DE112017000172T5

DE112017000172T5 - Bürstenloser Gleichstrommotor

Info

Publication number: DE112017000172T5
Application number: DE112017000172.2T
Authority: DE
Inventors: Seong Kook Cho; Sang Hun Kim; Kyung Hun Jung; Min Gyo Jung; Jae Kyoung Jin
Original assignee: Hanon Systems Corp
Current assignee: Hanon Systems Corp
Priority date: 2016-08-11
Filing date: 2017-05-04
Publication date: 2018-07-05
Also published as: US20190157929A1; CN108370195A; KR102215005B1; US10644549B2; CN108370195B; KR20180018285A

Abstract

Es wird ein BLDC-Motor offenbart, der Folgendes enthält: einen Stator, der mit mehreren Zähnen versehen ist, die sich in Richtung einer Innenseite eines Kerns erstrecken und um die eine Spule gewickelt ist; Rotoren, die an einer Innenseite des Stators derart angeordnet sind, dass sie voneinander beabstandet sind, und mehrere Permanentmagneten aufweisen, die mit einem Kern davon gekoppelt sind; und Hall-Sensoren, die derart angeordnet sind, dass sie einer Außenumfangsfläche des Kerns des Rotors gegenüberliegen, während sie voneinander beabstandet sind, und innerhalb eines Höhenbereichs zwischen beiden Oberflächen in einer Höhenrichtung des Kerns des Rotors angeordnet sind, um eine als Antwort auf eine Drehung des Rotors erfolgende Änderung eines Magnetfelds zu detektieren, wodurch Positionsinformationen eines Rotors genau erfasst werden und eine Drehung des Rotors genau gesteuert wird, indem ein magnetischer Fluss, der von einem Permanentmagneten des Rotors erzeugt wird, hinlänglich an einen Hall-Sensor übertragen wird, um zu ermöglichen, dass der Hall-Sensor eine Änderung eines Magnetfelds genau detektiert.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen bürstenlosen Gleichstrommotor (BLDC-Motor) und genauer auf einen BLDC-Motor, der durch Empfangen von Positionsinformationen eines gedrehten Rotors von einem Hall-Sensor, der auf einer Statorseite angebracht ist, einen Motor steuern kann.
Technischer Hintergrund
Ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC-Motor) kann Reibung und Abnutzung verhindern, die Nachteile des bestehenden Gleichstrommotors sind, und einen relativ hohen Wirkungsgrad aufweisen. Daher wird der BLDC-Motor in letzter Zeit vermehrt in Hybridfahrzeugen als ein Motor zum Drehen eines Kühlgebläses eingesetzt.
Der BLDC-Motor ist ein Motor, der keine Bürste und keinen Kommutator besitzt, die für einen Gleichstrommotor notwendig sind, sondern einen darin eingebauten, elektronischen Kommutationsmechanismus aufweist. Von den BLDC-Motoren enthält ein BLDC-Motor des Innenrotortyps einen Rotor und einen Stator, in dem sich der Rotor dreht, dessen Mitte mit einem Permanentmagneten versehen ist, und der Stator, dessen Umfang mit einer Antriebsspule umwickelt ist, ist feststehend. Das heißt, der Stator, dessen Außenseite mit der Antriebsspule umwickelt ist, ist feststehend, und der Rotor, dessen Innenseite mit dem Permanentmagneten versehen ist, dreht sich.
Wie in 1 und 2 veranschaulicht ist, enthält der herkömmliche BLDC-Motor 1 des Innenrotortyps einen Stator 30, der an einer Innenseite des Gehäuses 10 befestigt ist, und die Rotoren 20, die darin mit einem vorgegebenen Abstand angeordnet sind. Der Stator 30, der eine Ringform aufweist, ist mit mehreren Zähnen 31 versehen, die radial nach innen vorstehen und ausgebildet sind. Eine obere Komponente und eine untere Komponente des Stators 30 sind in einer Form mit den Isolatoren 40 gekoppelt, bei der die Isolatoren 40 den Stator 30 umgeben, um den Stator 30 zu isolieren, und eine Antriebsspule 60 ist um die Zähne 31 des Stators 30 gewickelt, der durch den Isolator 40 isoliert ist. Außerdem sind mehrere Permanentmagneten 21 mit dem Rotor 20 gekoppelt, die derart angeordnet sind, dass sie entlang einer Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.
In diesem Fall ist der Stator 30 mit einem Hall-Sensor 50 versehen, der ein Magnetfeld detektiert, das vom Rotor 20 erzeugt wird, um eine Position des sich drehenden Rotors 20 bestimmen zu können, wobei drei Hall-Sensoren 50 derart angeordnet sind, dass sie drei Hall-Signale detektieren können, die durch das Magnetfeld gebildet werden, das vom Rotor erzeugt wird, und eine Phasendifferenz von 120° aufweisen.
Der Hall-Sensor 50 ist ein Sensor, der betrieben wird, indem das Magnetfeld, das vom Rotor 20 erzeugt wird, darauf aufgebracht wird. Wie in 2 veranschaulicht ist, ist eine Überhangstruktur gebildet, bei der ein oberes Ende eines Kerns des Rotors 20 über einem oberen Ende eines Kerns des Stators 30 angeordnet ist, und somit ist der Hall-Sensor 50 derart angeordnet, dass er als Antwort auf die Drehung des Rotors 20 eine Änderung des Magnetfelds detektiert.
Hier detektiert der Hall-Sensor die Änderung des Magnetfelds zur Zeit der Drehung des Rotors, um ein Positionssignal des Rotors zu identifizieren. Indes detektiert der Hall-Sensor die Änderung des Magnetfelds nicht häufig genau, derart, dass er versagt, die Positionsinformationen des Rotors zu identifizieren, und daher wird der Motor möglicherweise nicht genau gesteuert oder kann sogar die Ansteuerung des Antreibens anhalten.
Das heißt, wenn die Überhangkomponente des Rotors nicht ausreichend ist, wird der magnetische Fluss, der vom Permanentmagneten des Rotors erzeugt wird, nicht hinlänglich an den Hall-Sensor übertragen, derart, dass der Hall-Sensor die Änderung des Magnetfelds möglicherweise nicht genau detektiert.
Dokument des verwandten Gebiets
Patentdokument
KR 10-1336472 B1 (27.11.2013)
Offenbarung
Technische Problemstellung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen BLDC-Motor zu schaffen, der Positionsinformationen eines Rotors genau identifizieren und eine Drehung des Rotors genau steuern kann, indem ein magnetischer Fluss, der von einem Permanentmagneten des Rotors erzeugt wird, hinlänglich an einen Hall-Sensor übertragen wird, um zu ermöglichen, dass der Hall-Sensor eine Änderung eines Magnetfelds genau detektiert.
Technische Lösung
In einem allgemeinen Aspekt enthält ein BLDC-Motor Folgendes: einen Stator 100, der mit mehreren Zähnen 120 versehen ist, die sich in Richtung einer Innenseite eines Kerns 110 erstrecken und um die eine Spule 140 gewickelt ist; Rotoren 200, die an einer Innenseite des Stators 100 derart angeordnet sind, dass sie voneinander beabstandet sind, und mehrere Permanentmagneten 220 aufweisen, die mit einem Kern 210 davon gekoppelt sind; und Hall-Sensoren 300, die derart angeordnet sind, dass sie einer Außenumfangsfläche 211 des Kerns 210 des Rotors 200 gegenüberliegen, während sie voneinander beabstandet sind, und innerhalb eines Höhenbereichs zwischen beiden Oberflächen in einer Höhenrichtung des Kerns 210 des Rotors 200 angeordnet sind, um eine als Antwort auf eine Drehung des Rotors 200 erfolgende Änderung eines Magnetfelds zu detektieren.
Eine Mittenhöhe des Kerns 210 des Rotors 200 kann von einer Mittenhöhe des Kerns 110 des Stators 100 beabstandet sein.
Die Mittenhöhe des Kerns 210 des Rotors 200 kann derart angeordnet sein, dass sie von der Mittenhöhe des Kerns 110 des Stators 100 in derselben Richtung wie die Richtung der axialen Kraft, die durch ein Gebläse 400, das sich dreht, während es mit der Drehwelle 230 des Rotors 200 gekoppelt ist, auf den Rotor 200 wirkt, beabstandet ist.
Der Kern 110 des Stators 100 kann innerhalb des Höhenbereichs zwischen beiden Oberflächen in der Höhenrichtung des Kerns 210 des Rotors 200 angeordnet sein.
Der BLDC-Motor kann ferner Folgendes enthalten: einen Isolator 150, der mit dem Stator 100 gekoppelt ist, derart, dass der Isolator 150 den Stator 100 umgibt, um den Stator 100 elektrisch zu isolieren, wobei der Isolator 150 mit einer Einsetzfuge 151 versehen sein kann, in der der Hall-Sensor 300 angeordnet sein kann.
Der BLDC-Motor kann ferner Folgendes enthalten: Gehäuse für eine gelochte gedruckte Leiterplatte 310, die an der Außenseite der Spule 140 in der Höhenrichtung derart angeordnet sind, dass sie voneinander beabstandet sind, und mit dem Isolator 150 gekoppelt sind.
Der BLDC-Motor kann ferner Folgendes enthalten: eine gelochte gedruckte Leiterplatte 320, die mit der Außenseite des Gehäuses 310 für eine gelochte gedruckte Leiterplatte in der Höhenrichtung gekoppelt ist und mit dem Hall-Sensor 300 versehen ist.
Eine Absperrplatte 311 kann vorgesehen sein, um einen Spalt zwischen der Außenumfangsfläche 211 des Kerns 210 des Rotors 200 und dem Hall-Sensor 300 zu sperren.
Die Absperrplatte 311 kann mit dem Gehäuse 310 für eine gelochte gedruckte Leiterplatte einteilig ausgebildet sein.
Zehn Permanentmagneten 220 können entlang der Umfangsrichtung um einen vorgegebenen Winkel voneinander beabstandet sein, derart, dass der Rotor 200 mit 10 Polen gebildet ist, und drei Hall-Sensoren 300 können entlang der Umfangsrichtung um 24° voneinander beabstandet sein.
Acht Permanentmagneten 220 können entlang der Umfangsrichtung um einen vorgegebenen Winkel voneinander beabstandet sein, derart, dass der Rotor 200 mit 8 Polen gebildet ist, und drei Hall-Sensoren 300 können entlang der Umfangsrichtung um 30° voneinander beabstandet sein.
Vorteilhafte Wirkungen
Gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der BLDC-Motor den magnetischen Fluss, der vom Permanentmagneten des Rotors erzeugt wird, hinlänglich an den Hall-Sensor übertragen, um zu ermöglichen, dass der Hall-Sensor die Änderung des Magnetfelds genau detektiert, wodurch die Drehung des Rotors genau gesteuert wird.
Figurenliste

1 und 2 sind eine perspektivische Ansicht und eine schematische Querschnittsansicht eines herkömmlichen BLDC-Motors, der mit einem Hall-Sensor ausgestattet ist.
3 ist eine schematische Querschnittsansicht, die einen BLDC-Motor gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
4 ist eine perspektivische Zusammenbauansicht, die den BLDC-Motor gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
5 ist eine perspektivische Einzelteilansicht eines Gehäuses für eine gelochte gedruckte Leiterplatte und eines Abschnitts einer gelochten gedruckten Leiterplatte gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine perspektivische Zusammenbauansicht eines Zustands, bei dem das Gehäuse für eine gelochte gedruckte Leiterplatte gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entfernt ist.
7 ist eine Querschnittsansicht, die den BLDC-Motor gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
8 und 9 sich eine Draufsicht von oben und ein Entwurfsdiagramm, die eine Anordnung eines 10-poligen Rotors und der Hall-Sensoren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
10 und 11 sind eine Draufsicht von oben und ein Entwurfsdiagramm, die eine Anordnung eines 8-poligen Rotors und der Hall-Sensoren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.

Beste Ausführungsform
Im Folgenden wird ein BLDC-Motor gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Konfiguration wie oben beschrieben unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen genau beschrieben.
3 ist eine schematische Querschnittsansicht, die einen BLDC-Motor gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, und 4 ist eine perspektivische Zusammenbauansicht, die den BLDC-Motor gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Wie veranschaulicht ist, enthält ein BLDC-Motor 1000 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Folgendes: einen Stator 100, der mit mehreren Zähnen 120 versehen ist, die sich in Richtung einer Innenseite eines Kerns 110 erstrecken und um die eine Spule 140 gewickelt ist; Rotoren 200, die an einer Innenseite des Stators 100 derart angeordnet sind, dass sie voneinander beabstandet sind, und mehrere Permanentmagneten 220 aufweisen, die mit einem Kern 210 davon gekoppelt sind; und Hall-Sensoren 300, die derart angeordnet sind, dass sie einer Außenumfangsfläche 211 des Kerns 210 des Rotors 200 gegenüberliegen, während sie voneinander beabstandet sind, und innerhalb eines Höhenbereichs zwischen beiden Oberflächen in einer Höhenrichtung des Kerns 210 des Rotors 200 angeordnet sind, um eine als Antwort auf eine Drehung des Rotors 200 erfolgende Änderung eines Magnetfelds zu detektieren.
Zunächst ist der Stator 100 in einem Gehäuse 500 vorgesehen, in dem ein Aufnahmeraum ausgebildet ist, und kann mit einer Innenseite des Gehäuses 500 derart gekoppelt sein, dass er feststehend ist. Hier ist der Stator 100 mit den mehreren Zähnen 120 versehen, die sich radial zu einer Innenseite des zylindrischen Kerns 110 erstrecken, und die Zähne 120 können in der Umfangsrichtung derart angeordnet sein, dass sie voneinander beabstandet sind. Außerdem können die inneren Endkomponenten der Zähne 120 mit T-Schuhen versehen sein, die sich von den Umfangsseitenflächen jedes Zahns 120 in einer Umfangsrichtung erstrecken können. Hier kann sich der T-Schuh von beiden Seitenflächen einer Endkomponente eines Zahns 120 erstrecken, und somit kann ein Paar T-Schuhe derart gebildet sein, dass es sich von einem Zahn 120 erstreckt. Außerdem weisen eine radiale Innenseitenfläche der Zähne 120 und die T-Schuhe eine Bogenform auf, und die Linien, die zwischen einer Innenumfangsfläche 121 der mehreren Zähne 120 und einer Innenumfangsfläche der T-Schuhe verbinden, können in einer Kreisform gebildet werden. Außerdem können die T-Schuhe, die auf den Zähnen 120 aneinander angrenzend gebildet sind und einander gegenüberliegen, derart gebildet sein, dass sie voneinander mit einem vorgegebenen Abstand beabstandet sind. Außerdem kann die Spule 140 derart um die Zähne 120 gewickelt sein, dass sie beide Oberflächen in einer Höhenrichtung und beide Oberflächen in einer Umfangsrichtung der Zähne 120 umgibt.
Der Rotor 200 kann an einem hohlen Abschnitt in einem Zentrum der Innenseite des Stators 100 angeordnet sein und kann in der radialen Richtung der Zähne 120 und der T-Schuhe von der Innenumfangsfläche 121 beabstandet sein. Hier ist der Rotor 200 mit einer Drehwelle 230 gekoppelt, derart, dass sich beide Enden der Drehwelle 230 drehen können, indem sie durch ein Lager 240, eine Buchse oder dergleichen mit dem Gehäuse 500 des Motors gekoppelt sind. Außerdem kann der Rotor 200 mit mehreren Permanentmagneten 220 versehen sein, die mit dem Kern 210 gekoppelt sind, der eine Zylinderform oder eine zylindrische Form aufweist. Hier können die Permanentmagneten 220 in Richtung einer radialen Innenseite von der Außenumfangsfläche 211 des Kerns 210 entlang der Umfangsrichtung geringfügig voneinander beabstandet sein. Zum Beispiel weist jeder Permanentmagnet 220 eine gerade Form auf und ist derart angeordnet, dass sie einander gegenüberliegen, derart, dass die Endkomponenten benachbarter Permanentmagneten 220 aneinander angrenzen, derart, dass eine Linie, die zwischen den radialen Außenseiten der mehreren Permanentmagneten 220 verbindet, als Kreis ausgebildet ist. Der Kern 210 kann in einer Form ausgebildet sein, bei der mehrere Fugen in einer Umfangsrichtung angeordnet sind, derart, dass der Permanentmagnet 220 in die Fugen eingefügt und daran gekoppelt sein kann. Außerdem besitzen die Permanentmagneten 220 einen Nordpol und einen Südpol, wobei ein Permanentmagnet derart angeordnet ist, dass der Nordpol an einer radialen Außenseite angeordnet ist, und die benachbarten Permanentmagneten derart angeordnet sind, dass der Südpol außerhalb angeordnet ist, derart, dass die mehreren Permanentmagneten entlang der Umfangsrichtung abwechselnd auf eine derartige Weise angeordnet sein können, dass die Positionen der Nordpole und der Südpole gewechselt werden.
Zum Beispiel kann der Stator 100 zwölf Zähne 120 aufweisen, und der Rotor 200 kann zehn Permanentmagneten 220 derart enthalten, dass zehn Pole gebildet werden.
Der Hall-Sensor 300 ist ein Sensor zum Detektieren eines Magnetfelds, das von dem Permanentmagneten 220 des Rotors 200 erzeugt wird, um eine Position des sich drehenden Rotors 200 zu bestimmen, und kann am Stator 100 feststehend eingebaut sein. Hier können drei Hall-Sensoren 300 derart angeordnet sein, dass sie drei Hall-Signale detektieren können, die durch das Magnetfeld gebildet werden, das vom Rotor 200 erzeugt wird, und eine Phasendifferenz von 120° aufweisen, und, wie veranschaulicht ist, können drei Hall-Sensoren 300 entlang einer Umfangsrichtung mit einem vorgegebenen Abstand voneinander beabstandet sein. Der Hall-Sensor 300 ist derart angeordnet, dass er der Außenumfangsfläche 211 des Kerns 210 des Rotors 200 zugewandt ist, und kann von der Außenumfangsfläche 211 des Kerns 210 beabstandet sein. Außerdem ist der Hall-Sensor 300 innerhalb eines Höhenbereichs zwischen einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche des Kerns 210 angeordnet, die beide in einer Höhenrichtung Seitenflächen sind, derart, dass ein magnetischer Fluss, der vom Permanentmagneten 220 des Rotors 200 erzeugt wird, hinlänglich an den Hall-Sensor übertragen werden kann. Daher kann der Hall-Sensor die Änderung des Magnetfelds genau detektieren.
Das heißt, der Hall-Sensor 300 ist innerhalb eines Höhenbereichs einer Überhangkomponente h1 des Rotors angeordnet, die eine Komponente ist, bei der die obere Fläche oder die untere Fläche des Kerns 210 des Rotors 200 derart ausgebildet ist, dass sie in einer Höhenrichtung von einer oberen Fläche oder einer unteren Fläche des Kerns 110 des Stators 100 vorsteht, derart, dass der Hall-Sensor die Änderung des magnetischen Flusses genau detektieren kann.
Auf diese Weise kann der BLDC-Motor gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den magnetischen Fluss, der vom Permanentmagneten des Rotors erzeugt wird, hinlänglich an den Hall-Sensor übertragen, um zu ermöglichen, dass der Hall-Sensor die Änderung des Magnetfelds genau detektiert, wodurch die Drehung des Rotors genau gesteuert wird.
Außerdem kann eine Mittenhöhe des Kerns 210 des Rotors 200 von einer Mittenhöhe des Kerns 110 des Stators 100 beabstandet sein.
Im herkömmlichen BLDC-Motor stimmen die Mittenhöhe des Kerns des Rotors und die Mittenhöhe des Kerns des Stators miteinander überein, im BLDC-Motor der vorliegenden Erfindung ist die Mittenhöhe des Kerns 210 des Rotors 200 jedoch von der Mittenhöhe des Kerns 110 des Stators 100 beabstandet. Dementsprechend verwendet die vorliegende Erfindung denselben Statorkern und denselben Kern des Rotors wie der herkömmliche BLDC-Motor, derart, dass lediglich die Mittenposition des Kerns des Rotors in der Höhenrichtung von der Mitte des Stators in der Höhenrichtung beabstandet ist, ohne eine Höhenabmessung des Kerns des Rotors zu vergrößern. Als ein Ergebnis ist eine Abmessung der Überhangkomponente h1 auf einer Seite in der Höhenrichtung relativ groß, und eine Überhangkomponente h2 auf der anderen Seite ist relativ klein, derart, dass eine Seite, an der die Überhangkomponente h1 auf einer Seite ausgebildet ist, mit dem Hall-Sensor 300 versehen sein kann. Hier ist die Mittenposition des Kerns des Rotors in der Höhenrichtung derart eingestellt, dass der Hall-Sensor der Außenumfangsfläche des Kerns des Rotors vollständig zugewandt sein kann, da der Hall-Sensor nicht derart ausgebildet sein kann, dass er kleiner oder gleich einer bestimmten Größe ist.
Somit kann der BLDC-Motor gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Kern des Rotors verwenden, der dieselbe Größe wie jene des herkömmlichen BLDC-Motors aufweist, derart, dass die Erfassungsgenauigkeit des Hall-Sensors verbessert werden kann, ohne das Gewicht verglichen mit dem verwandten Gebiet weiter zu erhöhen.
Außerdem kann die Mittenhöhe des Kerns 210 des Rotors 200 von der Mittenhöhe des Kerns 110 des Stators 100 in derselben Richtung wie die Kraft in der Richtung der Drehwelle, die durch ein Gebläse 400, das sich dreht, während es mit der Drehwelle 230 des Rotors 200 gekoppelt ist, auf den Rotor 200 wirkt, beabstandet sein.
Das heißt, der Kern 210 des Rotors 200 kann mit der Drehwelle 230 gekoppelt sein, die durch das Lager 240 mit dem Gehäuse 500 drehbar gekoppelt sein kann, und das Gebläse kann sich drehen, während er mit der Drehwelle 230 gekoppelt ist. Hier kann eine Kraft in der axialen Richtung der Drehwelle 230 wirken, wenn sich das Gebläse dreht, die bewirken kann, dass eine Last auf das Lager 240 wirkt, das die Drehwelle 230 trägt. Außerdem wirkt die axiale Kraft derart, dass durch das Magnetfeld die Mitte des Kerns des Rotors in der Höhenrichtung mit der Mitte des Kerns des Stators in der Höhenrichtung übereinstimmt, wenn die Mittenhöhe des Kerns 210 des Rotors 200 von der Mittenhöhe des Kerns 110 des Stators 100 beabstandet ist. Daher sind die Richtung der axialen Kraft durch die Drehung des Gebläses und die Richtung der axialen Kraft, in der sich der Kern des Rotors durch das Magnetfeld bewegt, einander entgegengesetzt, derart, dass die Kräfte zueinander versetzt sind, wodurch die Last verringert wird, die auf das Lager 240 aufgebracht wird, das die Drehwelle 230 trägt.
Außerdem kann der Kern 110 des Stators 100 innerhalb des Höhenbereichs zwischen beiden Oberflächen in der Höhenrichtung des Kerns 210 des Rotors 200 angeordnet sein.
Das heißt, die Mittenhöhe des Kerns 210 des Rotors 200 ist von der Mittenhöhe des Kerns 110 des Stators 100 beabstandet, und die Überhangkomponenten h1 und h2 sind auf beiden Seiten des Kerns 210 des Rotors 200 ausgebildet, um einen magnetischen Streufluss zu verringern.
Außerdem enthält der BLDC-Motor ferner einen Isolator 150, der mit dem Stator 100 gekoppelt ist, derart, dass der Isolator 150 den Stator 100 umgibt, um den Stator 100 elektrisch zu isolieren, und der Isolator 150 ist mit einer Einsetzfuge 151 versehen, in der der Hall-Sensor 300 angeordnet sein kann.
Hier ist der Isolator 150, der ein Abschnitt ist, der zum Zweck einer elektrischen Isolierung mit dem Stator 100 gekoppelt ist, aus einem Isoliermaterial hergestellt und kann derart mit dem Stator 100 gekoppelt sein, dass er einen Teil des Kerns 110 des Stators 100 und die oberen und unteren Oberflächen und beide Seitenflächen der Zähne 120 umgibt. Die Spule 140 kann um eine Außenseite des Isolators 150 gewickelt sein. Hier kann der Isolator 150, wie in 4 bis 6 veranschaulicht ist, mit einer Erweiterung 152 versehen sein, die sich von einer Endkomponente im Inneren der Zähne in Richtung einer Außenseite (oberen Komponente) in einer Höhenrichtung weiter als die Höhe der Spule 140 erstreckt und mit der Einsetzfuge 151 versehen sein kann, die eine Form aufweist, bei der ein Teil der Erweiterung 152 entfernt ist, derart, dass der Hall-Sensor 300 in der Einsetzfuge 151 angeordnet sein kann. Außerdem kann die Einsetzfuge 151 in diversen anderen Formen ausgebildet sein.
Daher kann leicht ein Raum gebildet werden, in dem der Hall-Sensor 300 angeordnet sein kann.
Außerdem kann der BLDC-Motor ferner ein Gehäuse 310 für eine gelochte gedruckte Leiterplatte enthalten, das an der Außenseite der Spule 140 in der Höhenrichtung derart angeordnet ist, dass es von der Spule 140 beabstandet ist, und mit dem Isolator 150 gekoppelt ist.
Das heißt, das Gehäuse 310 für eine gelochte gedruckte Leiterplatte kann an der Außenseite (die obere Komponente der Spule in den Zeichnungen) der Spule 140 in der Höhenrichtung derart angeordnet sein, dass es von der Spule 140 beabstandet ist, und das Gehäuse 310 für eine gelochte gedruckte Leiterplatte kann derart konfiguriert sein, dass eine äußere Komponente und eine innere Komponente in einer radialen Richtung davon auf dem Isolator 150 getragen werden und die äußere Komponente in ihrer radialen Richtung durch ein Befestigungsmittel mit dem Isolator 150 feststehend gekoppelt ist. Außerdem kann das Gehäuse 310 für eine gelochte gedruckte Leiterplatte mit einer Fuge versehen sein, die von seiner oberen Oberfläche nach unten vertieft ist, und kann mit Löchern versehen sein, die der Hall-Sensor 300 vertikal durchdringen kann.
Außerdem kann der BLDC-Motor ferner eine gelochte gedruckte Leiterplatte 320 enthalten, die mit der Außenseite des Gehäuses 310 für eine gelochte gedruckte Leiterplatte in der Höhenrichtung gekoppelt ist und mit dem Hall-Sensor 300 versehen ist.
Das heißt, in den Zeichnungen kann die gelochte gedruckte Leiterplatte 320 mit der oberen Komponente des Gehäuses 310 für eine gelochte gedruckte Leiterplatte gekoppelt sein, und die gelochte gedruckte Leiterplatte 320 kann mit den Hall-Sensoren 300 versehen sein. Die Hall-Sensoren 300 können auf der unteren Komponente angeordnet sein, während sie mit der gelochten gedruckten Leiterplatte 320 verbunden sind. Daher können die Hall-Sensoren 300 in der Einsetzfuge 151 des Isolators 150 angeordnet sein, wobei sie die Löcher durchdringen, die auf dem Gehäuse 310 für eine gelochte gedruckte Leiterplatte gebildet sind, und die gelochte gedruckte Leiterplatte 320 kann derart eingesetzt sein, dass sie in die Fuge eingefügt ist, die auf dem Gehäuse 310 für eine gelochte gedruckte Leiterplatte ausgebildet ist, und die gelochte gedruckte Leiterplatte 320 kann durch das Befestigungsmittel oder dergleichen mit dem Gehäuse 310 für eine gelochte gedruckte Leiterplatte feststehend gekoppelt sein.
Hier kann die untere Komponente des Gehäuses 310 für eine gelochte gedruckte Leiterplatte mit einem Einsatz 312 versehen sein, derart, dass das Gehäuse 310 für eine gelochte gedruckte Leiterplatte in die Einsetzfugen 151 eingefügt ist, die auf dem Isolator 150 ausgebildet sind, und in Form einer Fuge ausgebildet ist, in die der Einsatz, der in die Einsetzfuge 151 eingesetzt wird, von oben nach unten heruntergedrückt wird. Hier kann die Fuge mit dem Hall-Sensor 300 versehen sein. Somit kann die gelochte gedruckte Leiterplatte 320, auf der die Hall-Sensoren 300 angebracht sind, am Gehäuse 310 für eine gelochte gedruckte Leiterplatte montiert werden, und anschließend kann das Gehäuse 310 für eine gelochte gedruckte Leiterplatte an den Isolator 150 montiert werden.
Außerdem kann eine Absperrplatte 311 vorgesehen sein, um einen Spalt zwischen der Außenumfangsfläche 211 des Kerns 210 des Rotors 200 und dem Hall-Sensor 300 zu sperren.
Das heißt, wie veranschaulicht ist, kann die Absperrplatte 311 verhindern, dass der Hall-Sensor 300 durch den Luftstrom aufgrund der Drehung des Kerns 210 des Rotors 200 beeinflusst wird, und kann vom Kern 210 des Rotors 200 beabstandet sein, um die geöffnete, innere Seitenfläche in der radialen Richtung der Einsetzfuge 151 der Erweiterung 152 des Isolators 150 zu sperren. Hier kann die Absperrplatte 311 mit dem Gehäuse 310 für eine gelochte gedruckte Leiterplatte, dem Isolator 150 oder dergleichen auf unterschiedliche Weise gekoppelt sein oder kann mit dem Isolator 150 einteilig ausgebildet sein.
Außerdem kann die Absperrplatte 311 mit dem Gehäuse 310 für eine gelochte gedruckte Leiterplatte einteilig ausgebildet sein.
Das heißt, die Absperrplatte 311 ist mit dem Gehäuse 310 für eine gelochte gedruckte Leiterplatte einteilig ausgebildet, derart, dass die Absperrplatte 311 einfach angeordnet und befestigt werden kann. Wie oben beschrieben ist, kann eine Fläche des Einsatzes die Absperrplatte sein, wenn die untere Komponente des Gehäuses 310 für eine gelochte gedruckte Leiterplatte mit dem Einsatz versehen ist, derart, dass das Gehäuse 310 für eine gelochte gedruckte Leiterplatte in die Einsetzfugen 151 eingefügt ist, die auf dem Isolator 150 ausgebildet sind.
Wenn der Hall-Sensor 300 in dem Einsatz des Gehäuses 310 für eine gelochte gedruckte Leiterplatte angeordnet ist, kann der Hall-Sensor nicht durch strömende Luft beeinflusst werden, und der Hall-Sensor kann vor Staub oder Fremdmaterialien geschützt werden.
Außerdem sind zehn Permanentmagneten 220 entlang der Umfangsrichtung um einen vorgegebenen Winkel voneinander beabstandet, derart, dass der Rotor 200 mit 10 Polen gebildet ist, und drei Hall-Sensoren 300 können entlang der Umfangsrichtung um 24° voneinander beabstandet sein.
Das heißt, wie oben beschrieben ist, können im Rotor 200 die Permanentmagneten 220, die in der Nähe der radialen Außenseite des Kerns 210 positioniert sind, entlang der Umfangsrichtung mit einem vorgegebenen Abstand voneinander beabstandet sein, 10 Permanentmagneten 220 können entlang der Umfangsrichtung in Bezug auf das Drehzentrum des Rotors um einen vorgegebenen Winkel voneinander beabstandet sein, ein Nordpol eines Permanentmagneten kann an der radialen Außenseite angeordnet sein, und ein Südpol davon kann an der radialen Innenseite angeordnet sein, die Südpole benachbarter Permanentmagneten können an der radialen Außenseite angeordnet sein, und deren Nordpole können an der radialen Innenseite angeordnet sein, und die Permanentmagneten sind abwechselnd in der Form angeordnet, bei der die Positionen des Nordpols und des Südpols entlang der Umfangsrichtung gewechselt werden, derart, dass der Rotor 200 mit 10 Polen gebildet sein kann.
In dieser Konfiguration können drei Hall-Sensoren 30 entlang der Umfangsrichtung in Bezug auf das Drehzentrum des Rotors um 24° voneinander beabstandet sein. Das heißt, für eine Periode, in der ein Permanentmagnet, bei dem ein Nordpol an einer Außenseite angeordnet ist, und ein Permanentmagnet, bei dem ein Südpol an einer Außenseite angeordnet ist, vorüberlaufen, während sich der Rotor 200 um 360° dreht, wird ein Maschinenwinkel für eine einmalige Periode des 10-poligen Rotors zu 360°/5 = 72°, da ein Maschinenwinkel fünf Mal wiederholt wird, und der Maschinenwinkel von 72° für die einmalige Periode entspricht einem elektrischen Winkel von 360°. Daher kann der Maschinenwinkel der drei Hall-Sensoren 300, die mit einer Phasendifferenz von 120° als einem elektrischen Winkel in Bezug auf den elektrischen Winkel 360° angeordnet sind, 24° betragen, derart, dass die drei Hall-Sensoren 300 in der Umfangsrichtung um 24° voneinander beabstandet sein können.
Außerdem sind acht Permanentmagneten 220 entlang der Umfangsrichtung um einen vorgegebenen Winkel voneinander beabstandet, derart, dass der Rotor 200 mit 8 Polen gebildet ist, und drei Hall-Sensoren 300 können entlang der Umfangsrichtung um 30° voneinander beabstandet sein.
Das heißt, wie oben beschrieben ist, ist der Permanentmagnet 8-fach ausgebildet, derart, dass der Rotor 200 mit 8 Polen gebildet sein kann, 8 Permanentmagneten 220 können entlang der Umfangsrichtung in Bezug auf das Drehzentrum des Rotors um einen vorgegebenen Winkel voneinander beabstandet sein, und ähnlich dem 10-poligen Rotor sind die mehreren Permanentmagneten entlang der Umfangsrichtung abwechselnd in der Form angeordnet, dass die Positionen der Nordpole und der Südpole der Permanentmagneten gewechselt werden, derart, dass der Rotor 200 mit 10 Polen gebildet sein kann.
In dieser Konfiguration können drei Hall-Sensoren 30 entlang der Umfangsrichtung in Bezug auf das Drehzentrum des Rotors um 30° voneinander beabstandet sein. Das heißt, für eine Periode, in der ein Permanentmagnet, bei dem ein Nordpol an einer Außenseite angeordnet ist, und ein Permanentmagnet, bei dem ein Südpol an einer Außenseite angeordnet ist, vorüberlaufen, während sich der Rotor 200 um 360° dreht, wird ein Maschinenwinkel für eine einmalige Periode des 8-poligen Rotors zu 360°/4 = 90°, da ein Maschinenwinkel vier Mal wiederholt wird, und der Maschinenwinkel von 90° für die einmalige Periode entspricht einem elektrischen Winkel von 360°. Daher kann der Maschinenwinkel der drei Hall-Sensoren 300, die mit einer Phasendifferenz von 120° als einem elektrischen Winkel in Bezug auf den elektrischen Winkel 360° angeordnet sind, 30° betragen, derart, dass die drei Hall-Sensoren 300 in der Umfangsrichtung um 30° voneinander beabstandet sein können.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben genannten, beispielhaften Ausführungsformen eingeschränkt, sondern kann auf unterschiedliche Weise angewendet werden und kann durch den Fachmann auf dem Gebiet, das die vorliegende Erfindung betrifft, auf unterschiedliche Weise modifiziert werden, ohne vom Hauptinhalt der vorliegenden Erfindung abzuweichen, der in den Ansprüchen beansprucht wird.
Bezugszeichenliste

1000:: BLDC-Motor
100:: Stator
110:: Kern
120:: Zähne
121:: Innenumfangsfläche
140:: Spule
150:: Isolator
151:: Einsetzfuge
152:: Erweiterung
200:: Rotor
210:: Kern
211:: Außenumfangsfläche
220:: Permanentmagnet
230:: Drehwelle
240:: Lager
h1, h2:: Überhangkomponente
300:: Hall-Sensor
310:: Gehäuse für eine gelochte gedruckte Leiterplatte
311:: Absperrplatte
312:: Einsatz
320:: gelochte gedruckte Leiterplatte
500:: Gehäuse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 101336472 B1 [0009]

Claims

BLDC-Motor, der Folgendes umfasst: einen Stator 100, der mit mehreren Zähnen 120 versehen ist, die sich in Richtung einer Innenseite eines Kerns 110 erstrecken und um die eine Spule 140 gewickelt ist; Rotoren 200, die an einer Innenseite des Stators 100 derart angeordnet sind, dass sie voneinander beabstandet sind, und mehrere Permanentmagneten 220 aufweisen, die mit einem Kern 210 davon gekoppelt sind; und Hall-Sensoren 300, die derart angeordnet sind, dass sie einer Außenumfangsfläche 211 des Kerns 210 des Rotors 200 gegenüberliegen, während sie voneinander beabstandet sind, und innerhalb eines Höhenbereichs zwischen beiden Oberflächen in einer Höhenrichtung des Kerns 210 des Rotors 200 angeordnet sind, um eine als Antwort auf eine Drehung des Rotors 200 erfolgende Änderung eines Magnetfelds zu detektieren.
BLDC-Motor nach Anspruch 1, wobei eine Mittenhöhe des Kerns 210 des Rotors 200 von einer Mittenhöhe des Kerns 110 des Stators 100 beabstandet ist.
BLDC-Motor nach Anspruch 2, wobei die Mittenhöhe des Kerns 210 des Rotors 200 derart angeordnet ist, dass sie von der Mittenhöhe des Kerns 110 des Stators 100 in derselben Richtung wie eine Richtung einer axialen Kraft, die durch ein Gebläse 400, das sich dreht, während es mit der Drehwelle 230 des Rotors 200 gekoppelt ist, auf den Rotor 200 wirkt, beabstandet ist.
BLDC-Motor nach Anspruch 2, wobei der Kern 110 des Stators 100 innerhalb des Höhenbereichs zwischen beiden Oberflächen in der Höhenrichtung des Kerns 210 des Rotors 200 angeordnet ist
BLDC-Motor nach Anspruch 1, der ferner Folgendes umfasst: einen Isolator 150, der mit dem Stator 100 gekoppelt ist, derart, dass der Isolator 150 den Stator 100 umgibt, um den Stator 100 elektrisch zu isolieren, wobei der Isolator 150 mit einer Einsetzfuge 151 versehen ist, in der der Hall-Sensor 300 angeordnet sein kann.
BLDC-Motor nach Anspruch 5, der ferner Folgendes umfasst: Gehäuse 310 für eine gelochte gedruckte Leiterplatten, die an einer Außenseite der Spule 140 in der Höhenrichtung derart angeordnet sind, dass sie voneinander beabstandet sind, und mit dem Isolator 150 gekoppelt sind.
BLDC-Motor nach Anspruch 6, der ferner Folgendes umfasst: eine gelochte gedruckte Leiterplatte 320, die an eine Außenseite des Gehäuses 310 für eine gelochte gedruckte Leiterplatte in der Höhenrichtung gekoppelt ist und mit dem Hall-Sensor 300 versehen ist.
BLDC-Motor nach Anspruch 5, wobei eine Absperrplatte 311 vorgesehen ist, um einen Spalt zwischen der Außenumfangsfläche 211 des Kerns 210 des Rotors 200 und dem Hall-Sensor 300 zu sperren.
BLDC-Motor nach Anspruch 8, wobei die Absperrplatte 311 mit dem Gehäuse 310 für eine gelochte gedruckte Leiterplatte einteilig ausgebildet ist.
BLDC-Motor nach Anspruch 1, wobei zehn Permanentmagneten 220 entlang der Umfangsrichtung um einen vorgegebenen Winkel voneinander beabstandet sind, derart, dass der Rotor 200 mit 10 Polen gebildet ist, und drei Hall-Sensoren 300 entlang der Umfangsrichtung um 24° voneinander beabstandet sind.
BLDC-Motor nach Anspruch 1, wobei acht Permanentmagneten 220 entlang der Umfangsrichtung um einen vorgegebenen Winkel voneinander beabstandet sind, derart, dass der Rotor 200 mit 8 Polen gebildet ist, und drei Hall-Sensoren 300 entlang der Umfangsrichtung um 30° voneinander beabstandet sind.