專利名稱：一體化輪轂電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種一體化輪轂電機(jī)，尤其是一種應(yīng)用位置檢測(cè)裝置的永磁同步
輪轂電機(jī)。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高，城市交通中的諸如電動(dòng)助力車、電動(dòng)自行 車、電動(dòng)摩托車、小型電動(dòng)車、電動(dòng)轎車、電動(dòng)大巴等電動(dòng)車輛逐漸興起。作為新一代電動(dòng)汽 車的電動(dòng)輪汽車，需要對(duì)關(guān)鍵部件輪轂電機(jī)加以改進(jìn)，以便改進(jìn)性能并降低成本。 車用驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)是，電機(jī)由蓄電池供電，力求使有限的能量能夠行駛 最長(zhǎng)的里程，這是與驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能緊密相關(guān)的。因此電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、電機(jī)的過(guò)載能力、電 機(jī)的運(yùn)行效率、電機(jī)的重量和體積是對(duì)車用電機(jī)綜合評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)，也將影響到對(duì)電動(dòng) 車的技術(shù)性能及其技術(shù)指標(biāo)。申請(qǐng)?zhí)枮?008100008271. 6的文獻(xiàn)中公開(kāi)了一種輪轂電機(jī)車 輪，省去了中間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而大大提高了電能的利用效率。 現(xiàn)有的輪轂電機(jī)通常為有刷直流電機(jī)和無(wú)刷直流電機(jī)，它們存在同等重量、同等 轉(zhuǎn)速情況下功率小、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小、過(guò)載能力小、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)大、電流大、特性軟及能耗高等缺 點(diǎn)。 永磁電動(dòng)機(jī)，特別是稀土永磁電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠；體積小，質(zhì)量輕； 損耗小，效率高；電機(jī)的形狀和尺寸可以靈活多樣等顯著優(yōu)點(diǎn)。因此永磁電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品，特別 是稀土永磁電機(jī)產(chǎn)品得到不斷的開(kāi)發(fā)和極其廣泛的應(yīng)用。 申請(qǐng)?zhí)枮?3103047. 5的文獻(xiàn)中公開(kāi)了一種永磁同步輪轂電機(jī)，其采用一體化設(shè) 計(jì)，在一定程度上減少了轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，然而其采用無(wú)位置傳感器，且只是采用了分?jǐn)?shù)槽繞組， 而未對(duì)極弧系數(shù)做出要求。無(wú)位置傳感器的一個(gè)缺點(diǎn)就是在低速時(shí)反電勢(shì)的信號(hào)小，通常 不足以達(dá)到控制的要求，因此該方案在低速時(shí)的控制性能不理想，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)比較大，從而造 成電機(jī)發(fā)熱、噪聲及耐用性下降等不良影響。 為了在低速時(shí)也能精確控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，需要在輪轂電機(jī)中使用位置檢測(cè)裝置， 而光電式位置檢測(cè)裝置因?yàn)橐圆Ａ橹饕馁|(zhì)，抗震動(dòng)和沖擊能力不強(qiáng)，故不適用于做輪 轂電機(jī)的位置檢測(cè)裝置。磁電式位置檢測(cè)裝置可以克服光電式位置檢測(cè)裝置的不足，然而 傳統(tǒng)磁電式位置檢測(cè)裝置測(cè)量精度比較低，且只能實(shí)現(xiàn)增量輸出。 申請(qǐng)?zhí)枮?00410024190. 7的文獻(xiàn)中公開(kāi)了一種磁電式位置檢測(cè)裝置，其實(shí)現(xiàn)了 絕對(duì)式位置檢測(cè)。該專利中，磁感應(yīng)傳感器采用表面貼的方式，即在圓環(huán)形定子內(nèi)側(cè)壁布置 磁感應(yīng)傳感器，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的感應(yīng)，然后根據(jù)傳感器電壓值求出旋轉(zhuǎn)角度值。然而所述磁 電式位置檢測(cè)裝置在物理結(jié)構(gòu)上具有以下缺點(diǎn)定子內(nèi)側(cè)一般呈圓弧形且光滑，傳感器不 易安裝固定，容易引起定位誤差，進(jìn)而引起信號(hào)的相位偏差，使得信號(hào)中高次諧波分量大； 加工制造工藝復(fù)雜，不利于產(chǎn)業(yè)化；可靠性低，傳感器均布于內(nèi)側(cè)壁，傳感器的支持基體必 須為柔性體如FPC等，其與處理本體接觸處其抗拉強(qiáng)度不高，容易破裂，增加了加工難度， 影響產(chǎn)品的壽命；傳感器感應(yīng)的磁場(chǎng)泄露大，磁場(chǎng)不能得到充分應(yīng)用，使得信號(hào)中噪聲大，影響測(cè)量精度；要求傳感器體積小，使得產(chǎn)品成本比較高。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提出一種一體化輪轂電機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)能、啟動(dòng)特性好、體積小、效率高。 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 —種一體化輪轂電機(jī)，包括電機(jī)軸和固定在其上的定子，定子外套設(shè)有轉(zhuǎn)子外殼，
轉(zhuǎn)子外殼的前后兩端通過(guò)轉(zhuǎn)子端蓋和軸承可旋轉(zhuǎn)固定在電機(jī)軸上，電機(jī)軸的兩端凸伸于轉(zhuǎn)
子端蓋之外形成長(zhǎng)端和短端，轉(zhuǎn)子端蓋的外側(cè)固定有軸承端蓋，將電機(jī)軸的短端罩在其中，
其特征在于，所述的軸承端蓋中部凸設(shè)有軸承端蓋軸，朝電機(jī)軸方向凸設(shè)，所述的電機(jī)軸端
部和軸承端蓋軸的對(duì)應(yīng)位置設(shè)有位置檢測(cè)裝置；所述的電機(jī)軸上還套設(shè)有伺服控制器；所
述位置檢測(cè)裝置感測(cè)到軸承端蓋軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，并將感測(cè)到的信號(hào)傳輸給伺服控制器，通過(guò)伺
服控制器的處理，獲得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度或位置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的精確控制。 可選地，位置檢測(cè)裝置包括磁鋼環(huán)、導(dǎo)磁環(huán)和磁感應(yīng)元件，所述導(dǎo)磁環(huán)固定在電機(jī)
軸上，由兩段或多段同半徑、同圓心的弧段構(gòu)成，相鄰兩弧段留有縫隙，所述磁感應(yīng)元件置
于該縫隙內(nèi)，所述的磁鋼環(huán)對(duì)應(yīng)設(shè)置在軸承端蓋軸上，當(dāng)磁鋼環(huán)與導(dǎo)磁環(huán)發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)
動(dòng)時(shí)，所述磁感應(yīng)元件將感測(cè)到的磁信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并將該電壓信號(hào)傳輸給相應(yīng)的
信號(hào)處理裝置。 優(yōu)選地，導(dǎo)磁環(huán)由兩段同半徑、同圓心的弧段構(gòu)成，分別為1/4弧段和3/4弧段，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)元件為2個(gè)；或者，所述的導(dǎo)磁環(huán)由三段同半徑的弧段構(gòu)成，分別為1/3弧段，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)元件為3個(gè)；或者，所述的導(dǎo)磁環(huán)由四段同半徑的弧段構(gòu)成，分別為1/4弧段，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)元件為4個(gè)；或者，所述的導(dǎo)磁環(huán)由六段同半徑的弧段構(gòu)成，分別為1/6弧段，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)元件為6個(gè)。 優(yōu)選地，導(dǎo)磁環(huán)的弧段端部設(shè)有倒角，為沿軸向或徑向或同時(shí)沿軸向、徑向切削而形成的倒角。 優(yōu)選地，位置檢測(cè)裝置還包括骨架，用于固定所述導(dǎo)磁環(huán)；所述導(dǎo)磁環(huán)設(shè)置在骨架成型模具上，在所述骨架一體成型時(shí)與骨架固定在一起；所述的骨架固定在電機(jī)軸上。[0016] 優(yōu)選地，位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理裝置包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、合成模塊、角度獲取模塊、存儲(chǔ)模塊；A/D轉(zhuǎn)換模塊對(duì)位置檢測(cè)裝置中磁感應(yīng)元件發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；合成模塊對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的多個(gè)電壓信號(hào)進(jìn)行處理得到基準(zhǔn)信號(hào)D ;角度獲取模塊根據(jù)該基準(zhǔn)信號(hào)D，在標(biāo)準(zhǔn)角度表中選擇與其相對(duì)的角度作為偏移角度e ;存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)角度表。 優(yōu)選地，位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理裝置在A/D轉(zhuǎn)換模塊和合成模塊之間還包括溫
度補(bǔ)償模塊，用于消除溫度對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)的影響。 優(yōu)選地，位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理裝置的所述合成模塊的輸出信號(hào)還包括信號(hào)R。 優(yōu)選地，位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理裝置中所述溫度補(bǔ)償模塊包括系數(shù)矯正模塊和
乘法器，所述系數(shù)矯正模塊對(duì)所述合成模塊的輸出的信號(hào)R和對(duì)應(yīng)該信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的
信號(hào)R。進(jìn)行比較得到輸出信號(hào)K ;所述乘法器為多個(gè)，每一所述乘法器將從位置檢測(cè)裝置
發(fā)送來(lái)的、經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的一個(gè)電壓信號(hào)與所述系數(shù)矯正模塊的輸出信號(hào)K相乘，將相乘后的結(jié)果輸出給合成模塊。 優(yōu)選地，位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理裝置中，如果位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的一個(gè)電壓信號(hào)為2或3的倍數(shù)，則在所述溫度補(bǔ)償模塊之前還包括差分模塊，對(duì)用于抑制溫度和零點(diǎn)漂移，并提高數(shù)據(jù)精度。 可選地，位置檢測(cè)裝置包括分別固定在軸承端蓋軸上的第一磁鋼環(huán)和第二磁鋼環(huán)；設(shè)置在電機(jī)軸上的對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)，以第二磁鋼環(huán)的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有n(n = 1，2…n)個(gè)均勻分布的磁感應(yīng)元件，所述第二磁鋼環(huán)的磁極磁化順序使得n個(gè)磁感
應(yīng)元件輸出呈格雷碼格式，相鄰兩個(gè)輸出只有一位變化；在定子上，對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)，以第一磁鋼環(huán)的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有有m(m為2或3的整數(shù)倍)個(gè)呈一定角度分布的磁感應(yīng)元件，所述第一磁鋼環(huán)的磁極總對(duì)數(shù)與第二磁鋼環(huán)的磁極總數(shù)相等，并且相鄰兩極的極性相反；當(dāng)軸承端蓋軸相對(duì)于電機(jī)軸發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述磁感應(yīng)元件將感測(cè)到的磁信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，并將該電壓信號(hào)輸出給一信號(hào)處理裝置。[0022] 優(yōu)選地，在定子上對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)的相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角，當(dāng)m為2或4時(shí)，該夾角為90。 /g;當(dāng)m為3時(shí)，該夾角為120° /g ;當(dāng)m為6時(shí)，該夾角為60° /g，其中，g為第二磁鋼環(huán)的磁極總數(shù)。 可優(yōu)選地，位置檢測(cè)裝置包括分別固定在軸承端蓋軸上的第一磁鋼環(huán)和第二磁鋼環(huán)，所述第一磁鋼環(huán)被均勻地磁化為N[N <= 2n(n = 0， 1，2…n)]對(duì)磁極，并且相鄰兩極的極性相反；所述第二磁鋼環(huán)的磁極總數(shù)為N，其磁序按照特定磁序算法確定；在電機(jī)軸上，對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)，以第一磁鋼環(huán)的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有m(m為2或3的整數(shù)倍)個(gè)呈一定角度分布的磁感應(yīng)元件；對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)，以第二磁鋼環(huán)的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有n(n = 0，1，2…n)個(gè)呈一定角度分布的磁感應(yīng)元件；當(dāng)軸承端蓋軸相對(duì)于電機(jī)軸發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述磁感應(yīng)元件將感測(cè)到的磁信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，并將該電壓信號(hào)輸出給一信號(hào)處理裝置。 優(yōu)選地，在定子上對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)的相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為360° /N。 優(yōu)選地，在定子上對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角，當(dāng)m為2或4時(shí)，每相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為90° /N，當(dāng)m為3時(shí)，每相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為120° /N ;當(dāng)m為6時(shí)，每相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為60° /N。[0026] 優(yōu)選地，所述磁感應(yīng)元件直接表貼在電機(jī)軸的表面。 優(yōu)選地，位置檢測(cè)裝置還包括兩個(gè)導(dǎo)磁環(huán)，每一所述導(dǎo)磁環(huán)是由多個(gè)同圓心、同半徑的弧段構(gòu)成，相鄰兩弧段留有空隙，對(duì)應(yīng)于兩個(gè)磁鋼環(huán)的磁感應(yīng)元件分別設(shè)在該空隙內(nèi)。[0028] 優(yōu)選地，導(dǎo)磁環(huán)的弧段端部設(shè)有倒角，為沿軸向或徑向或同時(shí)沿軸向、徑向切削而形成的倒角。 本實(shí)用新型還提供了 一體化輪轂電機(jī)用的位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理裝置，包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、相對(duì)偏移角度ej十算模塊、絕對(duì)偏移量92計(jì)算模塊、角度合成及輸出模塊、存儲(chǔ)模塊；A/D轉(zhuǎn)換模塊，對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換
為數(shù)字信號(hào)；相對(duì)偏移角度ej十算模塊，用于計(jì)算位置檢測(cè)裝置中對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)的磁
感應(yīng)元件發(fā)送來(lái)的第一電壓信號(hào)在所處信號(hào)周期內(nèi)的相對(duì)偏移量91;絕對(duì)偏移量92計(jì)算模塊，根據(jù)位置檢測(cè)裝置中對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)的磁感應(yīng)元件發(fā)送來(lái)的第二電壓信號(hào)，通過(guò)計(jì)算來(lái)確定第一電壓信號(hào)所處的信號(hào)周期首位置的絕對(duì)偏移量e2 ;角度合成及輸出模塊，
用于將上述相對(duì)偏移量ejp絕對(duì)偏移量92相加，合成所述第一電壓信號(hào)所代表的在該時(shí)刻的旋轉(zhuǎn)角度e ;存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。 優(yōu)選地，位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理裝置還包括信號(hào)放大模塊，用于在A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換之前，對(duì)來(lái)自于位置檢測(cè)裝置的電壓信號(hào)進(jìn)行放大。優(yōu)選地，位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理裝置中，所述相對(duì)偏移角度e工計(jì)算模塊包括第
一合成單元和第一角度獲取單元，所述第一合成單元對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的多個(gè)電壓信號(hào)進(jìn)行處理，得到一基準(zhǔn)信號(hào)D;所述第一角度獲取單元根據(jù)該基準(zhǔn)信號(hào)D，在第一標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)角度表中選擇一與其相對(duì)的角度作為偏移角度9 lt) 優(yōu)選地，位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理裝置中所述相對(duì)偏移角度e工計(jì)算模塊還包括
溫度補(bǔ)償單元，用于消除溫度對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)的影響。 優(yōu)選地，位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理裝置中所述第一合成單元的輸出還包括信號(hào)R。[0034] 優(yōu)選地，位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理裝置中，所述溫度補(bǔ)償單元包括系數(shù)矯正器和乘法器，所述系數(shù)矯正器對(duì)所述合成模塊的輸出的信號(hào)R和對(duì)應(yīng)該信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的信號(hào)Ro進(jìn)行比較得到輸出信號(hào)K ;所述乘法器為多個(gè)，每一所述乘法器將從位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的、經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的一個(gè)電壓信號(hào)與所述系數(shù)矯正模塊的輸出信號(hào)K相乘，將相乘后的結(jié)果輸出給第一合成單元。 優(yōu)選地，位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理裝置中，所述絕對(duì)偏移量9 2計(jì)算模塊包括第二合成單元和第二角度獲取單元，所述第二合成單元用于對(duì)對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)的位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的第二電壓信號(hào)進(jìn)行合成，得到一信號(hào)E ;所述第二角度獲取單元根據(jù)該信號(hào)E在第二標(biāo)準(zhǔn)角度表中選擇一與其相對(duì)的角度作為第一電壓信號(hào)所處的信號(hào)周期首位置的絕
對(duì)偏移量e2。 優(yōu)選地，磁感應(yīng)元件為霍爾感應(yīng)元件。 根據(jù)本實(shí)用新型的一體化輪轂電機(jī)的控制模塊包括數(shù)據(jù)處理單元MCU、電機(jī)電源控制單元IPM功率模塊和電流傳感器，所述數(shù)據(jù)處理單元接收輸入的指令信號(hào)、電流傳感器采集的電機(jī)輸入電流信號(hào)和位置檢測(cè)裝置輸出的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，輸出控制信號(hào)給所述的電機(jī)電源控制單元，所述電機(jī)電源控制單元根據(jù)所述的控制信號(hào)輸出合適的電壓給電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的精確控制。 優(yōu)選地，數(shù)據(jù)處理單元包括機(jī)械環(huán)控制子單元、電流環(huán)控制子單元、P麗控制信號(hào)產(chǎn)生子單元和傳感器信號(hào)處理子單元；傳感器信號(hào)處理子單元接收所述位置檢測(cè)裝置的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)A/D采樣、角度求解，得到電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，并將該角度傳輸給所述的機(jī)械環(huán)控制子單元；所述傳感器信號(hào)處理子單元還接收所述電流傳感器的檢測(cè)到的電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)A/D采樣后輸出給所述的電流環(huán)控制子單元；機(jī)械環(huán)控制子單元根據(jù)接收到的指令信號(hào)和電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，經(jīng)過(guò)運(yùn)算得到電流指令，并輸出給所述的電流環(huán)控制子單元；電流環(huán)控制子單元根據(jù)接收到的電流指令的電流傳感器輸出的電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)運(yùn)算得到三相電壓的占空比控制信號(hào)，并輸出給所述的P麗控制信號(hào)產(chǎn)生子單元；P麗控制信號(hào)產(chǎn)生子單元根據(jù)接收到的三相電壓的占空比控制信號(hào)，生成具有一定順序的六路P麗信號(hào)，分別作用于電機(jī)電源控制單元。 優(yōu)選地，電機(jī)電源控制單元包括六個(gè)功率開(kāi)關(guān)管，所述開(kāi)關(guān)管每?jī)蓚€(gè)串聯(lián)成一組，三組并聯(lián)連接在直流供電線路之間，每一開(kāi)關(guān)管的控制端受P麗控制信號(hào)產(chǎn)生子單元輸出的P麗信號(hào)的控制，每一組中的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管分時(shí)導(dǎo)通。 優(yōu)選地，數(shù)據(jù)處理單元為MCU，所述電機(jī)電源控制單元為IPM模塊。[0041] 綜上所述，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn) 本實(shí)用新型采用廉價(jià)的磁感應(yīng)元件傳感器進(jìn)行位置檢測(cè)，安裝加工極為方便。可靠性極高。采用所述磁感應(yīng)元件，產(chǎn)品抗沖擊和油污能力非常強(qiáng)，適用于惡劣工作環(huán)境下高精度的控制。系統(tǒng)響應(yīng)速度快。采用內(nèi)置角度檢測(cè)方式，不存在角度信息的延時(shí)和通信引起的錯(cuò)誤，極大縮短了控制周期，提高了系統(tǒng)對(duì)負(fù)載擾動(dòng)的快速響應(yīng)性。 本實(shí)用新型中的永磁同步電機(jī)采用永磁體代替電勵(lì)磁，沒(méi)有了勵(lì)磁損耗，節(jié)約了能量，提高了效率?？刂葡涞目刂破髂芨鶕?jù)電機(jī)負(fù)載扭矩的變化而變化，當(dāng)負(fù)載扭矩大時(shí)，電機(jī)輸出大扭矩，當(dāng)負(fù)載扭矩小時(shí)，電機(jī)輸出小扭矩；這樣大大節(jié)約了用電量，同時(shí)，在剎車制動(dòng)時(shí)，關(guān)斷電機(jī)，電機(jī)作為發(fā)電機(jī)，產(chǎn)生電能，節(jié)約能量。 本設(shè)計(jì)將電機(jī)的控制器和電機(jī)連接在一起，做成一體化，節(jié)約了空間?？刂葡洳捎弥绷麟娫垂╇?，可以使用蓄電池供電或者燃料電池供電。而且控制箱在結(jié)構(gòu)上進(jìn)一步簡(jiǎn)化，節(jié)約了成本和安裝空間。 本實(shí)用新型的電機(jī)轉(zhuǎn)速可以在零至最高速之間任意調(diào)節(jié)，調(diào)速范圍十分寬泛。[0046] 本實(shí)用新型中可任意設(shè)定啟動(dòng)過(guò)程中的加速度，實(shí)現(xiàn)輪轂電機(jī)的軟啟動(dòng)，可以有效降低啟動(dòng)過(guò)程中的電機(jī)電流(即轉(zhuǎn)矩)，使啟動(dòng)過(guò)程中電氣和機(jī)械系統(tǒng)不受任何沖擊，實(shí)現(xiàn)了大慣量機(jī)械負(fù)載真正意義上的柔性、平滑啟動(dòng)。 本實(shí)用新型采用新型的電磁結(jié)構(gòu)的永磁同步輪轂電機(jī)，用于車輪0-500轉(zhuǎn)/分范圍內(nèi)的低速直接驅(qū)動(dòng)，效率達(dá)到86%以上；較傳統(tǒng)電機(jī)具有體積小、效率高、過(guò)載能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

圖1是表示本實(shí)用新型的一體化輪轂電機(jī)的結(jié)構(gòu)的局部剖面圖； 圖2是表示本實(shí)用新型的一體化輪轂電機(jī)的結(jié)構(gòu)的立體剖面圖； 圖3是本實(shí)用新型軸承端蓋的局部放大圖； 圖4是本實(shí)用新型的一體化輪轂電機(jī)的外形圖； 圖5是本實(shí)用新型的一體化輪轂電機(jī)的另一側(cè)的外形圖； 圖6是表示本實(shí)用新型的一體化輪轂電機(jī)的磁瓦排列分布示意圖； 圖7和圖8是位置檢測(cè)裝置在本實(shí)用新型的輪轂電機(jī)中的安裝示意圖； 圖9是本實(shí)用新型的一體化輪轂電機(jī)的一種沖片的示意圖； 圖10是本實(shí)用新型的一體化輪轂電機(jī)的另一種沖片的示意圖； 圖11是兩種沖片疊加后的示意圖； 圖12是本實(shí)用新型的一體化輪轂電機(jī)的位置檢測(cè)裝置的立體分解圖； 圖13A-圖13D是導(dǎo)磁環(huán)分段布置的示意圖； 圖14A-圖14D是導(dǎo)磁環(huán)的倒角設(shè)計(jì)的示意圖； 圖15是安裝有兩個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置方案的信號(hào)處理裝置的框圖； 圖16是安裝有三個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置方案的信號(hào)處理裝置的框圖；[0063][0064][0065]
體圖；[0066][0067]
圖17是安裝有四個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置方案的信號(hào)處理裝置的框圖；圖18是安裝有六個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置方案的信號(hào)處理裝置的框圖；圖19是本實(shí)用新型的輪轂電機(jī)用的位置檢測(cè)裝置第二方案的關(guān)鍵部件的分解立
圖20是本實(shí)用新型的輪轂電機(jī)用的位置檢測(cè)裝置第二方案的安裝示意圖；圖21是位置檢測(cè)裝置第二實(shí)施例中的與第一磁鋼環(huán)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)磁感應(yīng)元件的布置示意圖； 圖22是位置檢測(cè)裝置第二實(shí)施例中的第一磁鋼環(huán)均勻磁化為六對(duì)極時(shí)磁感應(yīng)元件的布置示意圖； 圖23是位置檢測(cè)裝置第二實(shí)施例中的第二磁鋼環(huán)所對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)元件個(gè)數(shù)為三個(gè)時(shí)所得到的編碼； 圖24是位置檢測(cè)裝置第二實(shí)施例中的第二磁鋼環(huán)的充磁順序；圖
圖；圖
裝置的框圖[0073]圖圖圖圖
例；圖圖圖圖圖圖圖
圖30是由圖29得到的磁鋼環(huán)的充磁結(jié)構(gòu)圖以及磁感應(yīng)元件的排布順序的-
-水
不
具體實(shí)施方式以下參照附圖，結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行描述。然而本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，本實(shí)用新型不限于所述實(shí)施例，而是可以根據(jù)具體的應(yīng)用要求進(jìn)行相應(yīng)的變化。 如圖1、圖2并結(jié)合圖3所示，本實(shí)用新型提供一種一體化輪轂電機(jī)，包括電機(jī)軸4和固定在其上的定子12，定子12外套設(shè)有轉(zhuǎn)子外殼IO，轉(zhuǎn)子外殼10的前后兩端通過(guò)轉(zhuǎn)子端蓋8、14和軸承6、軸承19可旋轉(zhuǎn)固定在電機(jī)軸4上，電機(jī)軸4的兩端凸伸于轉(zhuǎn)子端蓋8、14之外形成短端和長(zhǎng)端，轉(zhuǎn)子端蓋8的外側(cè)固定有軸承端蓋l，將電機(jī)軸4的短端罩在其中，軸承端蓋1中部凸設(shè)有軸承端蓋軸26，朝電機(jī)軸4方向凸設(shè)，電機(jī)軸4端部和軸承端蓋軸26的對(duì)應(yīng)位置設(shè)有位置檢測(cè)裝置3 ;電機(jī)軸4上還套設(shè)有伺服控制器11 ;上述的位置檢測(cè)裝置3可以采用多種結(jié)構(gòu)形式，包括單級(jí)和多級(jí)，其結(jié)構(gòu)、信號(hào)處理裝置和信號(hào)處理方法，會(huì)在如下的內(nèi)容中詳細(xì)說(shuō)明。位置檢測(cè)裝置3無(wú)論采用單級(jí)或多級(jí)的哪種具體結(jié)構(gòu)，都是將其中的磁鋼環(huán)2固定在軸承端蓋軸26上，在電機(jī)軸4的端部可以設(shè)置導(dǎo)磁環(huán)，并在導(dǎo)磁環(huán)的間隙中設(shè)置磁感應(yīng)元件，該磁感應(yīng)元件通常采用霍爾感應(yīng)元件。輪轂電機(jī)的轉(zhuǎn)子外殼10以電機(jī)軸4的軸線為中心旋轉(zhuǎn)，固定在轉(zhuǎn)子端蓋8上的軸承端蓋1也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，軸承端蓋軸26與電機(jī)軸4發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)置在電機(jī)軸4上的磁感應(yīng)元件感應(yīng)到軸承端蓋軸26的轉(zhuǎn)動(dòng)，并將感測(cè)到的位置信號(hào)傳輸給伺服控制器ll，通過(guò)伺服控制器11的處理，獲得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度或位置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的精確控制。 本實(shí)用新型所提供的電機(jī)為輪轂型外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和普通的輪轂電機(jī)基本相同。具體來(lái)說(shuō)，輪轂電機(jī)的中間依次安裝軸承6、伺服控制器11、定子12、繞組、軸承19、花鍵套磁瓦20和輪轂等部件；外部安裝由轉(zhuǎn)子端蓋8、轉(zhuǎn)子端蓋14、磁瓦13、轉(zhuǎn)子外殼10、剎車片17、軸承端蓋1組成；軸承端蓋1和轉(zhuǎn)子端蓋8通過(guò)內(nèi)六角螺釘7連接；轉(zhuǎn)子端蓋8、轉(zhuǎn)子端蓋14和轉(zhuǎn)子外殼10通過(guò)內(nèi)六角螺栓9、15連接。剎車片17通過(guò)內(nèi)六角螺釘18固定在轉(zhuǎn)子端蓋14上；電機(jī)軸4上較長(zhǎng)的一端有花鍵套20，花鍵套20頂在軸承19的一端，花鍵套的另一端用兩個(gè)圓螺母21、22緊固，電機(jī)軸4上較短的一端有軸承6，軸承6外是固定用的螺釘5，再外面固定有位置檢測(cè)裝置，即圖中的位置檢測(cè)裝置3，位置檢測(cè)裝置3的磁鋼環(huán)2固定在軸承端蓋軸26上?；ㄦI套20上有螺栓孔，可以連接汽車的底盤；控制器11通過(guò)螺釘23固定在定子上；定子12疊加在一起，通過(guò)圓螺母22和鍵固定于電機(jī)軸4上。穿線孔24、25用于布置位置檢測(cè)裝置的走線。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的與輪轂、轉(zhuǎn)向節(jié)和剎車片連接的螺栓孔便于與車輪轉(zhuǎn)配成一體，由于一體化結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)省去了減速機(jī)構(gòu)，減少了機(jī)械損耗，提高了整體效率。所述的電機(jī)轉(zhuǎn)軸上設(shè)有位置檢測(cè)裝置3以及伺服控制器ll，位置檢測(cè)裝置3將檢測(cè)到的位置信號(hào)輸出給伺服控制器ll，通過(guò)伺服控制器11的處理，獲得電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度或位置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的精確控制。 圖4和圖5是本實(shí)用新型的輪轂電機(jī)的外形圖。如圖4和圖5所示，由轉(zhuǎn)子端蓋14、8、轉(zhuǎn)子外殼10和軸承端蓋1所圍成的轉(zhuǎn)子通過(guò)軸承6固定于電機(jī)軸4上，電機(jī)軸4上留有穿線孔24。 如圖6所示，所述的永磁同步輪轂電機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)子磁路由磁瓦34和磁軛35組成，外轉(zhuǎn)子上均勻布置16塊磁瓦，形成16個(gè)N、 S交替排列的磁極，其布置為面向氣隙的結(jié)構(gòu)。永磁體是表面式，而不是內(nèi)置式，這樣工藝簡(jiǎn)單，能夠充分利用永磁體的磁能。這種槽極配合與普通永磁同步電機(jī)不同。普通永磁同步電機(jī)都是8/9槽極配合，采用這種配合的永磁同步電機(jī)內(nèi)部有很大的磁拉力，使產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩不平穩(wěn)，同時(shí)產(chǎn)生很大的諧波，造成電機(jī)損耗和噪音，而采用16/18槽極配合的永磁同步電機(jī)可以避免這些問(wèn)題。 磁瓦的極弧系數(shù)約為0. 88，徑向厚度為6mm，材料為釹鐵硼磁極，其通過(guò)膠均勻地粘貼在轉(zhuǎn)子磁軛圓筒內(nèi)表面。極弧系數(shù)小于1的磁瓦的充磁方式為平行充磁。采用這種磁瓦極弧系數(shù)，可以提升氣隙磁密的正弦性，以便于控制和減少力矩的波動(dòng)。為了提高氣隙磁密的正弦性，可以采用正弦充磁的磁瓦，也可用Helbach排列磁瓦，或者使用不等厚的磁瓦，還可以用極弧系數(shù)小于1的磁瓦；相比于永磁同步電機(jī)其它提高氣隙正弦性的方法，采用極弧系數(shù)小于1的磁瓦方法工藝簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。 圖7和圖8是表示位置檢測(cè)裝置在本實(shí)用新型的輪轂電機(jī)中的安裝示意圖。如圖7和圖8所示，磁感應(yīng)元件106安裝在電機(jī)軸4上，磁鋼環(huán)2安裝在軸承端蓋軸26上，隨著軸承端蓋l的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。 所述的永磁同步輪轂電機(jī)的電機(jī)定子磁路由圖9和圖10所示的兩種不同形狀的沖片疊壓而成，中間用螺桿壓緊；內(nèi)徑小的定子沖片40夾在內(nèi)徑大的定子沖片41之間，疊加后的形狀如附圖11所示；兩端用定子擋板、鍵螺栓42和螺母43固定在軸上。[0092] 繞組采用集中繞組，總共是18槽，三相繞組，每一相繞6個(gè)線包，其中3個(gè)線包排在一起，其余三個(gè)在180對(duì)面排列在一起；三個(gè)槽為一組，分為6組，輸入的電壓為3相，分別為A相、B相、C相，6組的排列順序?yàn)锳相、B相、C相、A相、B相、C相。采用集中繞組更好地利用了空間，且改善了散熱條件。 根據(jù)本實(shí)用新型的輪轂電機(jī)用的位置檢測(cè)裝置3的第一實(shí)施例，提供了一種單極位置檢測(cè)裝置。如圖12所示，對(duì)應(yīng)安裝在電機(jī)軸4和軸承端蓋軸26上的位置檢測(cè)裝置由磁感應(yīng)元件板102、磁鋼環(huán)2、導(dǎo)磁環(huán)104、骨架105組成；磁感應(yīng)元件板102由PCB板和磁感應(yīng)元件106組成，骨架105固定在電機(jī)軸4上，用于固定導(dǎo)磁環(huán)104并且把整個(gè)位置檢測(cè)裝置3連接到輪轂電機(jī)上。磁鋼環(huán)2主要是產(chǎn)生正弦磁場(chǎng)；導(dǎo)磁環(huán)104設(shè)置在骨架成型模具上，在骨架105 —體成型時(shí)與骨架105固定在一起。導(dǎo)磁環(huán)104起聚磁作用，由兩段或多段同半徑、同圓心的弧段構(gòu)成，相鄰兩弧段留有縫隙，所述磁感應(yīng)元件置于該縫隙內(nèi)，磁鋼環(huán)所產(chǎn)生的磁通通過(guò)導(dǎo)磁環(huán)。PCB板是固定磁感應(yīng)元件并且輸出六路信號(hào)線。當(dāng)磁鋼環(huán)與導(dǎo)磁環(huán)發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁感應(yīng)元件把通過(guò)導(dǎo)磁環(huán)的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，電壓信號(hào)直接進(jìn)入主控板芯片，由主控板上芯片對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行處理，最后得到角位移。[0094] 圖13A-圖13D是導(dǎo)磁環(huán)分段布置的示意圖，如圖所示導(dǎo)磁環(huán)104可以由兩段同半徑、同圓心的弧段構(gòu)成，分別為1/4弧段和3/4弧段，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)元件102為2個(gè)；或者，導(dǎo)磁環(huán)104由三段同半徑的弧段構(gòu)成，分別為1/3弧段，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)元件102為3個(gè)；或者，導(dǎo)磁環(huán)104由四段同半徑的弧段構(gòu)成，分別為1/4弧段，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)元件102為4個(gè)；或者，導(dǎo)磁環(huán)104由六段同半徑的弧段構(gòu)成，分別為1/6弧段，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)元件為6個(gè)。其中的磁感應(yīng)元件102通常采用導(dǎo)磁環(huán)104將磁鋼環(huán)2圍設(shè)在其中部。 圖14A到圖14D以由1/4弧段和3/4弧段構(gòu)成的導(dǎo)磁環(huán)為例，圖示了本實(shí)用新型的導(dǎo)磁環(huán)的倒角設(shè)計(jì)。如圖14A到圖14D所示，導(dǎo)磁環(huán)由兩段或多段同半徑、同圓心的弧段構(gòu)成，圖14A所示的導(dǎo)磁環(huán)沒(méi)有設(shè)計(jì)倒角，圖14B到圖14D所示的弧段端部設(shè)有倒角，所述倒角為沿軸向(圖14B)或徑向(圖14C)或同時(shí)沿軸向、徑向(圖14D)切削而形成的倒角，
151、153表示軸向切面，152、154表示徑向切面。根據(jù)磁密公式^ = ^可以知道，當(dāng)小 一定
時(shí)候，可以通過(guò)減少S，增加B。因?yàn)橛来朋w產(chǎn)生的磁通是一定的，在導(dǎo)磁環(huán)中S較大，所以B比較小，因此可以減少因?yàn)榇艌?chǎng)交變而導(dǎo)致的發(fā)熱。而通過(guò)減少導(dǎo)磁環(huán)端部面積能夠增大端部的磁場(chǎng)強(qiáng)度，使得磁感應(yīng)元件的輸出信號(hào)增強(qiáng)。這樣的信號(hào)拾取結(jié)構(gòu)制造工藝簡(jiǎn)單，拾取的信號(hào)噪聲小，生產(chǎn)成本低，可靠性高，而且尺寸小。 本實(shí)用新型還提供了一種基于上述結(jié)構(gòu)的位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理裝置，包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、合成模塊、角度獲取模塊和存儲(chǔ)模塊，其中，A/D轉(zhuǎn)換模塊對(duì)位置檢測(cè)裝置中磁感應(yīng)元件發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，對(duì)應(yīng)于磁感應(yīng)元件的個(gè)數(shù)，該模塊中具有多個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器，分別用于對(duì)每個(gè)磁感應(yīng)元件發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；所述合成模塊對(duì)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的多個(gè)電壓信號(hào)進(jìn)行處理，得到基準(zhǔn)信號(hào) D;所述角度獲取模塊，根據(jù)該基準(zhǔn)信號(hào)D，在角度存儲(chǔ)表中選擇與其相對(duì)的角度作為偏移 角度9 ;所述存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。上述各個(gè)模塊可以構(gòu)成一MCU。以下通過(guò)實(shí)施例詳 細(xì)描述本實(shí)用新型的位置檢測(cè)裝置及其信號(hào)處理裝置與方法。 圖15是安裝有兩個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置方案的信號(hào)處理裝置的框圖。磁 感應(yīng)元件Hla和H2a的輸出信號(hào)接MCU的內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器模擬輸入口 ，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到輸 出信號(hào)接乘法器20a、21a，系數(shù)矯正器5a的輸出信號(hào)K接乘法器20a、21a的輸入端，乘法器 20a、21a的輸出信號(hào)接合成器3a的輸入端，合成器3a輸出信號(hào)D和R，系數(shù)矯正器5a接收 合成器3a輸出的信號(hào)D和R，通過(guò)運(yùn)算得到信號(hào)K，通過(guò)使磁感應(yīng)元件Hla和H2a的信號(hào)與該 信號(hào)K進(jìn)行相乘，以此來(lái)進(jìn)行溫度補(bǔ)償，消除溫度對(duì)信號(hào)的影響。存儲(chǔ)器40a中存儲(chǔ)有一角 度存儲(chǔ)表，MCU根據(jù)信號(hào)D在角度存儲(chǔ)表中選擇與其相對(duì)的角度作為偏移角度e 。 其中對(duì)信號(hào)的處理，即合成器3a對(duì)信號(hào)的處理原則是比較兩個(gè)信號(hào)的數(shù)值的大 小，數(shù)值小的用于輸出的信號(hào)D，信號(hào)D的結(jié)構(gòu)為{第一個(gè)信號(hào)的符合位，第二個(gè)信號(hào)的符合
位，較小數(shù)值的信號(hào)的數(shù)值位}。以本實(shí)施例為例，說(shuō)明如下 約定 當(dāng)數(shù)據(jù)X為有符號(hào)數(shù)時(shí)，數(shù)據(jù)X的第0位(二進(jìn)制左起第1位)為符號(hào)位，XJ)= 1表示數(shù)據(jù)X為負(fù)，X_0 = 0表示數(shù)據(jù)X為正。 X_D表示數(shù)據(jù)X的數(shù)值位(數(shù)據(jù)的絕對(duì)值)，即去除符號(hào)位剩下數(shù)據(jù)位。 如果A—D〉二B—D D = {A_0 ;B_0 ;B_D} R=^2+52 ; 否則 D = {A_0 ;B_0 ;A_D} 在存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)有一標(biāo)準(zhǔn)角度表，其中存儲(chǔ)了對(duì)應(yīng)于一系列的碼，每一個(gè)碼對(duì) 應(yīng)于一個(gè)角度。該表是通過(guò)標(biāo)定得到的，標(biāo)定方法是，利用本施例的檢測(cè)裝置和一高精度 位置傳感器，將本施例中的磁感應(yīng)元件輸出的信號(hào)和該高精度位置傳感器輸出的角度進(jìn)行 一一對(duì)應(yīng)，以此建立出一磁感應(yīng)元件輸出的信號(hào)與角度之間的關(guān)系表。 另外，在存儲(chǔ)模塊中還存儲(chǔ)了一些數(shù)據(jù)修正表，這些表中包括一個(gè)信號(hào)D與信號(hào)R。 的對(duì)應(yīng)表，其中信號(hào)R。為信號(hào)R在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的信號(hào)，通過(guò)合成模塊，即合成器3a得到的 信號(hào)D，通過(guò)查表可以得到一信號(hào)Ro，通過(guò)將信號(hào)R。和信號(hào)R進(jìn)行比較，如除法運(yùn)算，得到信 號(hào)K。 圖16是安裝有三個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置方案的信號(hào)處理裝置的框圖。本 方案的信號(hào)處理裝置與兩個(gè)磁感應(yīng)元件的方案中的相似，不同之處在于，磁感應(yīng)元件有三 個(gè)，輸出給合成器的信號(hào)為三個(gè)，合成器在取舍信號(hào)時(shí)與上述方案中的有所不同。在這里， 僅說(shuō)明合成器如何取舍信號(hào)。 在本實(shí)施例中，對(duì)信號(hào)的處理，即合成器4對(duì)信號(hào)的處理原則是先判斷三個(gè)信號(hào) 的符合位，并比較符合位相同的信號(hào)的數(shù)值的大小，數(shù)值小的用于輸出的信號(hào)D，信號(hào)D的結(jié)構(gòu)為{第一個(gè)信號(hào)的符合位，第二個(gè)信號(hào)的符合位，第三個(gè)信號(hào)的符合位，較小數(shù)值的信 號(hào)的數(shù)值位K以本實(shí)施例為例 約定 當(dāng)數(shù)據(jù)X為有符號(hào)數(shù)時(shí)，數(shù)據(jù)X的第O位(二進(jìn)制左起第l位)為符號(hào)位，XJ)二 1表示數(shù)據(jù)X為負(fù)，X—0 = 0表示數(shù)據(jù)X為正。 X—D表示數(shù)據(jù)X的數(shù)值位(數(shù)據(jù)的絕對(duì)值)，即去除符號(hào)位剩下數(shù)據(jù)位。 如果仏_0 ;B_0 ;C_0} = 010并且A_D >= C—D D = {A_0 ;B_0 ;C_0 ;C_D} 如果{A_0 ;B_0 ;C_0} = 010并且A_D < C_D D = {A—0 ;B_0 ;C_0 ;A_D} 如果{A—0 ;B—0 ;C_0} = 101并且A—D >= C—D D =仏_0 ;B_0 ;C_0 ;C—D} 如果仏_0 ;B_0 ;C_0} = 101并且A—D < C_D D = {A_0 ;B_0 ;C_0 ;A_D} 如果{A_0 ;B_0 ;C_0} = Oil并且B_D >= C_D D = {A—0 ;B_0 ;C_0 ;C—D} 如果{A—0 ;B—0 ;C—0} =011并且B_D < C—D D = {A—0 ;B_0 ;C_0 ;B—D} 如果仏_0 ;B_0 ;C_0} = 100并且B_D >= C—D D = {A_0 ;B_0 ;C_0 ;C_D} 如果{A_0 ;B_0 ;C_0} = 100并且B_D < C_D D = {A—0 ;B_0 ;C_0 ;B—D} 如果{A—0 ;B—0 ;C—0} = 001并且B_D 〉= A—D D = {A—0 ;B_0 ;C_0 ;A—D} 如果{A_0 ;B_0 ;C_0} = 001并且B_D < A_D D = {A_0 ;B_0 ;C_0 ;B_D} 如果{A_0 ;B_0 ;C_0} = 110并且B_D >= A_D D = {A—0 ;B_0 ;C_0 ;A—D} 如果{A—0 ;B—0 ;C—0} = 110并且B_D < A—D D =仏—0 ;B_0 ;C_0 ;B—D}
兀 a = J _ 5 x cos(—) — C x cos(—)
3 3" = 5xsin(，-Cxsin,) <formula>formula see original document page 15</formula> 圖17是安裝有四個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置方案的信號(hào)處理裝置的框圖。信 號(hào)處理裝置與處理方法與實(shí)施例1相類似，不同在于，由于本實(shí)施例2中有4個(gè)互成90度 的磁感應(yīng)元件，因此，在信號(hào)處理裝置上增加了減法器，即數(shù)字差分模塊，通過(guò)該減法器模 塊抑制溫度和零點(diǎn)漂移，以此來(lái)提高數(shù)據(jù)精度，最終輸出給合成器的信號(hào)仍為2個(gè)，處理過(guò)程及方法與實(shí)施例1相同。因此，在此不再贅述。 圖18是安裝有六個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置方案的信號(hào)處理裝置的框圖。方
案的信號(hào)處理裝置與三個(gè)磁感應(yīng)元件的方案中的相似，不同之處在于，增加了差動(dòng)放大模
塊，通過(guò)該差動(dòng)放大模塊抑制溫度和零點(diǎn)漂移，以此來(lái)提高數(shù)據(jù)精度，最終輸出給合成器的
信號(hào)仍為三個(gè)，處理過(guò)程及方法與三個(gè)傳感器的方案的相同，在此不再重復(fù)。 以上以采用導(dǎo)磁環(huán)的方案為例描述了本實(shí)用新型的位置檢測(cè)裝置的安裝方案，而
本實(shí)用新型還可以采用表貼的方式安裝磁感應(yīng)元件。由于除了磁感應(yīng)元件的安裝方式之外
的其余部分的安裝方式與上述實(shí)施例中的類似，故在此不再贅述。 根據(jù)本實(shí)用新型的輪轂電機(jī)用的位置檢測(cè)裝置的第二實(shí)施例中，磁鋼環(huán)、導(dǎo)磁環(huán) 各為兩個(gè)，磁感應(yīng)元件也相應(yīng)地有兩列，其中磁鋼環(huán)不同于第一實(shí)施例中的只有一對(duì)磁極， 而是可以被磁化有多對(duì)磁極。除了這些位置檢測(cè)裝置的關(guān)鍵部件以外的其它部件的安裝與 結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例中的相似，在此不再贅述。 圖19是根據(jù)本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的位置檢測(cè)裝置方案的關(guān)鍵部件的分解立 體圖。圖20是根據(jù)本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的位置檢測(cè)裝置方案的安裝示意圖。本實(shí)施例 的位置檢測(cè)裝置3包括轉(zhuǎn)子和將轉(zhuǎn)子套在內(nèi)部的定子，轉(zhuǎn)子包括第一磁鋼環(huán)201a和第二磁 鋼環(huán)201b以及第一導(dǎo)磁環(huán)205a和第二導(dǎo)磁環(huán)205b，第一磁鋼環(huán)201a和第二磁鋼環(huán)201b 分別固定在電機(jī)軸200上，其中定子為支架203。第一導(dǎo)磁環(huán)205a和第二導(dǎo)磁環(huán)205b分別 由多個(gè)同圓心、同半徑的弧段構(gòu)成，相鄰兩個(gè)弧段之間留有空隙，對(duì)應(yīng)于兩個(gè)磁鋼環(huán)的磁感 應(yīng)元件204分別設(shè)在該空隙內(nèi)。磁感應(yīng)元件與外殼固定，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述磁感應(yīng)元 件將感測(cè)到的磁信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，并將該電壓信號(hào)輸出給一信號(hào)處理裝置。 第一磁鋼環(huán)201a均勻的磁化為g(g的取值等于第二磁鋼環(huán)中的磁極總數(shù))對(duì)極 (N極和S極交替排列)，當(dāng)?shù)诙配摥h(huán)中的磁極總數(shù)為6時(shí)，第一磁鋼環(huán)201a的極對(duì)數(shù)為 6對(duì)。以第一磁鋼環(huán)201a的中心為圓心的同一圓周上，設(shè)置有m個(gè)磁感應(yīng)元件，如2個(gè)，如 圖21所示，二個(gè)磁感應(yīng)元件204之間的夾角為90° /6。第一磁鋼環(huán)均勻地磁化為6對(duì)極 時(shí)磁感應(yīng)元件的布置如圖22所示。當(dāng)轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述磁感應(yīng)元 件將感測(cè)到的磁信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，并將該電壓信號(hào)輸出給一信號(hào)處理裝置。 定義第一磁鋼環(huán)中相鄰一對(duì)"N-S"為一個(gè)信號(hào)周期，因此，任一"N-S"對(duì)應(yīng)的機(jī)械 角度為36(T /g(g為"N-S"個(gè)數(shù))，假定轉(zhuǎn)子在t時(shí)刻旋轉(zhuǎn)角度e位于第nth信號(hào)周期內(nèi)， 則此時(shí)刻角位移9可認(rèn)為由兩部分構(gòu)成l.在第nth信號(hào)周期內(nèi)的相對(duì)偏移量，磁感應(yīng)元 件&和H2感應(yīng)第一磁鋼環(huán)的磁場(chǎng)來(lái)確定在此"N-S"信號(hào)周期內(nèi)的偏移量9工(值大于0小 于360° /g) ;2.第nth信號(hào)周期首位置的絕對(duì)偏移量92，用傳感器!13，114，...4感應(yīng)磁環(huán) 2的磁場(chǎng)來(lái)確定此時(shí)轉(zhuǎn)子究竟是處于哪一個(gè)"N-S"來(lái)得到e2。 對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)201b，以第二磁鋼環(huán)201b的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有n(n =1，2…n)個(gè)均勻分布的磁感應(yīng)元件，第二磁鋼環(huán)的磁極磁化順序使得n個(gè)磁感應(yīng)原件輸 出呈格雷碼形式。磁極的極性為格雷碼的首位為"0"對(duì)應(yīng)于"N/S"極，首位為"1"對(duì)應(yīng)于 "S/N"極。例如，當(dāng)n為3時(shí)，得到如圖23所示的編碼，得到如圖24所示的第二磁鋼環(huán)的充 磁順序，如圖25所示，三個(gè)磁感應(yīng)元件均布周圍進(jìn)行讀數(shù)。 圖26示出了本實(shí)施例中對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)設(shè)有2個(gè)磁感應(yīng)元件、第二磁鋼環(huán)設(shè) 有3個(gè)磁感應(yīng)元件時(shí)信號(hào)處理裝置的電路框圖。傳感器lja和1—2a的輸出信號(hào)接放大器2_la、2_2a進(jìn)行放大，然后接A/D轉(zhuǎn)換器3_la、3_2a，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到輸出信號(hào)接乘法器 4ja、5Ja，系數(shù)矯正器10_la輸出信號(hào)接乘法器4_la、_la 5的輸入端，乘法器4_la、5_la 的輸出信號(hào)A、 B接第一合成器6_la的輸入端，第一合成器6_la對(duì)信號(hào)A、 B進(jìn)行處理，得 到信號(hào)D、 R，根據(jù)信號(hào)D從存儲(chǔ)器8_la中存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)角度表中選擇一與其相對(duì)的角度作 為偏移角度^。其中，第一合成器6ja的輸出信號(hào)R輸送給系數(shù)矯正器10Ja，系數(shù)矯正 器10_la根據(jù)信號(hào)R和從存儲(chǔ)器9_la中查表得到信號(hào)R。得到信號(hào)K，該信號(hào)K作為乘法器 4_la、5_la的另一輸入端，與從放大器2_la、2_2a輸出的信號(hào)Cl、 C2分雖相乘得到信號(hào)A、 B作為第一合成器6_la的輸入。 傳感器l_3a、l_4a、 l_na的輸出信號(hào)分別接放大器2_3a、2_4a、 2_na進(jìn)行 放大，然后接A/D轉(zhuǎn)換器3_3a、3_4a、 . . . 3_na進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后通過(guò)第二合成器7_la進(jìn)行 合成，得到一信號(hào)E ;根據(jù)該信號(hào)E在存儲(chǔ)器ll_la中的第二標(biāo)準(zhǔn)角度表中選擇一與其相對(duì) 的角度作為第一電壓信號(hào)所處的信號(hào)周期首位置的絕對(duì)偏移量92， 9i和92通過(guò)加法器 12ja得到測(cè)量的絕對(duì)角位移輸出e。 其中，第二合成器7ja的功能是，通過(guò)對(duì)傳感器第二磁鋼環(huán)的信號(hào)進(jìn)行合成，得 到此時(shí)刻轉(zhuǎn)子處于哪一個(gè)"N-S"信號(hào)周期內(nèi)。 第二合成器7的處理是當(dāng)數(shù)據(jù)X為有符號(hào)數(shù)時(shí)，數(shù)據(jù)X的第0位(二進(jìn)制左起第 1位)為符號(hào)位，X_0 = 1表示數(shù)據(jù)X為負(fù)，X_0 = 0表示數(shù)據(jù)X為正。也即當(dāng)感應(yīng)的磁場(chǎng) 為N時(shí)，輸出為XJ) = O，否則為XJ) = 1。 則對(duì)于本實(shí)施例，E = {C3_0 ;C4_0 ;Cn_0}。 其中，第一合成器6對(duì)信號(hào)的處理是比較兩個(gè)信號(hào)的數(shù)值的大小，數(shù)值小的用于 輸出的信號(hào)D，信號(hào)D的結(jié)構(gòu)為{第一個(gè)信號(hào)的符合位，第二個(gè)信號(hào)的符合位，較小數(shù)值的信 號(hào)的數(shù)值位K具體如下 這里約定(后文各合成器均使用該約定)，當(dāng)數(shù)據(jù)X為有符號(hào)數(shù)時(shí)，數(shù)據(jù)X的第O 位(二進(jìn)制左起第1位)為符號(hào)位，X_0 = 1表示數(shù)據(jù)X為負(fù)，X_0 = 0表示數(shù)據(jù)X為正。 X_D表示數(shù)據(jù)X的數(shù)值位(數(shù)據(jù)的絕對(duì)值)，即去除符號(hào)位剩下的數(shù)據(jù)位。 如果A—D〉二B—D D = {A_0 ;B_0 ;B_D}R= ;2+52 ; 否則 D = {A_0 ;B_0 ;A_D}R= V」2+52 ; 信號(hào)K 一般是通過(guò)將信號(hào)R。和R進(jìn)行除法運(yùn)算得到。 對(duì)于第一、二標(biāo)準(zhǔn)角度表，在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)了兩個(gè)表，每個(gè)表對(duì)應(yīng)于一系列的碼， 每一個(gè)碼對(duì)應(yīng)于一個(gè)角度。該表是通過(guò)標(biāo)定得到的，標(biāo)定方法是，利用本施例的檢測(cè)裝置和 一高精度位置傳感器，將本施例中的磁感應(yīng)元件輸出的信號(hào)和該高精度位置傳感器輸出的 角度進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)，以此建立出一磁感應(yīng)元件輸出的信號(hào)與角度之間的關(guān)系表。也就是，對(duì)
應(yīng)于信號(hào)D存儲(chǔ)了一個(gè)第一標(biāo)準(zhǔn)角度表，每一個(gè)信號(hào)D代表一個(gè)相對(duì)偏移量e1()對(duì)應(yīng)于信
號(hào)E，存儲(chǔ)了一個(gè)第二標(biāo)準(zhǔn)角度表，每一個(gè)信號(hào)E代表一個(gè)絕對(duì)偏移量9 2。[0165] 本實(shí)用新型不限于上述示例，第一磁鋼環(huán)還可以設(shè)有三個(gè)、四個(gè)、六個(gè)磁感應(yīng)元 件，相應(yīng)的導(dǎo)磁環(huán)和信號(hào)處理電路也要做相應(yīng)變化，然而其變化與第一實(shí)施例中所述的類 似，故在此不再贅述。 類似于位置檢測(cè)裝置的第一實(shí)施例，當(dāng)設(shè)有導(dǎo)磁環(huán)時(shí)，導(dǎo)磁環(huán)的弧段端部設(shè)有倒 角，為沿軸向或徑向或同時(shí)沿軸向、徑向切削而形成的倒角。 作為替代，磁感應(yīng)元件可以直接表貼在電機(jī)軸表面上，即不設(shè)置導(dǎo)磁環(huán)，如圖27
所示。其它部件以及其信號(hào)處理裝置與有導(dǎo)磁環(huán)的類似，在此不再贅述。 根據(jù)本實(shí)用新型的輪轂電機(jī)用的位置檢測(cè)裝置的第三實(shí)施例中，各個(gè)部件的個(gè)數(shù)
及其安裝方案與第二實(shí)施例中的類似，所不同的是磁鋼環(huán)的充磁方式及磁感應(yīng)元件的布置位置。 圖28是根據(jù)第三實(shí)施例的位置檢測(cè)裝置的分解立體圖。對(duì)應(yīng)于磁鋼環(huán)302、磁鋼 環(huán)303分別設(shè)有兩列磁感應(yīng)元件307。為了說(shuō)明方便，這里將第一列磁感應(yīng)元件即對(duì)應(yīng)磁 鋼環(huán)302和導(dǎo)磁環(huán)304的多個(gè)磁感應(yīng)元件都用磁感應(yīng)元件307表示，而將第二列磁感應(yīng)元 件即對(duì)應(yīng)磁鋼環(huán)303和導(dǎo)磁環(huán)305的多個(gè)磁感應(yīng)元件都用磁感應(yīng)元件307表示。為了說(shuō) 明方便，這里將磁鋼環(huán)302定義為第一磁鋼環(huán)，將磁鋼環(huán)303定義為第二磁鋼環(huán)，將導(dǎo)磁環(huán) 304限定為對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)，將導(dǎo)磁環(huán)305限定為對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)，然而本實(shí)用新型不 限于上述的限定。 第一磁鋼環(huán)302被均勻地磁化為N[N < = 2n(n = 0， 1， 2…n)]對(duì)磁極，并且相鄰兩 極的極性相反；所述第二磁鋼環(huán)303的磁極總數(shù)為N，其磁序按照特定磁序算法確定；在軸 301上，對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)302，以第一磁鋼環(huán)302的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有m(m為2 或3的整數(shù)倍)個(gè)呈一定角度分布的磁感應(yīng)元件307 ;對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)303，以第二磁鋼 環(huán)303的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有n(n二0，l，2…n)個(gè)呈一定角度分布的磁感應(yīng)元件 307。在定子上對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)303的相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件307之間的夾角為360° /N。 當(dāng)轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述磁感應(yīng)元件將感測(cè)到的磁信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒?號(hào)，并將該電壓信號(hào)輸出給一信號(hào)處理裝置。 圖29是磁鋼環(huán)303的磁序算法流程圖。如圖29所示，首先進(jìn)行初始化a[0]= "0……O";然后將當(dāng)前編碼入編碼集，即編碼集中有"O……O";接著檢驗(yàn)入編碼集的集合元 素是否達(dá)到8，如果是則程序結(jié)束，反之將當(dāng)前編碼左移一位，后面補(bǔ)0 ;然后檢驗(yàn)當(dāng)前編碼 是否已入編碼集，如果未入編碼集則將當(dāng)前編碼入編碼集繼續(xù)進(jìn)行上述步驟，如果已入編
碼集則將當(dāng)前碼末位去O補(bǔ)1 ;接著檢驗(yàn)當(dāng)前編碼是否已入編碼集，如果未入編碼集則將當(dāng)
前編碼入編碼集繼續(xù)進(jìn)行上述步驟，如果已入編碼集則檢驗(yàn)當(dāng)前碼是否為"o……o"，是則
結(jié)束，否則將當(dāng)前編碼的直接前去碼末位去O補(bǔ)1 ;接著檢驗(yàn)當(dāng)前編碼是否已入編碼集，如
果未入編碼集則將當(dāng)前編碼入編碼集繼續(xù)進(jìn)行上述步驟，如果已入編碼集則檢驗(yàn)當(dāng)前碼是
否為"O O"，然后繼續(xù)進(jìn)行下面的程序。其中0磁化為"N/S"，1磁化為"S/N"。這樣得
到了圖30所示的磁鋼環(huán)303充磁結(jié)構(gòu)圖以及H3、 H4和H5的排布順序。 本實(shí)施例中，在定子上對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角，當(dāng)m 為2或4時(shí)，每相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為90° /N，當(dāng)m為3時(shí)，每相鄰兩個(gè)磁感應(yīng) 元件之間的夾角為120° /N ;當(dāng)m為6時(shí)，每相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為60° /N。 圖31是根據(jù)第三實(shí)施例的位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理裝置的框圖。由于其信號(hào)處理方式與第二實(shí)施例的類似，故在此不再贅述。 類似于位置檢測(cè)裝置的第一實(shí)施例，第一磁鋼環(huán)可以設(shè)有兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、六個(gè) 磁感應(yīng)元件，相應(yīng)的導(dǎo)磁環(huán)和信號(hào)處理電路也要做相應(yīng)變化，然而其變化與第一實(shí)施例中 所述的類似，故在此不再贅述。 類似于位置檢測(cè)裝置的第一實(shí)施例，當(dāng)設(shè)有導(dǎo)磁環(huán)時(shí)，導(dǎo)磁環(huán)的弧段端部設(shè)有倒 角，為沿軸向或徑向或同時(shí)沿軸向、徑向切削而形成的倒角。 作為替代，以上位置檢測(cè)裝置的各實(shí)施例中的磁感應(yīng)元件可以直接表貼在電機(jī)軸 的表面，即不設(shè)置導(dǎo)磁環(huán)，其它部件以及其信號(hào)處理裝置與有導(dǎo)磁環(huán)的類似，在此不再贅 述。 以上位置檢測(cè)裝置的各實(shí)施例中，磁感應(yīng)元件優(yōu)選為霍爾感應(yīng)元件。采用霍爾感 應(yīng)元件的產(chǎn)品抗沖擊和抗油污能力非常強(qiáng)，適用于惡劣工作環(huán)境下高精度的控制。系統(tǒng)響 應(yīng)速度快。采用內(nèi)置角度檢測(cè)方式，不存在角度信息的延時(shí)和通信引起的錯(cuò)誤，極大縮短了 控制周期，提高了系統(tǒng)對(duì)負(fù)載擾動(dòng)的快速響應(yīng)性。相比于無(wú)位置傳感器，本傳感器方案在低 速時(shí)的檢測(cè)性能具有明顯優(yōu)勢(shì)。 由于電機(jī)結(jié)構(gòu)為外轉(zhuǎn)子，位置檢測(cè)裝置安裝不能像內(nèi)轉(zhuǎn)子一樣安裝在端蓋上；本 設(shè)計(jì)將位置檢測(cè)裝置固定在軸上，在端蓋上反向伸出一小軸，隨電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，再在小軸上 安裝磁鋼。位置檢測(cè)裝置由保持架和鐵氧體組成。位置檢測(cè)裝置只用磁感應(yīng)元件來(lái)采集電 機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)，而不進(jìn)行處理，位置檢測(cè)裝置將信號(hào)傳輸?shù)娇刂破?，利用控制器中的芯片?duì)信 號(hào)進(jìn)行處理，計(jì)算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 圖32是一體化輪轂電機(jī)內(nèi)部的走線圖，由雙點(diǎn)劃線表示的1000線為控制箱給繞 組供電線路走線，由虛線表示的2000線為位置檢測(cè)裝置走線，由單點(diǎn)劃線表示的3000線為 控制箱走線。位置檢測(cè)裝置是通過(guò)三個(gè)螺釘固定在軸上的，保持位置檢測(cè)裝置內(nèi)圓與軸同 心，磁鋼裝在端蓋內(nèi)部伸出的尾軸上，保持磁鋼和位置檢測(cè)裝置內(nèi)圓同心。位置檢測(cè)裝置的 接線通過(guò)軸上的開(kāi)槽進(jìn)入軸的內(nèi)孔，再由軸上豎直孔連接到控制箱，給控制箱輸入信號(hào)。控 制箱采用直流電源供電，可以使用蓄電池供電或者燃料電池供電。而且控制箱在結(jié)構(gòu)上進(jìn) 一步簡(jiǎn)化，節(jié)約了成本和安裝空間。位置檢測(cè)裝置采集的電壓信號(hào)通過(guò)接插件與主板相連。 本實(shí)用新型還提供了 一種一體化輪轂電機(jī)的控制方法，如圖33和圖34所示，該方 法包括如下步驟步驟1 :位置檢測(cè)裝置檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置并輸出信號(hào)給伺服控制器，伺 服控制器根據(jù)位置指令計(jì)算出指令速度；步驟2 :速度控制器根據(jù)步驟1中的指令速度，通 過(guò)微分器算出反饋速度算出指令電流；步驟3 :電流控制器根據(jù)指令和反饋電流經(jīng)2變3得 到U、V、W三路電壓信號(hào)；步驟4 :步驟3中的三路電壓信號(hào)經(jīng)脈寬調(diào)制和功率放大驅(qū)動(dòng)電機(jī) 運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到相應(yīng)的控制效果。 圖35是本實(shí)用新型的交流伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖，該圖中重點(diǎn)圖示了數(shù)據(jù)處理
單元MCU的結(jié)構(gòu)?？刂颇K包括數(shù)據(jù)處理單元MCU、電機(jī)電源控制單元IPM功率模塊和電流
傳感器，數(shù)據(jù)處理單元接收輸入的指令信號(hào)、電流傳感器采集的電機(jī)輸入電流信號(hào)和位置
檢測(cè)裝置輸出的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，輸出控制信號(hào)給電機(jī)電源控制單元，電機(jī)電源控
制單元根據(jù)控制信號(hào)輸出合適的電壓給電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的精確控制。 數(shù)據(jù)處理單元MCU包括機(jī)械環(huán)控制子單元、電流環(huán)控制子單元、P麗控制信號(hào)產(chǎn)生
子單元和傳感器信號(hào)處理子單元；傳感 信號(hào)處理子單元接收位置檢測(cè)裝置的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)A/D采樣、角度求解，得到電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，并將該角度傳輸給的機(jī)械環(huán)控制子單
元；傳感器信號(hào)處理子單元還接收電流傳感器的檢測(cè)到的電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)A/D采樣后輸出
給電流環(huán)控制子單元；機(jī)械環(huán)控制子單元根據(jù)接收到的指令信號(hào)和電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，經(jīng)
過(guò)運(yùn)算得到電流指令，并輸出給電流環(huán)控制子單元；電流環(huán)控制子單元根據(jù)接收到的電流
指令的電流傳感器輸出的電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)運(yùn)算得到三相電壓的占空比控制信號(hào)，并輸出給
P麗控制信號(hào)產(chǎn)生子單元；P麗控制信號(hào)產(chǎn)生子單元根據(jù)接收到的三相電壓的占空比控制
信號(hào)，生成具有一定順序的六路P麗信號(hào)，分別作用于電機(jī)電源控制單元。 圖36是本實(shí)用新型的交流伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，該圖中重點(diǎn)圖示了電機(jī)電源控
制單元IPM的結(jié)構(gòu)。電機(jī)電源控制單元IPM包括六個(gè)功率開(kāi)關(guān)管，所述開(kāi)關(guān)管每?jī)蓚€(gè)串聯(lián)
成一組，三組并聯(lián)連接在直流供電線路之間，每一開(kāi)關(guān)管的控制端受P麗控制信號(hào)產(chǎn)生子
單元輸出的P麗信號(hào)的控制，每一組中的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管分時(shí)導(dǎo)通。 電機(jī)轉(zhuǎn)速可以在零速至最高速之間任意調(diào)節(jié)，調(diào)速范圍十分寬泛。還可任意設(shè)定 啟動(dòng)過(guò)程中的加速度，實(shí)現(xiàn)輪轂電機(jī)的軟啟動(dòng)，可以有效降低啟動(dòng)過(guò)程中的電機(jī)電流(對(duì) 應(yīng)于轉(zhuǎn)矩)，使啟動(dòng)過(guò)程中電氣和機(jī)械系統(tǒng)不受任何沖擊，實(shí)現(xiàn)了大慣量機(jī)械負(fù)載真正意義 上的柔性、平滑啟動(dòng)。 由電流傳感器和磁感應(yīng)元件感應(yīng)模塊得到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)分別用作電流 環(huán)和機(jī)械環(huán)的反饋信號(hào)，機(jī)械環(huán)和電流環(huán)分別將設(shè)定指令轉(zhuǎn)換為電流指令和電壓占空比， 最終輸入到P麗信號(hào)產(chǎn)生模塊中。由于采用了交流伺服系統(tǒng)，故能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速和軟啟 動(dòng)。本交流伺服系統(tǒng)還能根據(jù)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不同的路況下的阻力距，電機(jī)來(lái)產(chǎn)生不同的扭矩， 節(jié)約電能。本交流伺服系統(tǒng)還具有短時(shí)間三倍過(guò)載的能力，控制器給出三倍過(guò)載電流，在電 機(jī)電流未飽和的情況下，可以在短時(shí)間內(nèi)允許三倍過(guò)載轉(zhuǎn)矩。 根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所得到的電機(jī)的效率與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系圖37所示。由于本 實(shí)用新型采用新型電磁結(jié)構(gòu)的永磁同步輪轂電機(jī)，用于車輪0-500轉(zhuǎn)/分范圍內(nèi)的低速直 接驅(qū)動(dòng)時(shí)，效率達(dá)到86%以上；較傳統(tǒng)電機(jī)具有體積小、效率高、過(guò)載能力強(qiáng)等特點(diǎn)。 另外，本實(shí)用新型在極槽配合上采用16/18配合，避免了永磁同步電機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生 的轉(zhuǎn)矩不平穩(wěn)以及產(chǎn)生很大的諧波，進(jìn)而避免了電機(jī)損耗和噪音。外轉(zhuǎn)子上均勻布置16塊 磁瓦，形成16個(gè)N、S交替排列的磁極，其布置為面向氣隙的結(jié)構(gòu)。永磁體是表面式，而不是 內(nèi)置式，這樣工藝簡(jiǎn)單，能夠充分利用永磁體的磁能。 本實(shí)用新型中的定子一體化輪轂電機(jī)的電機(jī)定子磁路由兩種不同形狀的沖片疊 壓而成，中間用螺桿壓緊；內(nèi)徑小的定子沖片夾在內(nèi)徑大的定子沖片之間，疊加后兩端用定 子擋板、鍵螺栓和螺母固定在軸上。繞組采用集中式繞組，減少了端部的繞線，這樣就使電 機(jī)繞組的端部長(zhǎng)度變短。電機(jī)繞組的端部長(zhǎng)度變短，減少了銅耗，電機(jī)效率提高。同時(shí)電機(jī) 端部長(zhǎng)短變短，電機(jī)的軸向結(jié)構(gòu)尺寸減小，電機(jī)長(zhǎng)度變短，相應(yīng)電機(jī)體積也減小，提高了電 機(jī)的功率密度。 本實(shí)用新型的電機(jī)的磁瓦極弧系數(shù)小于l，可以提升氣隙磁密的正弦性，以便于控 制和減少力矩的波動(dòng)。這種方法工藝簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)。 本實(shí)用新型的電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、啟動(dòng)速度快、輸出功率大、特性硬，特別是能耗低， 效率高達(dá)90%。過(guò)載能力強(qiáng)，一般來(lái)說(shuō)，短時(shí)間可以達(dá)到三倍過(guò)載，在車輛啟動(dòng)時(shí)可以提供 大轉(zhuǎn)矩。[0191] 以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制。盡管參照上述實(shí)施例對(duì) 本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依然可以對(duì)本實(shí)用新型的 技術(shù)方案進(jìn)行修改和等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用 新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求一種一體化輪轂電機(jī)，包括電機(jī)軸和固定在其上的定子，定子外套設(shè)有轉(zhuǎn)子外殼，轉(zhuǎn)子外殼的前后兩端通過(guò)轉(zhuǎn)子端蓋和軸承可旋轉(zhuǎn)固定在電機(jī)軸上，電機(jī)軸的兩端凸伸于轉(zhuǎn)子端蓋之外形成長(zhǎng)端和短端，轉(zhuǎn)子端蓋的外側(cè)固定有軸承端蓋，將電機(jī)軸的短端罩在其中，其特征在于，所述的軸承端蓋中部凸設(shè)有軸承端蓋軸，朝電機(jī)軸方向凸設(shè)，所述的電機(jī)軸端部和軸承端蓋軸的對(duì)應(yīng)位置設(shè)有位置檢測(cè)裝置；所述的電機(jī)軸上還套設(shè)有伺服控制器；所述位置檢測(cè)裝置感測(cè)到軸承端蓋軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，并將感測(cè)到的信號(hào)傳輸給伺服控制器，通過(guò)伺服控制器的處理，獲得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度或位置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的精確控制。
2. 如權(quán)利要求1所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，所述的位置檢測(cè)裝置，包括磁鋼環(huán)、導(dǎo)磁環(huán)和磁感應(yīng)元件，所述導(dǎo)磁環(huán)固定在電機(jī)軸上，由兩段或多段同半徑、同圓心的弧段構(gòu)成，相鄰兩弧段留有縫隙，所述磁感應(yīng)元件置于該縫隙內(nèi)，所述的磁鋼環(huán)對(duì)應(yīng)設(shè)置在軸承端蓋軸上，當(dāng)磁鋼環(huán)與導(dǎo)磁環(huán)發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述磁感應(yīng)元件將感測(cè)到的磁信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并將該電壓信號(hào)傳輸給相應(yīng)的信號(hào)處理裝置。
3. 如權(quán)利要求2所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，所述的導(dǎo)磁環(huán)由兩段同半徑、同圓心的弧段構(gòu)成，分別為1/4弧段和3/4弧段，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)元件為2個(gè)；或者，所述的導(dǎo)磁環(huán)由三段同半徑的弧段構(gòu)成，分別為1/3弧段，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)元件為3個(gè)；或者，所述的導(dǎo)磁環(huán)由四段同半徑的弧段構(gòu)成，分別為1/4弧段，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)元件為4個(gè)；或者，所述的導(dǎo)磁環(huán)由六段同半徑的弧段構(gòu)成，分別為1/6弧段，對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)元件為6個(gè)。
4. 如權(quán)利要求3所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，所述的導(dǎo)磁環(huán)的弧段端部設(shè)有倒角。
5. 如權(quán)利要求4所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，所述的倒角為沿軸向或徑向或同時(shí)沿軸向、徑向切削而形成的倒角。
6. 如權(quán)利要求2所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，所述的位置檢測(cè)裝置還包括骨架，用于固定所述導(dǎo)磁環(huán)。
7. 如權(quán)利要求6所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，所述導(dǎo)磁環(huán)設(shè)置在骨架成型模具上，在所述骨架一體成型時(shí)與骨架固定在一起；所述的骨架固定在電機(jī)軸上。
8. 基于權(quán)利要求2-7任一所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，所述的位置檢測(cè)裝置中包括有信號(hào)處理裝置，該信號(hào)處理裝置包括A/D轉(zhuǎn)換模塊，對(duì)位置檢測(cè)裝置中磁感應(yīng)元件發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；合成模塊，對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的多個(gè)電壓信號(hào)進(jìn)行處理得到基準(zhǔn)信號(hào)D;角度獲取模塊，根據(jù)該基準(zhǔn)信號(hào)D，在標(biāo)準(zhǔn)角度表中選擇與其相對(duì)的角度作為偏移角度9 ;以及存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)角度表。
9. 如權(quán)利要求8所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，所述的信號(hào)處理裝置還包括溫度補(bǔ)償模塊，設(shè)置在A/D轉(zhuǎn)換模塊和合成模塊之間，用于消除溫度對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)的影響。
10. 如權(quán)利要求9所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，所述的合成模塊的輸出信號(hào)還包括信號(hào)R。
11. 如權(quán)利要求9所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，所述的溫度補(bǔ)償模塊包括系數(shù) 矯正模塊和乘法器，所述系數(shù)矯正模塊對(duì)所述合成模塊的輸出的信號(hào)R和對(duì)應(yīng)該信號(hào)的標(biāo) 準(zhǔn)狀態(tài)下的信號(hào)R。進(jìn)行比較得到輸出信號(hào)K ;所述乘法器為多個(gè)，每一所述乘法器將從位 置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的、經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的一個(gè)電壓信號(hào)與所述系數(shù)矯正模塊的輸出信號(hào)K相 乘，將相乘后的結(jié)果輸出給合成模塊。
12. 如權(quán)利要求11所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，所述的溫度補(bǔ)償模塊之前還 包括差分模塊，當(dāng)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的一個(gè)電壓信號(hào)為2或3的倍數(shù)時(shí)，用于抑制溫度和 零點(diǎn)漂移，并提高數(shù)據(jù)精度。
13. 如權(quán)利要求1所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，所述的位置檢測(cè)裝置，包括 分別固定在軸承端蓋軸上的第一磁鋼環(huán)和第二磁鋼環(huán)；設(shè)置在電機(jī)軸上的對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)，以第二磁鋼環(huán)的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有 n(n = 1，2…n)個(gè)均勻分布的磁感應(yīng)元件，所述第二磁鋼環(huán)的磁極磁化順序使得n個(gè)磁感應(yīng)元件輸出呈格雷碼格式，相鄰兩個(gè)輸出只有一位變化；在定子上，對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)，以第一磁鋼環(huán)的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有有m(m 為2或3的整數(shù)倍)個(gè)呈一定角度分布的磁感應(yīng)元件，所述第一磁鋼環(huán)的磁極總對(duì)數(shù)與第 二磁鋼環(huán)的磁極總數(shù)相等，并且相鄰兩極的極性相反；當(dāng)軸承端蓋軸相對(duì)于電機(jī)軸發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述磁感應(yīng)元件將感測(cè)到的磁信號(hào) 轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，并將該電壓信號(hào)輸出給一信號(hào)處理裝置。
14. 如權(quán)利要求13所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，在所述的定子上對(duì)應(yīng)于第一 磁鋼環(huán)的相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角，當(dāng)m為2或4時(shí)，該夾角為90° /g ;當(dāng)m為3時(shí)， 該夾角為120° /g;當(dāng)m為6時(shí)，該夾角為60。
/g，其中，g為第二磁鋼環(huán)的磁極總數(shù)。
15. 如權(quán)利要求1所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，所述的位置檢測(cè)裝置，包括 分別固定在軸承端蓋軸上的第一磁鋼環(huán)和第二磁鋼環(huán)，所述第一磁鋼環(huán)被均勻地磁化為N[N〈二 2n(n = 0，1，2…n)]對(duì)磁極，并且相鄰兩極的極性相反；所述第二磁鋼環(huán)的磁極 總數(shù)為N，其磁序按照特定磁序算法確定；在電機(jī)軸上，對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)，以第一磁鋼環(huán)的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有m(m 為2或3的整數(shù)倍)個(gè)呈一定角度分布的磁感應(yīng)元件；對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)，以第二磁鋼環(huán)的 中心為圓心的同一圓周上設(shè)有n(n = 0，1，2…n)個(gè)呈一定角度分布的磁感應(yīng)元件；當(dāng)軸承端蓋軸相對(duì)于電機(jī)軸發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述磁感應(yīng)元件將感測(cè)到的磁信號(hào) 轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，并將該電壓信號(hào)輸出給一信號(hào)處理裝置。
16. 如權(quán)利要求15所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，在所述的定子上對(duì)應(yīng)于第二 磁鋼環(huán)的相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為360° /N。
17. 如權(quán)利要求16所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，在所述的定子上對(duì)應(yīng)于第一 磁鋼環(huán)相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角，當(dāng)m為2或4時(shí)，每相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾 角為90° /N，當(dāng)m為3時(shí)，每相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為120° /N;當(dāng)m為6時(shí)，每 相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為60。 /N。
18. 如權(quán)利要求13或15所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，所述磁感應(yīng)元件直接表 貼在電機(jī)軸的表面。
19. 如權(quán)利要求13或15所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，還包括兩個(gè)導(dǎo)磁環(huán)，每一所述導(dǎo)磁環(huán)是由多個(gè)同圓心、同半徑的弧段構(gòu)成，相鄰兩弧段留有空隙，對(duì)應(yīng)于兩個(gè)磁鋼環(huán) 的磁感應(yīng)元件分別設(shè)在該空隙內(nèi)。
20. 如權(quán)利要求19所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，所述的導(dǎo)磁環(huán)的弧段端部設(shè) 有倒角，為沿軸向或徑向或同時(shí)沿軸向、徑向切削而形成的倒角。
21. —種基于上述權(quán)利要求13-20任一項(xiàng)所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，所述的 位置檢測(cè)裝置中包括信號(hào)處理裝置，該信號(hào)處理裝置包括A/D轉(zhuǎn)換模塊，對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù) 字信號(hào)；相對(duì)偏移角度9 i計(jì)算模塊，用于計(jì)算位置檢測(cè)裝置中對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)的磁感應(yīng)元 件發(fā)送來(lái)的第一電壓信號(hào)在所處信號(hào)周期內(nèi)的相對(duì)偏移量9 i ;絕對(duì)偏移量e 2計(jì)算模塊，根據(jù)位置檢測(cè)裝置中對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)的磁感應(yīng)元件發(fā)送來(lái)的第二電壓信號(hào)，通過(guò)計(jì)算來(lái)確定第一電壓信號(hào)所處的信號(hào)周期首位置的絕對(duì)偏移量9 2 ;角度合成及輸出模塊，用于將上述相對(duì)偏移量e工和絕對(duì)偏移量02相加，合成所述第 一電壓信號(hào)所代表的在該時(shí)刻的旋轉(zhuǎn)角度e ;存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，所述的信號(hào)處理裝置還包括信號(hào)放大模塊，用于在A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換之前，對(duì)來(lái)自于位置檢測(cè)裝置的電壓 信號(hào)進(jìn)行放大。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，所述的相對(duì)偏移角度ej十 算模塊包括第一合成單元和第一角度獲取單元，所述第一合成單元對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái) 的經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的多個(gè)電壓信號(hào)進(jìn)行處理，得到一基準(zhǔn)信號(hào)D ;所述第一角度獲取單元根據(jù) 該基準(zhǔn)信號(hào)D，在第一標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)角度表中選擇一與其相對(duì)的角度作為偏移角度e 1()
24. 如權(quán)利要求23所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，所述的相對(duì)偏移角度ej十算 模塊還包括溫度補(bǔ)償單元，用于消除溫度對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)的影響。
25. 如權(quán)利要求23所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，所述的第一合成單元的輸出 還包括信號(hào)R。
26. 如權(quán)利要求24所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，所述的溫度補(bǔ)償單元包括系 數(shù)矯正器和乘法器，所述系數(shù)矯正器對(duì)所述合成模塊的輸出的信號(hào)R和對(duì)應(yīng)該信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn) 狀態(tài)下的信號(hào)Ro進(jìn)行比較得到輸出信號(hào)K ;所述乘法器為多個(gè)，每一所述乘法器將從位置 檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的、經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的一個(gè)電壓信號(hào)與所述系數(shù)矯正模塊的輸出信號(hào)K相乘， 將相乘后的結(jié)果輸出給第一合成單元。
27. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，所述的絕對(duì)偏移量92計(jì)算 模塊包括第二合成單元和第二角度獲取單元，所述第二合成單元用于對(duì)對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán) 的位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的第二電壓信號(hào)進(jìn)行合成，得到一信號(hào)E ;所述第二角度獲取單元 根據(jù)該信號(hào)E在第二標(biāo)準(zhǔn)角度表中選擇一與其相對(duì)的角度作為第一電壓信號(hào)所處的信號(hào) 周期首位置的絕對(duì)偏移量e2。
28. 如權(quán)利要求2、 13或15任一項(xiàng)所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，所述的磁感應(yīng)元件為霍爾感應(yīng)元件。
29. 如權(quán)利要求1所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，所述伺服控制器中的控制模塊 包括數(shù)據(jù)處理單元、電機(jī)電源控制單元、功率模塊和電流傳感器，所述數(shù)據(jù)處理單元接收輸 入的指令信號(hào)、電流傳感器采集的電機(jī)輸入電流信號(hào)和位置檢測(cè)裝置輸出的電壓信號(hào)，經(jīng) 過(guò)數(shù)據(jù)處理，輸出控制信號(hào)給所述的電機(jī)電源控制單元，所述電機(jī)電源控制單元根據(jù)所述 的控制信號(hào)輸出合適的電壓給電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的精確控制。
30. 如權(quán)利要求29所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元包括機(jī)械 環(huán)控制子單元、電流環(huán)控制子單元、P麗控制信號(hào)產(chǎn)生子單元和傳感器信號(hào)處理子單元；所述傳感器信號(hào)處理子單元接收所述位置檢測(cè)裝置的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)A/D采樣、角度 求解，得到電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，并將該角度傳輸給所述的機(jī)械環(huán)控制子單元；所述傳感器信 號(hào)處理子單元還接收所述電流傳感器的檢測(cè)到的電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)A/D采樣后輸出給所述的 電流環(huán)控制子單元；所述機(jī)械環(huán)控制子單元根據(jù)接收到的指令信號(hào)和電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，經(jīng)過(guò)運(yùn)算得到電 流指令，并輸出給所述的電流環(huán)控制子單元；所述電流環(huán)控制子單元根據(jù)接收到的電流指令的電流傳感器輸出的電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)運(yùn) 算得到三相電壓的占空比控制信號(hào)，并輸出給所述的P麗控制信號(hào)產(chǎn)生子單元；所述P麗控制信號(hào)產(chǎn)生子單元根據(jù)接收到的三相電壓的占空比控制信號(hào)，生成具有一 定順序的六路P麗信號(hào)，分別作用于電機(jī)電源控制單元。
31. 如權(quán)利要求29所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，所述電機(jī)電源控制單元包括 六個(gè)功率開(kāi)關(guān)管，所述開(kāi)關(guān)管每?jī)蓚€(gè)串聯(lián)成一組，三組并聯(lián)連接在直流供電線路之間，每一 開(kāi)關(guān)管的控制端受P麗控制信號(hào)產(chǎn)生子單元輸出的P麗信號(hào)的控制，每一組中的兩個(gè)開(kāi)關(guān) 管分時(shí)導(dǎo)通。
32. 如權(quán)利要求29所述的一體化輪轂電機(jī)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元為MCU，所 述電機(jī)電源控制單元為IPM模塊。
專利摘要一種一體化輪轂電機(jī)，該輪轂電機(jī)包括電機(jī)軸和固定在其上的定子，定子外套設(shè)有轉(zhuǎn)子外殼，轉(zhuǎn)子外殼的前后兩端通過(guò)轉(zhuǎn)子端蓋和軸承可旋轉(zhuǎn)固定在電機(jī)軸上，電機(jī)軸的兩端凸伸于轉(zhuǎn)子端蓋之外形成長(zhǎng)端和短端，轉(zhuǎn)子端蓋的外側(cè)固定有軸承端蓋，將電機(jī)軸的短端罩在其中，所述的軸承端蓋中部凸設(shè)有軸承端蓋軸，朝電機(jī)軸方向凸設(shè)，所述的電機(jī)軸端部和軸承端蓋軸的對(duì)應(yīng)位置設(shè)有位置檢測(cè)裝置；所述的電機(jī)軸上還套設(shè)有伺服控制器；所述位置檢測(cè)裝置感測(cè)到軸承端蓋軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，并將感測(cè)到的信號(hào)傳輸給伺服控制器，通過(guò)伺服控制器的處理，獲得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角度或位置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的精確控制。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)能、啟動(dòng)特性好、體積小、效率高。
文檔編號(hào)H02K21/24GK201478969SQ20092015004
公開(kāi)日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者郝雙暉, 郝明暉 申請(qǐng)人:浙江關(guān)西電機(jī)有限公司