CN204255971U - 用于检测马达转速或相位角的传感器组件和相关联的马达 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于检测马达转速或相位角的传感器组件，其特征在于，该传感器组件包括磁场检测部件和永磁体，该磁场检测部件相对于马达的转子轴位置固定地安装，该永磁体连接在该转子轴上以便与该转子轴一起转动，其中，该磁场检测部件与该永磁体彼此面对地布置。这种传感器组件具有成本低并且尺寸小的优点。本实用新型还涉及具有这种传感器组件的马达，尤其是电机。

Description

用于检测马达转速或相位角的传感器组件和相关联的马达

技术领域

本实用新型涉及马达，尤其是通常称为“电机”的电动马达。更具体地，本实用新型涉及马达的转速或相位角的检测。

背景技术

马达作为动力部件广泛地用于各种机械系统中。在某些情况下，需要对马达的转动角度或转动速度进行监测。例如，对于电动汽车或混合动力汽车而言，为保持良好的行驶状态，要求对该汽车中电力式动力传动系的电机的转动角度或转动速度以很高的精度进行监测。

为此，目前已知采用旋转变压器或电涡流传感器作为所述电机的转动角度或转动速度传感器。这种传感器包括转动部分和固定部分，其检测效果对于这些部分的相对位置非常敏感，并且经常要求很高的安装条件。此外，对于电涡流传感器来说，需要对转动部分和固定部分之间的空气间隙进行调节。最后，这些已知的传感器通常价格昂贵、结构复杂并且尺寸相对较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于通过提供一种电磁型的传感器组件来克服上述现有技术中的缺点。

一方面，本实用新型提供了一种用于检测马达转速或相位角的传感器组件，该传感器组件包括磁场检测部件和永磁体，该磁场检测部件相对于马达的转子轴位置固定地安装，该永磁体连接在该转子轴上以便与该转子轴一起转动，其中，该磁场检测部件与该永磁体彼此面对地布置。

本实用新型的传感器组件旨在检测由马达转子轴的转动造成的磁场强度或/和磁场角度的变化，这种磁场强度或/和磁场角度的变化随后可被与该传感器组件相关联的控制系统换算为转子轴的转动相位角或者转动速度。这样的传感器组件具有成本低、尺寸小的优点，并且这种传感器组件对其部件之间的空气间隙和中心对中具有良好的兼容性。

本实用新型的传感器组件具有如下有利的特征：

-该磁场检测部件与该永磁体隔开0.5mm至5mm的距离；

-该传感器组件包括包围磁场检测部件的第一磁屏蔽罩和包围永磁体的第二磁屏蔽罩，所述第一磁屏蔽罩和第二磁屏蔽罩朝向彼此开口；

-该永磁体附装在连接管上，该连接管压入配合到形成在转子轴的端部的孔中；

-该永磁体经由包覆模制在连接管的端部的塑料保持件附装在所述连接管上。

另一方面，本实用新型涉及一种马达，该马达配设有如上所述的传感器组件。特别地，该马达为电动马达，尤其是用在电动汽车或混合动力汽车中的电机。

附图说明

下面参照附图对本实用新型的优选实施例进行详细说明，在附图中：

图1示出根据本实用新型优选实施例的传感器组件的分解透视图；

图2从另一个视角示出图1中所示的透视图；

图3以剖视图示出处于组装状态的传感器组件；以及

图4是图3中的细部A的放大图。

具体实施方式

本实用新型的传感器组件旨在与马达转子的转子轴相关联地设置，以便通过磁场强度或/和磁场角度的变化感测该转子轴的转速或相位角。该传感器组件可以特别有利地应用于电动汽车或混合动力汽车的电力式传动系统的电机，例如图2中所示的包括定子31和带有转子轴33的转子32的电机3。

参见图1，所述传感器组件包括固定部分1和转动部分2。

根据本实用新型，所述固定部分1为能检测磁场、尤其是检测磁场强度或/和磁场角度的变化的磁场检测部件，例如是具有磁通量感应电路的芯片或电路板。该磁场检测部件1相对于电机3、尤其是相对于该电机3的转子32的转子轴33位置固定地安装在机架上，并且可以通过电缆连接到控制系统(未示出)，以便将它所检测的关于磁场强度或/和磁场角度的信号传输到该控制系统，从而允许通过该控制系统得出该转子轴33的转速或相位角。

所述转动部分2与电机3的转子轴33连接，以便与该转子轴33一起转动。根据本实用新型，该转动部分2包括永磁体21，当转子轴33转动时，由该永磁体21产生的磁场将随之变动，也就是说，各个固定的点处的磁场强度或/和磁场角度随着转子轴33的转动而变化。

在本实用新型中，所述磁场检测部件1与所述永磁体21彼此面对地布置，以便检测在确定点处(即，该磁场检测部件1所处的位置)由永磁体21产生的磁场的磁场强度或/和磁场角度的变化。特别地，磁场检测部件1和永磁体21可以以它们的中心在水平方向上对齐的方式彼此面对地布置。

在此，优选地，所述磁场检测部件1与所述永磁体21布置成彼此相距0.5-5mm的距离。这样的距离范围可以确保磁场检测部件1对永磁体21的磁场的有效感测，同时实现整个传感器组件的结构紧凑性。

根据本实用新型的优选实施例，如图1-2中所示出的，本实用新型的传感器组件还包括用于隔离外部磁场的两个磁屏蔽罩，即，用于包围磁场检测部件1的第一磁屏蔽罩4以及用于包围永磁体21的第二磁屏蔽罩5。这些磁屏蔽罩4、5由高导磁性材料制成，并且呈现具有顶部部分和侧向裙部部分的罩盖的形式。

如可从图3-4中看出的，在传感器组件的组装状态，所述第一磁屏蔽罩4和所述第二磁屏蔽罩5开口朝向彼此，并且尤其可以形成相交叠的部分。在此优选的是，第二磁屏蔽罩5的内径大于第一磁屏蔽罩4的外径。

通过设置磁屏蔽罩，可以避免外部磁场、例如由电机3的定子31、转子32等产生的磁场对永磁体21的磁场的干扰，由此避免了磁场检测部件1的检测结果的失真，并确保了对转子轴33的转速或相位角的检测精确度。

在本实用新型的一个优选实施例中，除了永磁体21外，传感器组件的转动部分2还包括连接管23。该连接管23在一端承载该永磁体21，并且在另一端压入配合到形成在转子轴33的端部的孔中，如图3和4中示出的。

所述连接管23尤其由低导磁性材料、例如铝制成。这样的连接管一方面有利于永磁体21与转子轴33之间的可拆卸连接，另一方面有助于永磁体21相对于转子轴33的磁隔离，从而确保检测结果的精确性。

在包括连接管23的传感器组件实施例中，所述永磁体21可以通过附装在连接管23的端部的保持件22接合到该连接管23上。优选地，所述保持件22由塑料材料包覆模制在所述连接管23的端部上，并且该塑料保持件22包裹该永磁体21。

当然，保持件22也可以由其它低热导性材料制成，以便确保永磁体21相对于外界温度的热隔离。

参见图3和图4，在组装状态中，本实用新型的传感器组件的固定部分或磁场检测部件1在电机3的外部相对于该电机3的转子轴33保持静止，而该传感器组件的转动部分2连接在电机3的转子轴33上并随之一起转动。这样，由转动部分2的永磁体21产生的、位于磁场检测部件1的位置处的磁场强度或/和磁场角度将随着转子轴33的转动而变化。所述磁场检测部件1持续地检测该变化的磁场强度或/和磁场角度并且将检测结果传输给控制系统。因此，控制系统就可以根据该磁场强度或/和磁场角度的变化计算出转子轴33的转速或相位角，并且根据需要进行控制或调节。

本实用新型不局限于说明书中示出的具体实施例，而是包括本领域技术人员可以在本实用新型的教导下想到的各种修改和变型。

Claims (7)

1.一种用于检测马达转速或相位角的传感器组件，其特征在于，该传感器组件包括磁场检测部件和永磁体，该磁场检测部件相对于马达的转子轴位置固定地安装，该永磁体连接在该转子轴上以便与该转子轴一起转动，其中，该磁场检测部件与该永磁体彼此面对地布置。

2.根据权利要求1所述的传感器组件，其特征在于，该磁场检测部件与该永磁体隔开0.5mm至5mm的距离。

3.根据权利要求1或2所述的传感器组件，其特征在于，该传感器组件包括包围磁场检测部件的第一磁屏蔽罩和包围永磁体的第二磁屏蔽罩，所述第一磁屏蔽罩和所述第二磁屏蔽罩朝向彼此开口。

4.根据权利要求1或2所述的传感器组件，其特征在于，该永磁体附装在连接管上，该连接管压入配合在转子轴的端部的孔中。

5.根据权利要求4所述的传感器组件，其特征在于，该永磁体经由包覆模制在连接管的端部的塑料保持件附装在所述连接管上。

6.一种马达，其特征在于，该马达配设有根据前述权利要求之一所述的传感器组件。

7.根据权利要求6所述的马达，其特征在于，该马达为电动马达。