[發(fā)明專利]一種用于雕塑制作的電機控制裝置及控制方法

在審

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• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107592040A
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發(fā)明（設計）人: 夏翠英;丁海;劉海濱
• 申請（專利權(quán)）人: 南京晨光藝術工程有限公司
• 主分類號: H02P6/16
• 分類號: H02P6/16
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發(fā)明涉及電機控制，尤其涉及一種基于光電信號的用于雕塑制作的電機控制裝置，還涉及一種基于光電信號的電機控制方法。

背景技術

近年來，旅游景點、城市等對大型石雕的需求越來越大，如此同時，也對雕塑的制作工藝、效率等提出了更高的要求。傳統(tǒng)的大型石雕制作，一般由人工完成，包括畫線、打格子、取料、雕刻等步驟，耗時長、精度低，對制作工人的個人技術和速度要求高，而且需要人員相對固定。當前，制作工人特別是手藝精的工人的待遇要求越來越高，加上制作時間又長，傳統(tǒng)的大型石雕制作需要耗費大量的人力成本，造成總體收益降低，大大削弱企業(yè)的核心競爭力。因此，快速發(fā)展的新社會新時代急需一種快速高效的基于電機控制的大型石雕制作方法，在降低成本的同時提高精度和效率，使企業(yè)在激烈的競爭中脫穎而出。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的第一目的是提供一種基于光電位置傳感器和霍爾控制器的石雕制作電機控制裝置，本發(fā)明的第二目的是提供一種利用光電位置傳感器獲取轉(zhuǎn)子位置信號，霍爾控制器通過該位置信號控制電機轉(zhuǎn)動的電機控制方法。

技術方案：本發(fā)明所述的一種基于光電信號的電機控制裝置，包括霍爾控制器、信號轉(zhuǎn)換模塊和位置傳感器，該信號轉(zhuǎn)換模塊為由電流調(diào)節(jié)電路、電壓調(diào)節(jié)電路和邏輯電路組成的信號調(diào)理電路；所述位置傳感器包括光電管及與之配套的齒輪狀的編碼盤；其中，編碼盤隨轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動，其齒數(shù)等于永磁的極對數(shù)，光電管垂直于編碼盤設置，并在以編碼盤旋轉(zhuǎn)軸線延長線某固定點位置為圓心的圓周上上均勻布置；所述光電管優(yōu)選為三個，編碼盤的齒面和空缺面的面積相等。

由于在粉塵及其它污染環(huán)境下經(jīng)常會造成光電管因遮蔽堵塞而失效，從而導致位置信號采集錯誤，影響電機的運行。故對裝置采用防塵隔熱封裝處理。

為保證正常的通訊，所述光電管的反饋電平為5-24V。如果光電管反饋電平低，則需要調(diào)理電路進行信號升壓，以正常使用。

利用上述檢測裝置實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)子位置檢測的方法，包括如下步驟：

(A)安裝并調(diào)試所述檢測裝置，使光電管的輸入/輸出端口與霍爾控制器的輸入/輸出端口相匹配；

(B)編碼盤隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，光電管通過識別編碼盤產(chǎn)生光電反饋信號，通過信號轉(zhuǎn)換模塊將光電反饋信號轉(zhuǎn)換為霍爾反饋信號；

(C)霍爾控制器根據(jù)霍爾反饋信號得到轉(zhuǎn)子位置信息，進而控制電機運轉(zhuǎn)。

工作原理：使用光電管及配套編碼盤代替常規(guī)的霍爾位置傳感器，并將光電管的輸入/輸出端口與霍爾控制器的輸入/輸出端口相匹配，光電管通過識別轉(zhuǎn)動的編碼盤來產(chǎn)生光電反饋信號，信號轉(zhuǎn)換模塊將該光電反饋信號轉(zhuǎn)換為霍爾反饋信號，霍爾控制器即可根據(jù)霍爾反饋信號控制電機運轉(zhuǎn)。

有益效果：和現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明使用光電霍爾組件控制電機，避免了霍爾元件因為電流變化或強磁的使用而引起磁場反饋誤差，使得電機運轉(zhuǎn)更平穩(wěn)；相比調(diào)頻控制，更適用于大扭矩的情形；遮光編碼盤加工精準，致使在位置判斷上，光電霍爾組件相比霍爾元件要準確很多，特別在大功率、大扭矩的永磁電機中；采取防塵隔熱設計，避免失效后電機失控。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的功能結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式和附圖對本發(fā)明的技術方案作進一步說明。

一種基于光電信號的用于雕塑制作的電機控制裝置，包括霍爾控制器1、信號轉(zhuǎn)換模塊2和位置傳感器3，位置傳感器3由三個光電管及與之配套的編碼盤組成，編碼盤做成齒輪狀，齒面和空缺面的面積等分，齒數(shù)等于永磁的極對數(shù)(N-S極對數(shù))。安裝調(diào)試上述裝置，使光電管I/O與霍爾控制器的I/O相匹配；編碼盤隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，光電管識別編碼盤轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生光電反饋信號，該光電反饋信號通過信號轉(zhuǎn)換模塊2轉(zhuǎn)換為霍爾反饋信號，霍爾控制器1根據(jù)霍爾反饋信號得到轉(zhuǎn)子的位置信息，進而控制電機運轉(zhuǎn)。所述信號轉(zhuǎn)換模塊2為由電流、電壓調(diào)節(jié)電路和邏輯電路組成的信號調(diào)理電路。

上述霍爾控制器1、信號轉(zhuǎn)換模塊2和位置傳感器3可內(nèi)置或者外置于電機，采取內(nèi)置形式時，光電管設于定子印刷線路板上，垂直于編碼盤均勻布設，編碼盤設于位置傳感器槽內(nèi)，與轉(zhuǎn)子同軸旋轉(zhuǎn)，位置傳感器3的信號處理電路與信號轉(zhuǎn)換模塊2相連，信號轉(zhuǎn)換模塊2外接霍爾控制器1；采取外掛形式時，編碼盤設于永磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸延伸外凸至電機外部的部分。本發(fā)明還可以采用外掛式，非常方便現(xiàn)場的安裝、調(diào)試和維修，操作更快捷方便；由于在雕塑制作或者安裝處理的過程中，會有大量的粉塵及其它污染顆粒，會造成光電管因遮蔽堵塞而失效，從而導致位置信號采集錯誤，影響電機的運行，本發(fā)明優(yōu)選對外掛裝置進行防塵隔熱封裝處理。