CN112600321A - 一种自带定位感应的永磁控制电机的定转子结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于电机技术领域，具体的说是一种自带定位感应的永磁控制电机的定转子结构，所述定子铁芯中的定子齿依据齿宽划分为常规齿与增大齿两种；所述常规齿的齿宽设定为TWS1，增大齿的齿宽设定为TWS2；所述常规齿的齿宽与增大齿的齿宽之间存在如下关系：1.06≤TWS2/TWS1≤1.35；所述转子内的磁极依据宽度划分为常规极与增大极两种；所述常规极的磁极宽度与增大极的磁极宽度之间存在如下关系：1.06≤MW2/MW1≤1.35；本发明结构简单，制作及装配便捷，对电机的定位的可靠性和稳定性大大提高，同时制造成本降低。

Description

一种自带定位感应的永磁控制电机的定转子结构

技术领域

本发明属于电机技术领域，具体的说是一种自带定位感应的永磁控制电机的定转子结构。

背景技术

众所周知伺服控制的电动机效率高,运行准确,控制精准,这是由感应器对定转子的相对位置的精准采集造成的,往往需要外加的位置传感器的支持。而外加的传感器却往往存在着其自身的缺陷和局限性，结构复杂、价格不菲并且易受干扰，譬如光电传感器不能工作在脏差的环境，不能受外界冲击力；又如磁编码器极易受干扰，导致信号不准确，而采用昂贵的旋转变压器虽然相对有所改善，但是还是容易受电磁干扰影响。

现阶段开始出现无位置传感器的控制电动机，但是因自身特点因素，其信号采集极其不稳，很容易受各种运行状态和工况(比如电动机转速和负载等因素)影响干扰，而且其精准度也大大不如有精准控制的方式，很难发挥出伺服电机的最大性能优点。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，消除安装位置传感器的制作复杂，易受干扰等缺陷，提高定转子相对位置确认的准确性和可靠性，并且去除位置传感器以降低成本，本发明提出一种自带定位感应的永磁控制电机的定转子结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述一种自带定位感应的永磁控制电机的定转子结构，所述电机依据实际的使用环境以及使用要求，确定电机中的磁极数量；所述电机中的定子铁芯根据电机需求的位置采集与控制精度，确定需要进行定位的极对数，进而得到需要进行定位的磁极数量；所述定子铁芯中的定子齿依据齿宽划分为常规齿与增大齿两种；所述增大齿的数量等于需要进行定位的磁极数量，且需要定位的磁极对应的定子绕组线圈固定安装在增大齿上；所述电机中的转子上的各个磁极宽度相等且均匀分布；所述定子铁芯中任意相邻的两个增大齿之间的间隔角度相等；所述常规齿的齿宽设定为TWS1，增大齿的齿宽设定为TWS2；所述常规齿的齿宽与增大齿的齿宽之间存在如下关系：1.06≤TWS2/TWS1≤1.35；所述定子铁芯上设置增大齿后，电机转动过程中存在两种信号状态；所述定子上的常规齿与转子上的磁极相互配合时，为第一定子状态；所述第一定子状态下，对电机进行位置检测时，控制器采集到的感应信号的信号波形峰值异常增大，记为A1；所述定子上的增大齿与转子上的磁极相互配合时，为第二定子状态；所述第二定子状态下，对电机进行位置检测时，控制器采集到的感应信号的信号波形峰值相对平缓，记为A2；所述第一定子状态下的信号波形峰值A1大于第二定子状态下的信号波形峰值A2，即A1﹥A2；所述对电机进行控制的控制器在电机转动时，采集定子与转子在电机运转过程中产生的感应信号，通过对信号波形峰值A1与A2的对比、区分；所述控制器通过对A1与A2的对比、区分，将采集得到的感应信号中的第一定子状态与第二定子状态进行划分，确定其特定的定转子的相对位置，使控制器依据采集到的感应信号得到清晰准确的定转子的相对位置信息，完成对电机的精准控制；

工作时，在定子铁芯中设置的增大齿的齿宽大于常规齿的齿宽，增大的齿即具有很强的辨识度，同时，在电机运转过程中，由于定子铁芯上的绕组线圈的圈数一定，定子齿的齿宽影响到定子齿上的磁通密度大小，齿宽相对较大的定子齿上通过的磁通密度较小，磁性较弱，因此，在电机转动过程中，齿宽较大的增大齿与转子上固定大小的磁极在圆周方向重合时，定子上的绕组线圈中产生的感应电动势相对较小，使控制器采集到的感应信号的波形峰值相对较低，从而便于控制器从采集到的感应信号中将增大齿产生的信号波形辨识出来，进而通过计算得出定转子相对位置，提升控制器对电机控制的准确性与可靠性，同时，借助电机自身结构完成定转子的相对位置测定，减少或不使用位置传感器，降低电机的生产成本，同时，在定子增大齿的选择以及分布中，通过合理的设计消除齿槽转矩，不会增大电机的转矩波动，不影响电机的正常工作，提升电机运行的稳定性。

优选的，所述电机依据实际的使用环境以及使用要求，转子内的磁极数量；所述转子内的磁极依据宽度划分为常规极与增大极两种；所述定子铁芯中的各个定子齿的齿宽相等且均匀分布；所述增大极的数量依据实际使用过程中电机需求的位置采集与控制精度确定；所述转子上任意相邻的两个增大极之间的间隔角度相等；所述常规极的磁极宽度设定为MW1，增大极的磁极宽设定为MW2；所述常规极的磁极宽度与增大极的磁极宽度之间存在如下关系：1.06≤MW2/MW1≤1.35；所述增大极的磁性明显大于常规极的磁性；所述转子上设置增大极后，电机转动过程中存在两种信号状态；所述转子上的常规极与定子上的常规齿相互配合时，为第一转子状态；所述第一转子状态下，对电机进行位置检测时，控制器采集到的感应信号的信号波形波峰值相对平缓，记为A3；所述转子上的增大极与定子上的常规齿相互配合时，为第二转子状态；所述第二转子状态下，对电机进行位置检测时，控制器采集到的感应信号的信号波形峰值异常增大，记为A4；所述第一转子状态下的信号波形峰值A3小于第二转子状态下的信号波形峰值A4，即A3＜A4；所述对电机进行控制的控制器在电机转动时，采集定子与转子在电机运转过程中产生的感应信号，通过对信号波形峰值A3与A4的对比、区分；所述控制器通过对A3与A4的对比、区分，将采集得到的感应信号中的第一转子状态与第二转子状态进行划分，确定其特定的定转子的相对位置，使控制器依据采集到的感应信号得到清晰准确的定转子的相对位置信息，完成对电机的精准控制；

工作时，在转子中使用的增大极的磁极宽度相对较大，由于转子中的磁极采用同种材料制备，因此，转子中的增大极相对常规极而言，增大极的磁场强度较大，因此，在电机转动过程中，转子内的增大极与定子上的大小不变的定子齿在圆周方向重合时，定子上的绕组线圈中产生的感应电动势相对较大，使控制器采集到的感应信号的波形峰值相对较高，从而便于控制器从采集到的感应信号中将增大极产生的信号波形辨识出来，进而通过计算得出定转子相对位置，提升控制器对电机控制的准确性与可靠性，同时，借助电机自身结构完成定转子的相对位置测定，减少或不使用位置传感器，降低电机的生产成本，同时，在定子增大齿的选择以及分布中，通过合理的设计消除齿槽转矩，不会增大电机的转矩波动，不影响电机的正常工作，提升电机运行的稳定性。

优选的，所述电机中定子铁芯内的增大齿设计与转子内的增大极设计存在多种组合方式；所述电机中仅使用定子增大齿的设计，记为组合一；所述电机中仅使用转子增大极的设计，记为组合二；所述电机中同时使用定子增齿的设计与转子增大极的设计，记为组合三；所述组合一中，电机在运转过程中，存在两种信号状态，分别为第一定子状态与第二定子状态；所述组合二中，电机在运转过程中，存在两种信号状态，分别为第一转子状态与第二转子状态；所述组合三中，电机在运转过程中，存在两种状态；所述组合三中，当定子上的增大齿与转子上的增大极相互配合且定子上的常规齿与转子上的常规极相互配合时，为第一定转子状态；所述第一定转子状态下，对电机进行位置检测时，控制器采集到的感应信号的信号波形波峰值异常增大，记为A5；所述组合三中，当定子上的增大齿与转子上的转子常规极相互配合且定子上的常规齿与转子上的增大极相互配合时，为第二定转子状态；所述第二定转子状态下，对电机进行位置检测时，控制器采集到的感应信号的信号波形波峰值明显平缓，记为A6；所述第一定转子状态下的信号波形峰值A5大于第二定转子状态下的信号波形峰值A6，即A5﹥A6；所述对电机进行控制的控制器在电机转动时，采集定子与转子在电机运转过程中产生的感应信号，通过对信号波形峰值A5与A6的对比、区分；所述控制器通过对A5与A6的对比、区分，将采集得到的感应信号中的第一定转子状态与第二定转子状态进行划分，确定其特定的定转子的相对位置，使控制器依据采集到的感应信号得到清晰准确的定转子的相对位置信息，完成对电机的精准控制；

工作时，组合三中，在定子铁芯中使用增大齿以及在转子中使用增大极，使电机在运转过程中检测到的感应信号大大增强，同时，在电机运转过程中，处于第一定转子状态时，控制器采集到的感应信号的波形峰值异常增大，特征明显，处于第二定转子状态时，控制器采集到的感应信号的波形峰值相对较低，对比组合三中的两种状态，控制器能够轻松的区分第一定转子状态与第二定转子状态，从而确定电机运转过程中，特定的定转子相对位置，提升控制器对电机控制的准确性与可靠性，同时，定位过程中，采用电机本身的机械结构进行定位，结构可靠，避免使用外加传感器，降低生产成本，同时，控制器采集到感应信号的信号强度不会减弱，对控制器的信号采集能力要求相对较低，降低控制器生产成本。

优选的，所述电机的定子铁芯使用固定形状的硅钢片一,并利用硅钢片一上的特殊结构形成铆接扣点叠合压制得到；所述转子采用固定形状的硅钢片二，并利用硅钢片二上的特殊结构形成铆接扣点叠合压制得到；所述定子铁芯使用的硅钢片一与转子上使用的硅钢片二使用冲压设备从同一块硅钢板上冲压得到；所述硅钢板在进行冲压时，首先从硅钢片冲压裁剪得到制备硅钢片二的圆形料片；所述硅钢板同时或利用剩余材料继续裁剪出硅钢片二后进行冲压裁剪得到用于制备硅钢片一的环形料片；所述圆环形料片的中心点与裁剪出圆形料片后出现的圆孔的中心点重合；所述圆形料片使用冲压设备，利用特定形状的冲压模具一次冲压形成所需的硅钢片二；所述环形料片使用冲压设备，利用特定形状的冲压模具一次冲压形成所需的硅钢片一；所述硅钢片一进行叠合并压紧，使硅钢片一固定连接到一起，得到定子铁芯；所述定子铁芯通过过盈配合的方式固定安装在电机的外壳内；所述定子铁芯安装时通过热套工艺安装进电机外壳内；所述硅钢片二进行叠合并压紧，使硅钢片二固定连接到一起，得到半成品的转子铁芯；所述转子铁芯上预留有空隙，将永磁体安装到空隙中，得到成品的转子；

工作时，通过使用硅钢片一以及硅钢片二叠合压制并使用扣点铆接的固定方式得到定子铁芯与转子，能够有效的提升电机内定子铁芯与转子的磁性性能，降低电机运转过程中在定子铁芯与转子中由磁场一引起的涡流，减少磁场损耗以及电机发热，提高电机的运行效率与使用寿命，同时，在制备过程中，通过对硅钢片一与硅钢片二的制造顺序的改变，使硅钢片一与硅钢片二能够使用同一块硅钢板通过冲压裁剪得到，提高材料的利用效率，减少生产过程中废料的产生量，降低生产成本，同时，从硅钢板上冲压裁剪得到圆形料片以及环形料片后，在进行二次冲压裁剪得到成品的硅钢片一与硅钢片二能够提升两者的制造精度，降低一次冲压成型过程中由于硅钢片一与硅钢片二的结构较为复杂，导致冲压力过大，引起冲压模具磨损过快，同时，避免在同时冲压过程中冲压力不足，导致冲压冲压不完全，导致硅钢片一与硅钢片二同废料之间存在连接或者引起两者边缘撕裂，导致通过硅钢片一以及硅钢片二制备得到的定子以及转子整体过于粗糙，影响到后续缠绕线圈以及装配。

优选的，所述硅钢板上设定有直角坐标系，且直角坐标系的原点与冲压得到的圆形料片的中心点重合；所述圆形料片冲压裁剪时，冲压设备在圆形料片上冲压有多个冲孔二；所述冲孔二均位于直角坐标系的X轴或Y的一侧；所述环形料片冲压裁剪时，冲压设备在环形料片上冲压有多个冲孔一；所述冲孔一均位于直角坐标系的X轴或Y的一侧；所述环形料片上的冲孔一在环形料片的一面存在凹陷，另一面存在凸起的冲压边；所述圆形料片上的冲孔二在圆形料片的一面存在凹陷，另一面存在凸起的冲压边；所述制得的硅钢片二叠合并压紧后，冲孔二带来的冲压边圧入到相邻的硅钢片二上，形成铆接扣点；

工作时，通过在环形料片与圆形料片上进行冲孔，能够使环形料片与圆形料片在制成硅钢片一与硅钢片二的过程中，方便进行定位，提升制备得到的硅钢片一与硅钢片二的精度，避免在使用圆形料片与环形料片冲压裁剪得到硅钢片一与硅钢片二时，发生偏移，导致制备的硅钢片一与硅钢片二的尺寸误差较大，影响装配以及最终制成的电机的运行效率，同时，冲孔一与冲孔二对应的冲压边在硅钢片一与硅钢片二叠合压制成定子铁芯以及转子时，冲压边插入到相邻的硅钢片一或硅钢片二中，提升定子铁芯或者转子的结构强度，避免在使用过程中出现松动，影响到电机的使用寿命。

优选的，所述冲压得到的硅钢片二上设置有卡紧头；所述卡紧头位于硅钢片二上预留的用于安装永磁体的安装孔中；所述卡紧头的伸出长度等于硅钢片二的厚度的一半；所述卡紧头在硅钢片二经冲压存在一面凹陷，另一面凸起形成扣点铆接时，同步对硅钢片上的卡紧头进行挤压、弯折，使相邻硅钢片二中位于上方的硅钢片二中的卡紧头发生弯折，插入到位于下方的硅钢片二的安装孔中；所述卡紧头插入到位于相邻硅钢片二的安装孔中后，弯折的卡紧头与相邻的硅钢片中的卡紧头之间挤压嵌合；所述卡紧头弯折后，永磁体通过过盈配合的方式安装在安装孔中，永磁体的侧面与弯折后的卡紧头之间紧密接触、挤压；

工作时，在硅钢片二经冲压存在一面凹陷，另一面凸起形成扣点铆接叠合并压紧，通过扣点铆接的方式进行固定时，卡紧头发生弯折，从而使得到的成品转子中的相邻的硅钢片二中位于上方的硅钢片二中的卡紧头向下弯折，插入到位于下方的硅钢片二的安装孔中，并与位于下方的硅钢片二的安装孔内的卡紧头之间发生挤压嵌合，在该处形成新的铆接扣点，进一步提升转子在后续转动过程中结构的稳定性，避免转子在后续的使用过程中组成转子的硅钢片二之间出现松动，影响到转子在转动时的动平衡，以及转子内的磁场的分布，从而影响到电机的正常工作以及电机的使用寿命，提升电机运行时的安全性，同时，由于永磁体在安装到转子铁芯上的安装孔内时，永磁体与安装孔之间通过过盈配合的方式固定，弯折后的卡紧头与永磁体之间紧密接触、挤压，从而进一步对永磁体进行固定，保证永磁体安装牢固，避免永磁体出现松动，导致电机转动过程中出现抖动以及控制精度下降的问题。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述一种自带定位感应的永磁控制电机的定转子结构，其更改部分的定子铁芯以及磁钢的制造非常简单，而且更改后不影响其制作难度和制作成本，不影响电动机的装配使用，同时，其简单的结构相对带编码器的电动机系统而言，制作和装配成本大大降低，可靠性和稳定性大大提高，同时，相对于无位置传感器的电动机系统，电机本体制作成本没有提高，控制器的成本降低，可靠性大大增加，辨识度也大大增加，降低转速高低以及负载大小等影响因素对电机位置信号采集的准确程度。

2.本发明所述一种自带定位感应的永磁控制电机的定转子结构，在制备组成定子与转子的硅钢片一与硅钢片二时，通过先后进行冲压裁剪，提升硅钢板的原料利用率，较少废料的产生，同时，在制备过程中，通过在硅钢片一与硅钢片二上冲压出冲孔一与冲孔二，使两者在进行冲压成型时，能够提升定位准确度，使制备得到的成品定子与转子性能更加，避免出现较大误差，影响到电机的运行效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明中增大定子齿后的定子结构示意图；

图2是本发明中增大转子磁极宽度后的转子结构示意图一；

图3是本发明中增大转子磁极宽度后的转子结构示意图二；

图4是本发明中定子增大齿与转子增大极组合示意图；

图5是本发明中硅钢片一与硅钢片二的结构示意图；

图6是本发明中成品转子内相邻硅钢片二的结构示意图；

图7是图6中A处的局部放大图；

图8是图6中B处的局部放大图；

图中：硅钢片一1、增大齿11、常规齿12、冲孔一13、硅钢片二2、安装孔21、卡紧头22、冲孔二23、增大极24、常规极25。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图8所示，本发明所述一种自带定位感应的永磁控制电机的定转子结构，所述电机依据实际的使用环境以及使用要求，确定电机中的磁极数量；所述电机中的定子铁芯根据电机需求的位置采集与控制精度，确定需要进行定位的极对数，进而得到需要进行定位的磁极数量；所述定子铁芯中的定子齿依据齿宽划分为常规齿12与增大齿11两种；所述增大齿11的数量等于需要进行定位的磁极数量，且需要定位的磁极对应的定子绕组线圈固定安装在增大齿11上；所述电机中的转子上的各个磁极宽度相等且均匀分布；所述定子铁芯中任意相邻的两个增大齿11之间的间隔角度相等；所述常规齿12的齿宽设定为TWS1，增大齿11的齿宽设定为TWS2；所述常规齿12的齿宽与增大齿11的齿宽之间存在如下关系：1.06≤TWS2/TWS1≤1.35；所述定子铁芯上设置增大齿11后，电机转动过程中存在两种信号状态；所述定子上的常规齿12与转子上的磁极相互配合时，为第一定子状态；所述第一定子状态下，对电机进行位置检测时，控制器采集到的感应信号的信号波形峰值异常增大，记为A1；所述定子上的增大齿11与转子上的磁极相互配合时，为第二定子状态；所述第二定子状态下，对电机进行位置检测时，控制器采集到的感应信号的信号波形峰值相对平缓，记为A2；所述第一定子状态下的信号波形峰值A1大于第二定子状态下的信号波形峰值A2，即A1﹥A2；所述对电机进行控制的控制器在电机转动时，采集定子与转子在电机运转过程中产生的感应信号，通过对信号波形峰值A1与A2的对比、区分；所述控制器通过对A1与A2的对比、区分，将采集得到的感应信号中的第一定子状态与第二定子状态进行划分，确定其特定的定转子的相对位置，使控制器依据采集到的感应信号得到清晰准确的定转子的相对位置信息，完成对电机的精准控制；

工作时，在定子铁芯中设置的增大齿11的齿宽大于常规齿12的齿宽，增大的齿即具有很强的辨识度，同时，在电机运转过程中，由于定子铁芯上的绕组线圈的圈数一定，定子齿的齿宽影响到定子齿上的磁通密度大小，齿宽相对较大的定子齿上通过的磁通密度较小，磁性较弱，因此，在电机转动过程中，齿宽较大的增大齿11与转子上固定大小的磁极在圆周方向重合时，定子上的绕组线圈中产生的感应电动势相对较小，使控制器采集到的感应信号的波形峰值相对较低，从而便于控制器从采集到的感应信号中将增大齿11产生的信号波形辨识出来，进而通过计算得出定转子相对位置，提升控制器对电机控制的准确性与可靠性，同时，借助电机自身结构完成定转子的相对位置测定，减少或不使用位置传感器，降低电机的生产成本，同时，在定子增大齿11的选择以及分布中，通过合理的设计消除齿槽转矩，不会增大电机的转矩波动，不影响电机的正常工作，提升电机运行的稳定性。

作为本发明一种实施方式，所述电机依据实际的使用环境以及使用要求，转子内的磁极数量；所述转子内的磁极依据宽度划分为常规极25与增大极24两种；所述定子铁芯中的各个定子齿的齿宽相等且均匀分布；所述增大极24的数量依据实际使用过程中电机需求的位置采集与控制精度确定；所述转子上任意相邻的两个增大极24之间的间隔角度相等；所述常规极25的磁极宽度设定为MW1，增大极24的磁极宽设定为MW2；所述常规极25的磁极宽度与增大极24的磁极宽度之间存在如下关系：1.06≤MW2/MW1≤1.35；所述增大极24的磁性明显大于常规极25的磁性；所述转子上设置增大极24后，电机转动过程中存在两种信号状态；所述转子上的常规极25与定子上的常规齿12相互配合时，为第一转子状态；所述第一转子状态下，对电机进行位置检测时，控制器采集到的感应信号的信号波形波峰值相对平缓，记为A3；所述转子上的增大极24与定子上的常规齿12相互配合时，为第二转子状态；所述第二转子状态下，对电机进行位置检测时，控制器采集到的感应信号的信号波形峰值异常增大，记为A4；所述第一转子状态下的信号波形峰值A3小于第二转子状态下的信号波形峰值A4，即A3＜A4；所述对电机进行控制的控制器在电机转动时，采集定子与转子在电机运转过程中产生的感应信号，通过对信号波形峰值A3与A4的对比、区分；所述控制器通过对A3与A4的对比、区分，将采集得到的感应信号中的第一转子状态与第二转子状态进行划分，确定其特定的定转子的相对位置，使控制器依据采集到的感应信号得到清晰准确的定转子的相对位置信息，完成对电机的精准控制；

工作时，在转子中使用的增大极24的磁极宽度相对较大，由于转子中的磁极采用同种材料制备，因此，转子中的增大极24相对常规极25而言，增大极24的磁场强度较大，因此，在电机转动过程中，转子内的增大极24与定子上的大小不变的定子齿在圆周方向重合时，定子上的绕组线圈中产生的感应电动势相对较大，使控制器采集到的感应信号的波形峰值相对较高，从而便于控制器从采集到的感应信号中将增大极24产生的信号波形辨识出来，进而通过计算得出定转子相对位置，提升控制器对电机控制的准确性与可靠性，同时，借助电机自身结构完成定转子的相对位置测定，减少或不使用位置传感器，降低电机的生产成本，同时，在定子增大齿11的选择以及分布中，通过合理的设计消除齿槽转矩，不会增大电机的转矩波动，不影响电机的正常工作，提升电机运行的稳定性。

作为本发明一种实施方式，所述电机中定子铁芯内的增大齿11设计与转子内的增大极24设计存在多种组合方式；所述电机中仅使用定子增大齿11的设计，记为组合一；所述电机中仅使用转子增大极24的设计，记为组合二；所述电机中同时使用定子增齿的设计与转子增大极24的设计，记为组合三；所述组合一中，电机在运转过程中，存在两种信号状态，分别为第一定子状态与第二定子状态；所述组合二中，电机在运转过程中，存在两种信号状态，分别为第一转子状态与第二转子状态；所述组合三中，电机在运转过程中，存在两种状态；所述组合三中，当定子上的增大齿11与转子上的增大极24相互配合且定子上的常规齿12与转子上的常规极25相互配合时，为第一定转子状态；所述第一定转子状态下，对电机进行位置检测时，控制器采集到的感应信号的信号波形波峰值异常增大，记为A5；所述组合三中，当定子上的增大齿11与转子上的转子常规极25相互配合且定子上的常规齿12与转子上的增大极24相互配合时，为第二定转子状态；所述第二定转子状态下，对电机进行位置检测时，控制器采集到的感应信号的信号波形波峰值明显平缓，记为A6；所述第一定转子状态下的信号波形峰值A5大于第二定转子状态下的信号波形峰值A6，即A5﹥A6；所述对电机进行控制的控制器在电机转动时，采集定子与转子在电机运转过程中产生的感应信号，通过对信号波形峰值A5与A6的对比、区分；所述控制器通过对A5与A6的对比、区分，将采集得到的感应信号中的第一定转子状态与第二定转子状态进行划分，确定其特定的定转子的相对位置，使控制器依据采集到的感应信号得到清晰准确的定转子的相对位置信息，完成对电机的精准控制；

工作时，组合三中，在定子铁芯中使用增大齿11以及在转子中使用增大极24，使电机在运转过程中检测到的感应信号大大增强，同时，在电机运转过程中，处于第一定转子状态时，控制器采集到的感应信号的波形峰值异常增大，特征明显，处于第二定转子状态时，控制器采集到的感应信号的波形峰值相对较低，对比组合三中的两种状态，控制器能够轻松的区分第一定转子状态与第二定转子状态，从而确定电机运转过程中，特定的定转子相对位置，提升控制器对电机控制的准确性与可靠性，同时，定位过程中，采用电机本身的机械结构进行定位，结构可靠，避免使用外加传感器，降低生产成本，同时，控制器采集到感应信号的信号强度不会减弱，对控制器的信号采集能力要求相对较低，降低控制器生产成本。

作为本发明一种实施方式，所述电机的定子铁芯使用固定形状的硅钢片一1并利用硅钢片一1上的特殊结构形成铆接扣点叠合压制得到；所述转子采用固定形状的硅钢片二2并利用硅钢片二2上的特殊结构形成铆接扣点叠合压制得到；所述定子铁芯使用的硅钢片一1与转子上使用的硅钢片二2使用冲压设备从同一块硅钢板上冲压得到；所述硅钢板在进行冲压时，首先从硅钢片冲压裁剪得到制备硅钢片二2的圆形料片；所述硅钢板同时或利用剩余材料继续裁剪出硅钢片二2后得到用于制备硅钢片一1的环形料片；所述圆环形料片的中心点与裁剪出圆形料片后出现的圆孔的中心点重合；所述圆形料片使用冲压设备，利用特定形状的冲压模具一次冲压形成所需的硅钢片二2；所述环形料片使用冲压设备，利用特定形状的冲压模具一次冲压形成所需的硅钢片一1；所述硅钢片一1进行叠合并压紧，使硅钢片一1固定连接到一起，得到定子铁芯；所述定子铁芯通过过盈配合的方式固定安装在电机的外壳内；所述定子铁芯安装时通过热套工艺安装进电机外壳内；所述硅钢片二2进行叠合并压紧，使硅钢片二2固定连接到一起，得到半成品的转子铁芯；所述转子铁芯上预留有空隙，将永磁体安装到空隙中，得到成品的转子；

工作时，通过使用硅钢片一1以及硅钢片二2叠合压制并使用扣点铆接的固定方式得到定子铁芯与转子，能够有效的提升电机内定子铁芯与转子的磁性性能，降低电机运转过程中在定子铁芯与转子中由磁场一引起的涡流通过对硅钢片一1与硅钢片二2的制造顺序的改变，使硅钢片一1与硅钢片二2能够使用同一块硅钢板通过冲压裁剪得到，提高材料的利用效率，减少生1产过程中废料的产生量，降低生产成本，同时，从硅钢板上冲压裁剪得到圆形料片以及环形料片后，进行二次冲压裁剪得到成品的硅钢片一1与硅钢片二2能够提升两者的制造精度，降低一次冲压成型过程中由于硅钢片一1与硅钢片二2的结构较为复杂，导致冲压力过大，引起冲压模具磨损过快，同时，避免在同时冲压过程中冲压力不足，导致冲压冲压不完全，导致硅钢片一1与硅钢片二2同废料之间存在连接或者引起两者边缘撕裂，导致通过硅钢片一1以及硅钢片二2制备得到的定子以及转子整体过于粗糙，影响到后续缠绕线圈以及装配。

作为本发明一种实施方式，所述硅钢板上设定有直角坐标系，且直角坐标系的原点与冲压得到的圆形料片的中心点重合；所述圆形料片冲压裁剪时，冲压设备在圆形料片上冲压有多个冲孔二23；所述冲孔二23均位于直角坐标系的X轴或Y的一侧；所述环形料片冲压裁剪时，冲压设备在环形料片上冲压有多个冲孔一13；所述冲孔一13均位于直角坐标系的X轴或Y的一侧；所述环形料片上的冲孔一13在环形料片的一面存在凹陷，另一面存在凸起的冲压边；所述圆形料片上的冲孔二23在圆形料片的一面存在凹陷，另一面存在凸起的冲压边；所述制得的硅钢片二叠合并压紧后，冲孔二23带来的冲压边圧入到相邻的硅钢片二2上，形成铆接扣点；

工作时，通过在环形料片与圆形料片上进行冲孔，能够使环形料片与圆形料片在制成硅钢片一1与硅钢片二2的过程中，方便进行定位，提升制备得到的硅钢片一1与硅钢片二2的精度，避免在使用圆形料片与环形料片冲压裁剪得到硅钢片一1与硅钢片二2时，发生偏移，导致制备的硅钢片一1与硅钢片二2的尺寸误差较大，影响装配以及最终制成的电机的运行效率，同时，冲孔一13与冲孔二23对应的冲压边在硅钢片一1与硅钢片二2叠合压制成定子铁芯以及转子时，冲压边插入到相邻的硅钢片一1或硅钢片二2中，提升定子铁芯或者转子的结构强度，避免在使用过程中出现松动，影响到电机的使用寿命。

作为本发明一种实施方式，所述冲压得到的硅钢片二2上设置有卡紧头22；所述卡紧头22位于硅钢片二2上预留的用于安装永磁体的安装孔21中；所述卡紧头22的伸出长度等于硅钢片二2的厚度的一半；所述卡紧头22在硅钢片二2经冲压存在一面凹陷，另一面凸起形成扣点铆接时，同步对硅钢片上的卡紧头22进行挤压、弯折，使相邻硅钢片二2中位于上方的硅钢片二2中的卡紧头22发生弯折，插入到位于下方的硅钢片二2的安装孔21中；所述卡紧头22插入到位于相邻硅钢片二2的安装孔21中后，弯折的卡紧头22与相邻的硅钢片2中的卡紧头22之间挤压嵌合；所述卡紧头22弯折后，永磁体通过过盈配合的方式安装在安装孔21中，永磁体的侧面与弯折后的卡紧头22之间紧密接触、挤压；

工作时，硅钢片二2经冲压存在一面凹陷，另一面凸起形成扣点铆接叠合并压紧，通过扣点铆接的方式进行固定时，卡紧头22发生弯折，从而使得到的成品转子中的相邻的硅钢片二2中位于上方的硅钢片二2中的卡紧头22向下弯折，插入到位于下方的硅钢片二2的安装孔21中，并与位于下方的硅钢片二2的安装孔21内的卡紧头22之间发生挤压嵌合，在该处形成新的铆接扣点，进一步提升转子在后续转动过程中结构的稳定性，避免转子在后续的使用过程中组成转子的硅钢片二2之间出现松动，影响到转子在转动时的动平衡，以及转子内的磁场的分布，从而影响到电机的正常工作以及电机的使用寿命，提升电机运行时的安全性，同时，由于永磁体在安装到转子铁芯上的安装孔21内时，永磁体与安装孔21之间通过过盈配合的方式固定，弯折后的卡紧头22与永磁体之间紧密接触、挤压，从而进一步对永磁体进行固定，保证永磁体安装牢固，避免永磁体出现松动，导致电机转动过程中出现抖动以及控制精度下降的问题。

具体工作流程如下：

工作时，在制备过程中，通过对硅钢片一1与硅钢片二2的制造顺序的改变，使硅钢片一1与硅钢片二2能够使用同一块硅钢板通过冲压裁剪得到，同时，从硅钢板上冲压裁剪得到圆形料片以及环形料片后，在进行二次冲压裁剪得到成品的硅钢片一1与硅钢片二2；在环形料片与圆形料片上进行冲孔，使环形料片与圆形料片在制成硅钢片一1与硅钢片二2的过程中，方便进行定位，同时，冲孔一13与冲孔二23对应的冲压边在硅钢片一1与硅钢片二2叠合压制成定子铁芯以及转子时，冲压边插入到相邻的硅钢片一1或硅钢片二2中；永磁体与安装孔之间通过过盈配合的方式固定，弯折后的卡紧头与永磁体之间紧密接触、挤压。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种自带定位感应的永磁控制电机的定转子结构，其特征在于：所述电机依据实际的使用环境以及使用要求，确定电机中的磁极数量；所述电机中的定子铁芯根据电机需求的位置采集与控制精度，确定需要进行定位的极对数，进而得到需要进行定位的磁极数量；所述定子铁芯中的定子齿依据齿宽划分为常规齿(12)与增大齿(11)两种；所述增大齿(11)的数量等于需要进行定位的磁极数量，且需要定位的磁极对应的定子绕组线圈固定安装在增大齿(11)上；所述电机中的转子上的各个磁极宽度相等且均匀分布；所述定子铁芯中任意相邻的两个增大齿(11)之间的间隔角度相等；所述常规齿(12)的齿宽设定为TWS1，增大齿(11)的齿宽设定为TWS2；所述常规齿(12)的齿宽与增大齿(11)的齿宽之间存在如下关系：1.06≤TWS2/TWS1≤1.35；所述定子铁芯上设置增大齿(11)后，电机转动过程中存在两种信号状态；所述定子上的常规齿(12)与转子上的磁极相互配合时，为第一定子状态；所述第一定子状态下，对电机进行位置检测时，控制器采集到的感应信号的信号波形峰值异常增大，记为A1；所述定子上的增大齿(11)与转子上的磁极相互配合时，为第二定子状态；所述第二定子状态下，对电机进行位置检测时，控制器采集到的感应信号的信号波形峰值相对平缓，记为A2；所述第一定子状态下的信号波形峰值A1大于第二定子状态下的信号波形峰值A2，即A1﹥A2；所述对电机进行控制的控制器在电机转动时，采集定子与转子在电机运转过程中产生的感应信号，通过对信号波形峰值A1与A2的对比、区分；所述控制器通过对A1与A2的对比、区分，将采集得到的感应信号中的第一定子状态与第二定子状态进行划分，确定其特定的定转子的相对位置，使控制器依据采集到的感应信号得到清晰准确的定转子的相对位置信息，完成对电机的精准控制。

2.根据权利要求1所述一种自带定位感应的永磁控制电机的定转子结构，其特征在于：所述电机依据实际的使用环境以及使用要求，转子内的磁极数量；所述转子内的磁极依据宽度划分为常规极(25)与增大极(24)两种；所述定子铁芯中的各个定子齿的齿宽相等且均匀分布；所述增大极(24)的数量依据实际使用过程中电机需求的位置采集与控制精度确定；所述转子上任意相邻的两个增大极(24)之间的间隔角度相等；所述常规极(25)的磁极宽度设定为MW1，增大极(24)的磁极宽设定为MW2；所述常规极(25)的磁极宽度与增大极(24)的磁极宽度之间存在如下关系：1.06≤MW2/MW1≤1.35；所述增大极(24)的磁性明显大于常规极(25)的磁性；所述转子上设置增大极(24)后，电机转动过程中存在两种信号状态；所述转子上的常规极(25)与定子上的常规齿(12)相互配合时，为第一转子状态；所述第一转子状态下，对电机进行位置检测时，控制器采集到的感应信号的信号波形波峰值相对平缓，记为A3；所述转子上的增大极(24)与定子上的常规齿(12)相互配合时，为第二转子状态；所述第二转子状态下，对电机进行位置检测时，控制器采集到的感应信号的信号波形峰值异常增大，记为A4；所述第一转子状态下的信号波形峰值A3小于第二转子状态下的信号波形峰值A4，即A3＜A4；所述对电机进行控制的控制器在电机转动时，采集定子与转子在电机运转过程中产生的感应信号，通过对信号波形峰值A3与A4的对比、区分；所述控制器通过对A3与A4的对比、区分，将采集得到的感应信号中的第一转子状态与第二转子状态进行划分，确定其特定的定转子的相对位置，使控制器依据采集到的感应信号得到清晰准确的定转子的相对位置信息，完成对电机的精准控制。

3.根据权利要求2所述一种自带定位感应的永磁控制电机的定转子结构，其特征在于：所述电机中定子铁芯内的增大齿(11)设计与转子内的增大极(24)设计存在多种组合方式；所述电机中仅使用定子增大齿(11)的设计，记为组合一；所述电机中仅使用转子增大极(24)的设计，记为组合二；所述电机中同时使用定子增齿的设计与转子增大极(24)的设计，记为组合三；所述组合一中，电机在运转过程中，存在两种信号状态，分别为第一定子状态与第二定子状态；所述组合二中，电机在运转过程中，存在两种信号状态，分别为第一转子状态与第二转子状态；所述组合三中，电机在运转过程中，存在两种状态；所述组合三中，当定子上的增大齿(11)与转子上的增大极(24)相互配合且定子上的常规齿(12)与转子上的常规极(25)相互配合时，为第一定转子状态；所述第一定转子状态下，对电机进行位置检测时，控制器采集到的感应信号的信号波形波峰值异常增大，记为A5；所述组合三中，当定子上的增大齿(11)与转子上的转子常规极(25)相互配合且定子上的常规齿(12)与转子上的增大极(24)相互配合时，为第二定转子状态；所述第二定转子状态下，对电机进行位置检测时，控制器采集到的感应信号的信号波形波峰值明显平缓，记为A6；所述第一定转子状态下的信号波形峰值A5大于第二定转子状态下的信号波形峰值A6，即A5﹥A6；所述对电机进行控制的控制器在电机转动时，采集定子与转子在电机运转过程中产生的感应信号，通过对信号波形峰值A5与A6的对比、区分；所述控制器通过对A5与A6的对比、区分，将采集得到的感应信号中的第一定转子状态与第二定转子状态进行划分，确定其特定的定转子的相对位置，使控制器依据采集到的感应信号得到清晰准确的定转子的相对位置信息，完成对电机的精准控制。

4.根据权利要求3所述一种自带定位感应的永磁控制电机的定转子结构，其特征在于：所述电机的定子铁芯使用固定形状的硅钢片一(1),并利用硅钢片一(1)上的特殊结构形成铆接扣点叠合压制得到；所述转子采用固定形状的硅钢片二(2),并利用硅钢片(2)上的特殊结构形成铆接扣点叠合压制得到；所述定子铁芯使用的硅钢片一(1)与转子上使用的硅钢片二(2)使用冲压设备从同一块硅钢板上冲压得到；所述硅钢板在进行冲压时，首先从硅钢片冲压裁剪得到制备硅钢片二(2)的圆形料片；所述硅钢板裁剪出硅钢片二(2)后,同时或利用剩余材料继续进行冲压裁剪得到用于制备硅钢片一(1)的环形料片；所述圆环形料片的中心点与裁剪出圆形料片后出现的圆孔的中心点重合；所述圆形料片使用冲压设备，利用特定形状的冲压模具一次冲压形成所需的硅钢片二(2)；所述环形料片使用冲压设备，利用特定形状的冲压模具一次冲压形成所需的硅钢片一(1)；所述硅钢片一(1)进行叠合并压紧，形成铆接扣点，使硅钢片一(1)固定连接到一起，得到定子铁芯；所述定子铁芯通过过盈配合的方式固定安装在电机的外壳内；所述定子铁芯安装时通过热套工艺安装进电机外壳内；所述硅钢片二(2)进行叠合并压紧，形成铆接扣点，使硅钢片二(2)固定连接到一起，得到半成品的转子铁芯；所述转子铁芯上预留有空隙，将永磁体安装到空隙中，得到成品的转子。

5.根据权利要求4所述一种自带定位感应的永磁控制电机的定转子结构，其特征在于：所述硅钢板上设定有直角坐标系，且直角坐标系的原点与冲压得到的圆形料片的中心点重合；所述圆形料片冲压裁剪时，冲压设备在圆形料片上冲压有多个冲孔二(23)；所述冲孔二(23)均位于直角坐标系的X轴或Y的一侧；所述环形料片冲压裁剪时，冲压设备在环形料片上冲压有多个冲孔一(13)；所述冲孔一(13)均位于直角坐标系的X轴或Y的一侧；所述环形料片上的冲孔一(13)在环形料片的一面存在凹陷,另一面存在凸起的冲压边；所述圆形料片上的冲孔二(23)在圆形料片的一面存在凹陷,另一面存在凸起的冲压边；所述制得的硅钢片二叠合并压紧后，冲孔二带来的冲压边圧入到相邻的硅钢片二上，形成铆接扣点。

6.根据权利要求4所述一种自带定位感应的永磁控制电机的定转子结构，其特征在于：所述冲压得到的硅钢片二(2)上设置有卡紧头(22)；所述卡紧头(22)位于硅钢片二(2)上预留的用于安装永磁体的安装孔(21)中；所述卡紧头(22)的伸出长度等于硅钢片二(2)的厚度的一半；所述卡紧头(22)在硅钢片二(2)经冲压存在一面凹陷，另一面凸起形成扣点铆接时，同步对硅钢片上的卡紧头(22)进行挤压、弯折，使相邻硅钢片二(2)中位于上方的硅钢片二(2)中的卡紧头(22)发生弯折，插入到位于下方的硅钢片二(2)的安装孔(21)中；所述卡紧头(22)插入到位于相邻硅钢片二(2)的安装孔(21)中后，弯折的卡紧头(22)与相邻的硅钢片(2)中的卡紧头(22)之间挤压嵌合；所述卡紧头(22)弯折后，永磁体通过过盈配合的方式安装在安装孔(21)中，永磁体的侧面与弯折后的卡紧头(22)之间紧密接触、挤压。

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