動力輔助同步電動機的結構制造技術

一種大功率的同步電動機，所述電動機包括：一轉子，所述轉子具有半截多個周向隔開的永磁鐵的一轉子軸；一定子，所述定子環繞所述轉子，并且所述定子包括多個磁極，圍繞這些磁極形成有線圈繞組；一個大容量端子電路，所述端子電路定位在所述線圈繞組電路中所述磁極的一個軸端；一磁鐵檢測器，所述檢測器定位在所述磁極的另一個軸端，所述檢測器與永磁鐵協作以確定所述轉子的旋轉位置；以及一個樹脂本體，所述樹脂本體容裝所述磁極、所述繞組以及所述大容量端子電路以形成一個單個的單元。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種同步電動機，該同步電動機特別適于提供大功率輸出并同時保持一種緊湊且高效的結構。
技術介紹
如人們已知的，同步電動機通常具有一轉子和一協作的定子。定子包括圍繞定子鐵芯的相應極齒的線圈。這些線圈被電連接在印刷電路板上形成的線圈端子電路中。另外，還設置有一個旋轉位置檢測器，以檢測轉子相對定子的旋轉角度。在家用電器中，線圈電流通常在幾安培的數量級，線圈導線的直徑約為0.3至0.6mm。已有多種旋轉位置檢測器被使用，如霍爾元件或電的、光的編碼器。然而，另外一些應用要求此類電動機具備更大的功率輸出量。例如，功率輔助同步電動機被用在電動車輛的動力轉向和/或諸如自行車、輪椅之類的動力輔助車輛中。這些應用要求有較大的輸出，其結果是將有20安培或更大的電流流過線圈。線圈導線的直徑可能約為1mm甚至更大，線圈的溫度可能上升至約180℃。此外，它們操作的溫度范圍的變化會很大。例如，用于電動車輛動力轉向中的動力輔助電動機的線圈溫度范圍通常可從-40℃到150℃，在許多情況下范圍甚至會更大。因此，不能使用與用于家用電器并特別使用安裝了電子元件的旋轉位置檢測器的同步電動機相同結構的同步電動機。另外，不能簡單地以在印刷電路板上的線圈端子處理所需的大電流。日本專利公開物JP-A-平06-233483中揭示并描述了一種典型的現有技術中的用于高輸出量電動機的結構。在這種結構中，諸線圈繞組在諸相中通過諸環形導電構件對于各相環形導電構件是一個放置在另一個之上，環形導電構件之間是絕緣的。而后，該組件作為一個單元被固定到定子的一個端面上。這使得大電流端子電路與線圈端部連接。然而，對于這種類型的結構，整個組件結構復雜且制造昂貴。這是由于首先必須將定子設置并固定到一個獨立的殼體內。然后，必須安裝并接線一個獨立的磁極位置檢測器。這樣，整個結構變得復雜、尺寸增加、操作麻煩，且組裝和維護變得更加困難。因此，本專利技術的主要目的在于提供這樣一種高功率輸出的同步電動機，它尺寸小、易于操作、結構緊湊。另一個目的在于提供一個包括一大電流端子電路和一個磁極位置檢測器的單個的緊湊單元。
技術實現思路
本專利技術適于具體化為這樣一種高功率同步電動機，該同步電動機包括一個轉子，該轉子具有一個半截多個周向隔開的永磁鐵的轉子軸。一定子包圍該轉子，并且定子包括多個磁極，諸線圈繞組圍繞這些磁極形成。一個大容量的端子電路以線圈繞組定位在電路中的磁極的一個軸端。一磁極檢測器定位在磁極的另一個軸端，并且它與永磁鐵協作以確定轉子的旋轉位置。最后，一樹脂本體裝入磁極、繞組以及大容量端子電路，從而形成一個單個的單元。附圖說明圖1是根據本專利技術的一實施例構成的一種同步電動機的截面圖，該截面圖基本沿電動機的旋轉軸線截取，但圖中未示出轉子軸。圖2為沿圖1中的線2-2方向觀察所得的端視圖。圖3為沿圖1中的線3-3方向觀察所得的一相反的端視圖。圖4是與圖1部分相似的截面圖，但僅示出了定子。圖5是沿圖4中的線5-5方向觀察所得的端視圖。圖6為沿圖4中的線6-6方向觀察所得的一相反的端視圖。圖7為一方框圖，該方框圖示出了根據本專利技術構成的電動機是如何用于動力輔助車輛轉向系統中。圖8為一方框圖，該方框圖示出了根據本專利技術構成的電動機是如何用于動力輔助有輪車輛中。具體實施例方式現在，具體參照附圖并首先參照圖1，根據本專利技術一實施例構成的一電動機總地由標號11表示。電動機11包括一3相DC無刷電動機，該電動機由一轉子12、一定子13、一磁極檢測器14、一上蓋或端蓋15以及一下端或端蓋16構成。轉子12包括一轉子軸17，轉子鐵芯18以一種適當的方式、例如通過鋸齒形花鍵17a、不可轉動地固定到轉子軸17上。具有交替極性的多個磁鐵19通過粘合劑(SPM)或埋設在表面附近(IPM)適當地連接到轉子鐵芯18的外表面上。定子13包括定子鐵芯14，該定子鐵芯形成了面向轉子12的磁鐵19的多個磁性極齒，磁性極齒可為任意所需數量，如12、16、18。如圖所示，絕緣繞線筒21從上至下圍繞這些極齒定位到在定子鐵芯14的各個磁性極齒之間的槽內。符合低電壓高安培(如12V、20A或更高)的線圈(未圖示)纏繞著上下絕緣體21。線圈導線的直徑約為1mm或更大。總地標示為22的一個大電流端子電路單元設置在定子13的一端，在示出的實施例中為上端。由于線圈的繞組被設置為三相，大電流端子電路單元22由三個導電環23(圖1僅示出了兩個)構成。導電環23是以相互隔開的關系相應于U、V、W這三個相設置的。這些導電環通過一模制樹脂24固定并相互絕緣。環23形成有線圈連接端子，端子的數量與圍繞端子周圍設置的磁極相應。這些線圈連接端子通過焊接連接到在定子13上部的一個線圈端部(上下突出定子鐵芯14的部分)上向外彎出絕緣體21的導線端部上(未圖示)。相應的線圈連接端子25通過導電環23連接到外部連接端子25。大電流端子電路單元22和定子13通過一模制樹脂26連接或容裝在一起，從而形成一個單個的本體。模制樹脂26的材料例如可為在寬泛溫度范圍(約從-0℃到200℃)下具有耐化學腐蝕性和穩定性的不飽和聚酯的預混合料。該預混合料為油灰狀成形材料，該材料由混合入添加劑的(如加強劑、填料、催化劑、著色劑和脫模劑)液態低光滑度(low-profile)熱塑樹脂(不飽和聚酯樹脂)制成。作為加強劑可以使用玻璃纖維或維尼綸纖維。作為填料可以使用碳酸鈣或氫氧化鋁。作為固化催化劑可以使用有機過氧化物。作為脫模劑可以使用硬脂酸鋅。如上所述，以模制樹脂26將電動機11的定子13制成單個本體所要達到的目的如下(1)抑制噪音和振動，(2)由于完全埋入了線圈導線，因而可防止轉子和定子相互干擾以及增加絕緣性能，(3)完善防水性及防腐蝕性，以及(4)以基本具有與外界幾乎同樣的高溫輻射特性，在溫度突然上升的情況下，增加用于緩解對外界熱效應的熱容量。上蓋15具有一個凸緣部分27，該凸緣部分可配合到大電流端子電路單元22的上側上的模制樹脂26的周邊凹部上。最佳地如圖2所示，上蓋15是通過將三個螺栓28擰入埋入模制樹脂26內的嵌入螺母29(圖1)內而固定的。為安裝電動機11，上蓋15設有三個設置在周邊凸緣上的安裝孔31。上蓋15還支承轉子軸17的上端，從而轉子軸可通過相鄰開口33半截的低摩擦軸承32轉動，轉子軸17的上驅動端通出該開口33以用于驅動帶有相聯負載的設備，這將在下文中參照圖7和8描述。磁極位置檢測器(分析器)14設置在轉子軸17的底端上并位于轉子鐵芯18之下。磁極位置檢測器14是由轉動磁極構件34以及以面對關系圍繞其設置的固定的磁極構件35構成。轉動磁極構件34由具有多個齒的層疊鋼片制成，這些層疊鋼片不可轉動地使用鍵之類的(未圖示)元件固定在轉子軸17上，并通過一螺母36保持軸向保持在其上。由層疊鋼片制成的固定磁極構件35圍繞轉動磁極構件34設置，構件35的齒與構件34的齒面對。圍繞固定磁極構件35的齒卷繞線圈37。轉子12相對定子13的旋轉位置是通過當轉子軸17轉動時使用線圈37檢測對于固定磁極構件35的磁通的變化來檢測的。固定磁極構件35例如以一個鋼制的下端蓋38保持。通過將三個螺栓39(參見圖1和3)擰入埋設在模制樹脂36內的嵌入螺母41中可將該端蓋38固定到定子組件的其余部分本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：高野正，
申請(專利權)人：株式會社萌力克，
類型：發明
國別省市：