一种霍尔元件位置调整装置的制作方法

1.本说明书涉及航空无刷直流电动机技术领域，具体涉及一种霍尔元件位置调整装置。


背景技术：

2.永磁直流无刷电机是用永磁体建立磁场，用电子换向装置代替换向器，实现直流电能转换为机械旋转的一种直流电机。永磁无刷直流电动机正常工作时必须配套有专用的驱动器，驱动器通过安装在电机本体内部的霍尔位置传感器来获取电机转子位置，进而通过方波电流或正弦波电流驱动电机正常工作。航空无刷直流电动机通常霍尔位置传感器采用三相霍尔空间角度为120
°
均布的方式布置，三相霍尔相隔电角度为60
°
，霍尔元件位置的角度误差直接影响到无刷电机的换相精度，即直接影响无刷电机的工作性能。
3.目前现有技术中多采用将三个霍尔元件焊接在印制板上，然后通过旋转霍尔印制板的方式调整霍尔位置，这种方式的局限性是只能整体调整三个霍尔的位置，无法调整三个霍尔元件之间的相对角度位置。由霍尔元件焊接引起的角度位置偏差无法解决，不能使无刷电机达到最优工作性能，所以需要一种调整装置来单独调整三相霍尔之间的相对角度位置，减小误差，提高换相精度，提升电动机工作性能和能量转化效率。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本说明书实施例提供一种霍尔元件位置调整装置，以达到既能调整霍尔元件组与无刷直流电动机组件的相对角度位置还可单独调整霍尔元件之间的相对角度位置、减小误差、提高换相精度、提升电动机工作性能和能量转化效率的目的。
5.本说明书实施例提供以下技术方案：
6.一种霍尔元件位置调整装置，包括：
7.无刷直流电动机组件、霍尔位置调整环组件和底座，霍尔位置调整环组件与底座连接，无刷直流电动机组件穿过霍尔位置调整环组件与底座连接，霍尔位置调整环组件与无刷直流电动机组件的相对角度可调整；
8.霍尔元件，霍尔元件设置在霍尔位置调整环组件上并与无刷直流电动机组件电连接。
9.进一步地，霍尔位置调整环组件包括：
10.多个霍尔位置调整环，霍尔位置调整环包括调整环本体、霍尔元件固定座和安装止口，相邻两个霍尔位置调整环通过安装止口和调整环本体相互套接并可相对转动，霍尔元件固定座固定在调整环本体上；
11.霍尔元件通过霍尔元件固定座固定在霍尔位置调整环上。
12.进一步地，霍尔位置调整环的个数和直流电动机的相数相同。
13.进一步地，霍尔位置调整环组件还包括螺纹通孔和腰形孔，腰形孔设置在最外层霍尔位置调整环的调整环本体上，霍尔位置调整环组件通过螺钉和腰形孔可调整角度的固
定在底座上，螺纹通孔设置在调整环本体上，相邻的两个霍尔位置调整环通过螺纹通孔相互固定。
14.进一步地，霍尔元件位置调整装置还包括端盖，端盖和底座合围构成一个腔室，腔室内放置无刷直流电动机组件和霍尔位置调整环组件。
15.进一步地，端盖包括：
16.端盖卡爪和通孔，多个端盖卡爪设置在端盖底部，通孔设置在端盖卡爪底部，端盖通过端盖卡爪上的通孔和底座固定；
17.螺纹通孔，螺纹通孔设置在端盖卡爪上，无刷直流电动机组件通过螺纹通孔固定在端盖卡爪上；
18.第二轴承室，第二轴承室为设置在端盖顶面的镂空结构。
19.进一步地，底座包括：
20.支撑座、第一轴承室、底座卡爪和支撑环，支撑座中心顶部设置有第一轴承室，支撑环通过设置在支撑座外径的多个底座卡爪固定在支撑座顶面。
21.进一步地，无刷直流电动机组件包括：
22.定子组件，定子组件通过螺纹通孔固定于端盖侧壁。
23.进一步地，无刷直流电动机组件还包括：
24.第一轴承，第一轴承通过第二轴承室固定于端盖底面。
25.进一步地，无刷直流电动机组件还包括：
26.第二轴承，第二轴承通过第一轴承室固定于底座顶面；
27.转子组件，转子组件设置在第二轴承上。
28.与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：
29.通过将每个霍尔元件单独固定在一个调整环上，解决了以往将多个霍尔元件焊接在一个印制板上只能整体旋转调整位置，而无法调整多相霍尔相对角度误差的问题。本发明通过霍尔位置调整环组件既能调整霍尔元件组与无刷直流电动机组件的相对角度位置，又能调整多个霍尔元件之间的相对角度位置，解决了多相霍尔元件焊接角度精度无法保证的问题，使得霍尔位置传感器总能布置在最佳位置，保证了无刷直流电动机总是可以在最佳性能下工作，同时也提高了整个系统的控制精度、响应速率和能量转化效率。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
31.图1是本发明第一实施例的霍尔元件位置调整装置的剖视图；
32.图2是本发明第一实施例的霍尔位置调整环组示意图；
33.图3是本发明第一实施例的底座示意图；
34.图4是本发明第一实施例的端盖示意图。
35.附图标记说明：1、底座；101、支撑座；102、第一螺纹孔；103、第一轴承室；104、底座卡爪；105、第二螺纹孔；106、支撑环；2、第一螺钉；3、端盖；301、端盖卡爪；302、第二轴承室；
303、螺纹通孔；304、通孔；4、第一紧定螺钉；5、定子组件；6、转子组件；7、第一轴承；8、第二紧定螺钉；9、第三紧定螺钉；10、第二螺钉；11、第二轴承；12、霍尔位置第一调整环；1201、霍尔元件第一固定座；1202、第一调整环本体；1203、第一安装止口；13、霍尔位置第二调整环；1301、霍尔元件第二固定座；1302、第二调整环本体；1303、第一螺纹通孔；1304、第二安装止口；14、霍尔位置第三调整环；1401、霍尔元件第三固定座；1402、第三调整环本体；1403、腰形孔；1404、第二螺纹通孔；15、霍尔元件。
具体实施方式
36.下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
37.以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
38.要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本技术，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
39.还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本技术的基本构想，图式中仅显示与本技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
40.另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
41.以下结合附图，说明本技术各实施例提供的技术方案。
42.参考图1，霍尔元件位置调整装置的剖视图中，主要包括：固定组件、无刷直流电动机组件和霍尔位置调整环组件。
43.其中，无刷直流电动机组件包括定子组件5、转子组件6、第一轴承7和第二轴承11，其中定子组件5包括定子铁芯和绕组；霍尔位置调整环组件包括：霍尔位置第一调整环12、霍尔位置第二调整环13、霍尔位置第三调整环14以及霍尔元件15；固定组件包括以及将所有组件固定在一起所使用的第一螺钉2、第一紧定螺钉4、第二紧定螺钉8、第三紧定螺钉9和第二螺钉10。
44.端盖3固定在底座1的外壁，底座1和端盖3合围构成一个内部空间，内部空间中放置无刷直流电动机组件和霍尔位置调整环组件，无刷直流电动机组件的定子组件5固定于
端盖3的侧面，第一轴承7固定在端盖3上，第二轴承11固定在底座1上。无刷直流电动机组件穿过霍尔位置调整环组件的中心固定在底座1上。
45.如图2所示，第一实施例的霍尔位置调整环组件包括三个霍尔位置调整环，其中，霍尔位置第一调整环12包含第一调整环本体1202和霍尔元件第一固定座1201两部分，第一调整环本体1202上加工有第一安装止口1203。霍尔位置第二调整环13包含第二调整环本体1302和霍尔元件第二固定座1301两部分，第二调整环本体1302上加工有三个沿圆周均布的第一螺纹通孔1303和第二安装止口1304。霍尔位置第三调整环包含第三调整环本体1402和霍尔元件第三固定座1401两部分，第三调整环本体1402上加工有三个沿圆周均布的第二螺纹通孔1404和三个沿圆周均布的大角度腰形孔1403。
46.霍尔位置第一调整环12通过第一安装止口1203安装在霍尔位置第二调整环13的第二调整环本体1302内，通过第一螺纹通孔1303和第二紧定螺钉8调整并紧固霍尔位置第一调整环12和霍尔位置第二调整环13。霍尔位置第二调整环13通过第二安装止口1304安装在霍尔位置第三调整环14的第三调整环本体1402内，通过第一螺纹通孔1303和第三紧定螺钉9调整并紧固霍尔位置第二调整环13和霍尔位置第三调整环14将三个调整环装配为一个整体。通过第三调整环本体1402上设置的腰形孔1403和第一螺钉2将三个调整环整体固定在底座1上，通过调节第一螺钉2在腰形孔1403的位置，就能够调节三个调整环整体即霍尔位置调整环组件相对于无刷直流电动机组件的角度。
47.霍尔元件第一固定座1201、霍尔元件第二固定座1301和霍尔元件第三固定座1401上均可固定一个霍尔元件15。
48.通过上述设计，三个霍尔元件15组成的霍尔元件组可调整与无刷直流电动机组件的中相对角度，同时，每一个霍尔元件15的相对角度也可调节。
49.如图3所示，底座1主要由支撑座101和支撑环106组成，支撑座101上设置有第一轴承室103和第一螺纹孔102。底座1作为整个霍尔元件位置调整装置的支撑结构置于所有零件的底部。支撑环106用于安装霍尔元件配套电机的定子组件5，支撑座101和支撑环106之间通过三个均布的的底座卡爪104连接固定，并且三个底座卡爪104上分别有第二螺纹孔105，用来将固定端盖3固定在底座1上。
50.如图4所示，端盖3包含端盖卡爪301和第二轴承室302。三个端盖卡爪301沿圆周均布，并且每个端盖卡爪301上分别有一个螺纹通孔303和通孔304。端盖3通过通孔304和螺栓固定于底座1上。定子组件5通过螺纹通孔303和螺栓固定于端盖3上。
51.通过底座1的底座卡爪104和端盖3的端盖卡爪301配合，合围构成一个腔室，腔室内放置无刷直流电动机组件和霍尔位置调整环组件。并通过各种螺钉和螺纹孔的配合将底座1与端盖3，霍尔位置调整环组件与底座1，无刷直流电动机组件与底座1，无刷直流电动机组件与端盖3固定连接。
52.在一些实施方式中，当航空无刷直流电动机为三相时，需要使用三个霍尔元件15，通过下述方式安装：
53.第一步、将第二轴承11安装在底座1的第一轴承室103内，用于后续安装固定霍尔元件所配套电机的转子。
54.第二步、将霍尔位置第一调整环12通过第一安装止口1203安装在霍尔位置第二调整环13的第二调整环本体1302内，并在第一螺纹通孔1303内拧入第二紧定螺钉8紧固霍尔
位置第一调整环12，将霍尔位置第一调整环12和霍尔位置第二调整环13装配为一体。
55.第三步、将与霍尔位置第一调整环12装配到一起的霍尔位置第二调整环13通过其第二安装止口1304安装在霍尔位置第三调整环14的第三调整环本体1402内，并在第二螺纹通孔1404内拧入第三紧定螺钉9紧固，将霍尔位置第一调整环12、霍尔位置第二调整环13和霍尔位置第三调整环14装配为一体。
56.第四步、用第二螺钉10穿过霍尔位置第三调整环14的第三调整环本体1402上的腰形孔1403，将安装为一体的霍尔位置第一调整环12、霍尔位置第二调整环13和霍尔位置第三调整环14安装在底座1上。
57.第五步、将三相霍尔元件15分别固定在霍尔位置第一调整环12、霍尔位置第二调整环13和霍尔位置第三调整环14的霍尔元件第一固定座1201上。固定方式可以是胶粘、线绳绑扎或者是胶泥压粘。
58.第六步、将定子组件5安装在底座1的支撑环106上，转子组件6安装在底座1的第一轴承室103内的第二轴承11上，之后将端盖3安装在底座1上，保证转子组件6的轴安装在第一轴承7内，并使端盖3的三个端盖卡爪301与底座1的三个底座卡爪104对齐，拧入第一螺钉2固定。
59.第七步、将第一紧定螺钉4拧入端盖3的螺纹通孔303内，用于固定定子组件5。
60.第八步、将定子组件5和三相霍尔元件15连接无刷直流电动机驱动器，驱动转子组件6旋转，并用示波器同时观察三相霍尔元件15的输出信号波形。拧松第二紧定螺钉8、第三紧定螺钉9和第二螺钉10，通过相应的转动霍尔位置第一调整环12、霍尔位置第二调整环13和霍尔位置第三调整环14调整霍尔位置角度，使三相霍尔输出信号波形相差60
°
电角度。
61.第九步、将三相霍尔元件15位置调整至最佳位置后(即三相霍尔波形相差60
°
电角度)，拧紧第二紧定螺钉8、第三紧定螺钉9和第二螺钉10，固定三相霍尔元件15至当前位置。
62.第二实施例中，当航空无刷直流电动机为四相时，需要使用四个霍尔元件15。为了固定四个霍尔元件15，需要使用包含四个霍尔位置调整环的霍尔位置调整环组件。四个霍尔位置调整环的外径可相互套接，并可相对转动，调整霍尔位置角度，使四相霍尔输出信号波形相差45
°
电角度。
63.在另一些实施例中，如果航空无刷直流电动机为五相或者更高相时，只需使用对应数量的霍尔元件15和对应数量的霍尔位置调整环即可调整每一个霍尔元件15的位置角度，使霍尔输出信号波形相差所需电角度。
64.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于后面说明的方法实施例而言，由于其与系统是对应的，描述比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。
65.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。