專利名稱：轉(zhuǎn)速檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種與電動機配合使用的轉(zhuǎn)速檢測器，具體地說，涉及小型永磁式直流(PMDC)電動機的一種轉(zhuǎn)速檢測器。
使用PMDC電動機時有許多場合都需要監(jiān)控電動機的轉(zhuǎn)速或計出電動機軸的轉(zhuǎn)速。這往往是用霍耳傳感器和裝在電動機軸上磁鐵或用編碼器裝在電動機軸上與光傳感器配合工作達到的。這兩種方法涉及的零部件較貴，裝起來很費時，而且由于這些零部件所占用的空間無論是電動機的內(nèi)部空間還是電動機的外部空間都是相當大的，因而需要將電動機設(shè)計得使其可以容納這些零部件，而這些零部件占用電動機內(nèi)部空間時使電動機的體積增大，占用電動機外部空間時又易于損壞。
最近，采用感應(yīng)線圈監(jiān)視電動機在其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時磁通的變化的轉(zhuǎn)速檢測器開發(fā)出來了，見例如歐洲專利EP-A-0626748。該專利是將電感/電容電路裝入一個單獨的盒子中，盒子則通過壓配合到軸承套上，從而裝在電動機的非驅(qū)動端上。在這種配置方式中，線圈的作用是檢測漏磁通，而為使電動機高效率工作，總希望最大限度地減小磁通的漏泄以提高效率，從而降低了這類檢測器的可靠性/靈敏度。此外，還可以參看歐洲專利EP-A-0529131，該專利采用了裝在電動機內(nèi)的線圈。
為提供靈敏度高的轉(zhuǎn)速檢測器，本發(fā)明的轉(zhuǎn)速檢測器采用了繞制在給電動機的定子提供磁通返回通路的磁通引導器件上的感應(yīng)線圈。理想的情況是，這種磁通引導器件是個裝在電動機外殼上的一個磁通環(huán)，它也可以是電動機外殼的一部分。磁通環(huán)通常用以形成定子各磁極之間低磁阻的磁通返回通路。采用磁通環(huán)有助于磁通的集中，減少磁通的漏泄，同時可以使電動機外殼用較薄的材料制成而不必承擔磁路飽和的風險。感應(yīng)線圈繞制在磁通環(huán)上，因而使磁通環(huán)起線圈磁心的作用，既簡化了線圈的制造，又確保磁通通過線圈，給轉(zhuǎn)速檢測電路提供強信號。同時，這種磁通環(huán)實施方案還可以使電動機在不影響檢測電路的情況下進行更換。的確，這種轉(zhuǎn)速檢測器通過適當配備磁通環(huán)無需將任何特殊的零件裝入電動機中就可裝到任何電動機上。
本發(fā)明的目的是給采用感應(yīng)線圈的永磁式直流電動機提供一種新型的轉(zhuǎn)速檢測器。
轉(zhuǎn)速檢測電路是眾所周知的，再加上它并不構(gòu)成本發(fā)明的一部分，因而這里不予說明，但千萬不要忘記的是，檢測器來的信號是饋到檢測電路上的，由檢測電路用這個信號來實現(xiàn)其設(shè)計功能，這包括轉(zhuǎn)速控制、位置控制、過載檢測等功能，和象故障操作等之類的故障條件。
因此，本發(fā)明提供一種與外殼裝有永磁式定子的直流電動機配合使用的轉(zhuǎn)速檢測器，所述檢測器包括磁通引導器件，用于給定子提供磁通返回通路；和檢測器件，具有一個線圈繞制在磁通引導器件上從而改變電動機的磁通，檢測器件在線圈中產(chǎn)生電信號。
最好是，磁通引導器件裝在電動機的外殼。
另一種方式，磁通引導器件也可以是電動機外殼的至少一部分。
最好是，磁通引導器件裝在印刷電路板上，線圈端接在印刷電路板的端子上，且印刷電路板的凸端子配置得使其與電動機的凹端子配套。
最好是，印刷電路板具有讀取線圈來的信號和根據(jù)這些信號控制電動機的線路。
現(xiàn)在參看附圖舉例說明本發(fā)明的一些最佳實施例。附圖中

圖1繪出了本發(fā)明第一實施例的轉(zhuǎn)速檢測器；圖2繪出了圖1裝在扁平邊電動機上的轉(zhuǎn)速檢測；
圖3是與圖2類似裝在圓形電動機上的轉(zhuǎn)速檢測器的示意圖；圖4繪出了本發(fā)明的另一個實施例裝在電動機上的轉(zhuǎn)速檢測器；圖5繪出了本發(fā)明另一個實施例裝在電動機上的轉(zhuǎn)速檢測器；圖6繪出了圖5裝在印刷電路板上的轉(zhuǎn)速檢測器；圖7繪出了另一個實施例的轉(zhuǎn)速檢測器。
在圖1和圖2所示第一實施例的轉(zhuǎn)速檢測器10中，磁通引導器件為磁通環(huán)15，線圈11繞制在磁通環(huán)上。磁通環(huán)15是全殼式的，就是說磁通環(huán)使用時基本上環(huán)繞著電動機外殼。實際上，磁通環(huán)松弛狀態(tài)下的內(nèi)徑小于電動機外殼的直徑，因而磁通環(huán)15張開后可以裝到電動機外殼上，利用磁通環(huán)的彈性使磁通環(huán)固定到電動機上。可以加上一些鎖定件。磁通環(huán)的形狀基本上與電動機外殼的形狀配套，從而使電動機外殼與磁通環(huán)很好地接觸，最大限度地減小磁通通路的磁阻。
圖中所示的電動機20是扁平邊電動機，就是說，外殼有兩個呈弧形或部分呈圓形的部分由兩個直的部分連接起來，兩直的部分彼此相互平行。定子有兩個弧形永久磁鐵23裝配到電機外殼的圓形部分上。磁通環(huán)15的形狀與處在通過定子磁極的一個平面相應(yīng)位置的裂口19類似。線圈11繞制在磁通環(huán)的一個直的部分上。這是在使用過程中磁通最集中的位置。磁通環(huán)15在繞有線圈11的位置呈臺階形，形成臺階部分18，使磁通環(huán)15與電動機外殼之間形成一個間隔或間隙，供安置線圈用，否則磁通環(huán)與電動機外殼接觸。線圈11可以如圖1所示那樣端接并固定在磁通環(huán)15的端子12上，也可以如圖2所示那樣其活動引出線13直接接檢測線路。
圖3繪出了裝在圓形電動機20(外殼橫截面呈圓形的電動機)上的類似轉(zhuǎn)速檢測器10。鎖定件(圖中未示出)確保(橫截面也基本上呈圓形的)磁通環(huán)15在電動機外殼上裝配得使裂口19與通過定子磁極的平面重合，且使線圈11處在定子兩毗鄰磁極之間的臺階部分18上。這種電動機通常有兩個專用的弧形永久磁鐵或一個橡皮環(huán)磁體，形成有兩個或多個磁極。
圖4示出了結(jié)構(gòu)與圖1和圖2的轉(zhuǎn)速檢測器類似的轉(zhuǎn)速檢測器10，裝在扁平邊電動機20上，不同之處在于，磁通引導器件是個半殼式磁通環(huán)16，就是說磁通環(huán)16只半途沿圓周方向環(huán)繞電動機外殼22延伸。實際上，磁通環(huán)16延伸的幅度超過圓周的一半，以便可以在外殼上自支身撐抓住外殼。在所有其它方面，圖4的檢測器與圖1實施例的相同。
圖5是轉(zhuǎn)速檢測器10與圖2和圖4類似裝有四分之一殼體式呈磁通環(huán)17形式的磁通引導器件。四分之一殼體式磁通環(huán)17沿電動機外殼的扁平邊在兩磁鐵之間延伸，補足外殼形成的磁通通路。這里，磁通環(huán)17在磁極或容納線圈繞組的磁鐵之間的位置也有一個臺階部分18。
四分之一殼體磁通環(huán)17可以按各種有趣的裝配方式配置，例如如圖6的配置中，磁通環(huán)17裝在印刷電路板(PCB)30上。PCB30有一個接插件33供將PCB板30與電動機的電源以及控制電動機的控制信號的電源連接用。PCB30還有電子線路32供讀取轉(zhuǎn)速檢測器10來的信號并根據(jù)轉(zhuǎn)速檢測器來的信號和輸入的控制信號控制電動機20?？刂菩盘柨梢允呛唵蔚耐?斷信號，也可以是更復雜包括有應(yīng)加以保持的條件(例如轉(zhuǎn)速或位置)的信號。在所示的實施例中，電動機具有凹端子(圖中未示出)，PCB30具有凸端31，與電動機的各凹端子配套。凸端子31還起定位和支撐的輔助作用，但在大多數(shù)應(yīng)用情況下，還是需要配備另外的支撐件，供將電機外殼22固定到磁通環(huán)17上，以防電動機20因受到震動、沖擊等意外地與PCB30脫離。
上面所展示的是扁平邊電動機，但四分之一殼體磁通環(huán)也可以與圓形電動機配用，只是注意應(yīng)確保磁通環(huán)與定子的各電極正確對齊。
圖7的實施例不采用分立的磁通環(huán)而用電動機外殼作為磁通引導器件。外殼是個扁平邊式外殼，由兩半25、26組成，俗稱為蛤殼式外殼。兩半25、26由鴿尾接頭27連接在一起。接頭27沿外殼的扁平邊形成，位于形成定子的一對磁鐵23之間。各半裝有單一的弧形磁鐵。
其中一個接頭在第一半25上具有筆直的指形件28嵌入另一半26的切口29中。感應(yīng)線圈11即繞制在指形件28上或圍繞指形件28設(shè)置，從而當轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，檢測磁場的變化。線圈11雖然可以繞在對線圈端子12起支撐輔助作用的線軸上，但最好還是用環(huán)氧樹脂封裝起來形成結(jié)實、穩(wěn)固而尺寸極小的絕緣線圈。
作為另一種方案，電動機外殼可以是個深拉制的罐子，指形件為裝有線圈、切成的凸起部分，向后彎曲或變形嵌入指形件形成而留下的凹口中，指形件的遠端靠在或接凹口的邊緣，指形件即從凹口處切出的，以便最大限度地減小通過指形件的磁通通路的磁阻。
上面已就各種最佳實施例進行說明，但本技術(shù)領(lǐng)域的行家們都知道，在不脫離本發(fā)明在所附權(quán)利要求書中所述的精神實質(zhì)和范圍的前提下是可以對上述實施例進行修改和更改的。
權(quán)利要求
1.一種與具有裝永磁定子的外殼的直流電動機配合使用的轉(zhuǎn)速檢測器，包括磁通引導器件(15，16，17，28)；和檢測線圈11，繞制在磁通引導器件上；其特征在于，磁通引導器件(15，16，17，28)是為形成定子的磁通返回通路而配置的，從而可以通過改變電動機的磁通在檢測線圈(11)中產(chǎn)生電信號。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)速檢測器，其特征在于，磁通引導器件(28)至少為電動機外殼(22)的一部分。
3.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)速檢測器，其特征在于，磁通引導器件(15，16，17)采用電動機的外殼(22)。
4.如權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)速檢測器，其特征在于，磁通引導器件(17)裝在印刷電路板(30)上，印刷電路板(30)的凸端子(31)配置得使其與電動機(20)的凹端子配套。
5.如權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)速檢測器，其特征在于，印刷電路板(30)具有線路(32)供讀取線圈(11)來的信號和根據(jù)這些信號控制電動機(20)用。
6.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)速檢測器，其特征在于，磁通引導器件(15，16，17)為裝在電動機外殼的磁通環(huán)。
7.如權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)速檢測器，其特征在于，磁通環(huán)(15，16，17)有一個臺階部分(18)供容納線圈繞組。
全文摘要
小型永磁式直流電動機20的一種轉(zhuǎn)速檢測器,具有一個感應(yīng)線圈11繞制在電動機的磁通環(huán)15上。磁通環(huán)15有一個臺階部分18供容納線圈11的繞組用。線圈11根據(jù)定子磁場因轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動引起的變化產(chǎn)生電信號。
文檔編號G01P3/44GK1191313SQ9810436
公開日1998年8月26日 申請日期1998年1月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月24日
發(fā)明者劉清式 申請人:德昌電機股份有限公司