241与定子铁芯21固定连接。本实施例中所述齿顶间隙是指定子铁芯21上任意两相邻齿顶部之间的间隙。
18.通过在定位板24上设置与定子铁芯21齿顶间隙紧配合的支撑柱241，利用多个支撑柱241提高定位板24与定子铁芯21连接的同轴度，从而确保与定位板24同轴连接的霍尔板25与定子铁芯21的同轴度，实现周向均布于霍尔板25上的多个霍尔传感器251到定子铁芯21中轴线的距离保持一致。结合图6和图7，在电机装配中，转子组件1的转轴11与定子铁,21的同轴度是能够得到保证的。因此，间接地确保了各霍尔传感器251到电机转轴11的距离的高度一致性，从而实现各霍尔传感器251检测结果的一致性以及各霍尔传感器251的可替代性，提高霍尔电机的电机工作状态检测准确度。
19.本实施例中，定位板24背对定子铁芯21的一面垂直连接有多个定位柱243，所述霍尔板25上设置有与定位柱243一一对应的定位孔252，霍尔板25套接在各定位柱243上。霍尔板25通过定位柱243与定位板24定位连接，确保霍尔板25与定位板24的同轴度，进而确保各霍尔传感器251到定子铁芯21中轴线的距离一致。
20.本实施例中，霍尔板25与定位板24之间通过胶水粘接，消除金属紧固件带来的磁场不稳定现象。
21.通孔242位于支撑柱241外围，定位板24和霍尔板25的中心孔大小相同且均大于定子铁芯21的中心孔，为电机良好的散热提供结构基础。
22.实施例2：结合图1~图7，外转子霍尔电机包括转子组件1和定子组件2，所述定子组件2包括底座23、垂直设置在底座23中心的支撑轴26、固定套接在支撑轴26上的定子铁芯21、依次绕设在各定子铁芯21各齿上的多个线圈22，定子铁芯21朝向底座23的一端卡接有一圆环形的定位板24，该定位板24背对定子铁芯21的一面同轴连接有一个圆环形的霍尔板25，霍尔板
25朝向定位板24的面上设置有多个周向均布的霍尔传感器251，定位板24上开设有与霍尔传感器251一一对应的通孔242，各霍尔传感器251位于对应通孔242内，定位板24朝向定子铁芯21的一面设置有至少三个与定子铁芯21齿顶间隙紧配合的支撑柱241，定子铁芯21的中轴线位于所有支撑柱241环绕而成的多边形内部，任一支撑柱241根部两侧分别设置有一与定子铁芯21端面抵接的垫块244，所有垫块244高度一致且垫块244的高度不小于线圈22在定子铁芯21端部的厚度，定位板24通过支撑柱241与定子铁芯21固定连接，支撑轴26中心开设有轴向延伸的装配孔27，所述转子组件1包括转动插接在装配孔27内的转轴11、固定套接在转轴11上的前盖12、连接在前盖12外圆周面上的机壳13以及周向均布于机壳13内壁上的磁瓦14，所述机壳13罩在定子铁芯21外侧，磁瓦14与定子铁芯21外壁正对，前盖12与底座23分设在定子铁芯21两端。
23.本实施例通过在定位板24上设置与定子铁芯21齿顶间隙紧配合的支撑柱241，利用多个支撑柱241提高定位板24与定子铁芯21连接的同轴度，从而确保与定位板24同轴连接的霍尔板25与定子铁芯21的同轴度，实现周向均布于霍尔板25上的多个霍尔传感器251到定子铁芯21中轴线的距离保持一致。结合图6和图7，在电机装配中，转子组件1的转轴11与定子铁,21的同轴度是能够得到保证的。因此，间接地确保了各霍尔传感器251到电机转轴11的距离的高度一致性，从而实现各霍尔传感器251检测结果的一致性以及各霍尔传感器251的可替代性，提高霍尔电机的电机工作状态检测准确度。
24.本实施例中，霍尔板25与底座23之间具有间隙，霍尔板25的内孔大于支撑轴26的外径，定子铁芯21各齿之间形成冷却通道，冷却通道与定位板24、霍尔板25的内孔连通，并通过霍尔板25与底座23之间的间隙与外界连通。
25.本实施例中的前盖12顶面上周向均布有多个扇形孔121，扇形孔121沿顶盖12径向向外延伸至外圆周面，任意两相邻扇形孔121之间形成板片状扇叶122，当转子组件1高速转动时，扇叶122驱动靠近前盖12中心的气流沿前盖12径向向外流动，使前盖12中心区形成负压，从而带动冷却通道内的气流向前盖12流动，外界的常温空气从霍尔板25与底座23之间的间隙进入电机内，经霍尔板25和定位板24的中心孔进入冷却通道对工作中的线圈22进行降温，降低电机的工作温度，提高电机的工作稳定性，延长电机的使用寿命。
26.本实施例中，底座23背对定子铁芯21的一面中心设置有与装配孔27同轴的轴承孔28，轴承孔28内嵌设有后端轴承29，后端轴承29套接在转轴11上，支撑轴26前端缩进于定子铁芯21内，支撑轴26前方的定子铁芯21中心孔内嵌设有前端轴承30，前端轴承30套接在转轴11上，转轴11通过前端轴承30和后端轴承29与定子组件2转动连接。
27.本实施例的工作原理是：通过在定位板24上设置与定子铁芯21齿顶间隙紧配合的支撑柱241，利用多个支撑柱241提高定位板24与定子铁芯21连接的同轴度，从而确保与定位板24同轴连接的霍尔板25与定子铁芯21的同轴度，实现周向均布于霍尔板25上的多个霍尔传感器251到定子铁芯21中轴线的距离保持一致。结合图6和图7，在电机装配中，转子组件1的转轴11与定子铁,21的同轴度是能够得到保证的。因此，间接地确保了各霍尔传感器251到电机转轴11的距离的高度一致性，从而实现各霍尔传感器251检测结果的一致性以及各霍尔传感器251的可替代性，提高霍尔电机的电机工作状态检测准确度。
28.上述实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构
思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。