[實(shí)用新型]基于角度傳感器的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720120660.2
• 申請日: 2017-02-09
• 公開（公告）號: CN206506413U
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳銘智;戴建國;曾憲良;祁森林;龔杰
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南天富機(jī)電科技有限公司
• 主分類號: H02K11/215
• 分類號: H02K11/215
• 代理公司: 安化縣梅山專利事務(wù)所43005
• 代理人: 夏贊希

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電機(jī)檢測領(lǐng)域，尤其是一種基于角度傳感器的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

永磁同步電動機(jī)控制簡單，動態(tài)特性好，在工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。隨著高性能永磁材料技術(shù)、電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)的飛速發(fā)展以及矢量控制理論、自動控制理論研究的不斷深入，永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)得到了迅速發(fā)展。磁性編碼器適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)，成本低，可靠性高。因此，基于磁編碼器的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)具有很好的前景和應(yīng)用價值。

傳感器是電動機(jī)控制系統(tǒng)的重要組成單元。為了實(shí)現(xiàn)優(yōu)越的控制性能，其傳感器應(yīng)能準(zhǔn)確反映系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，這就要求傳感器具有靈敏度高、動態(tài)性能好、精度高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。現(xiàn)在，用于電機(jī)控制系統(tǒng)位置檢測的傳感器主要有感應(yīng)同步器、旋轉(zhuǎn)變壓器、光電編碼器、磁性編碼器。這些編碼器既可用于轉(zhuǎn)子位置檢測，也可用于速度檢測。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種基于角度傳感器的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)，精度高、成本低、空間小、且不易受灰塵、油污等污染。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：一種基于角度傳感器的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)，包括電機(jī)、轉(zhuǎn)軸、鋁制基座、磁柱、磁鐵、角度傳感器、差分芯片AM26LS31和PCB板，所述轉(zhuǎn)軸設(shè)于電機(jī)上且與電機(jī)一體化連接，所述鋁制基座蓋設(shè)于所述轉(zhuǎn)軸上，所述鋁制基座上均勻設(shè)有若干個等尺寸的磁柱且若干個磁柱相對于鋁制基座的中心軸線對稱，所述磁鐵蓋設(shè)于所述若干個磁柱上，所述角度傳感器與差分芯片AM26LS31集成在PCB板上，且所述磁鐵的中心正對著位于角度傳感器中心的巨磁阻感應(yīng)區(qū)域。

優(yōu)選地，所述磁鐵選用直徑較大的磁鐵。

優(yōu)選地，所述角度傳感器的內(nèi)部集成有角度計算模塊，可將原始值進(jìn)行數(shù)字處理后輸出絕對角度。

優(yōu)選地，所述角度傳感器的內(nèi)部集成有自動標(biāo)定和溫度補(bǔ)償模塊，在溫度范圍和壽命周期里可以達(dá)到1°精度。

優(yōu)選地，所述角度傳感器與MCU相連，通過SSC協(xié)議、PWM協(xié)議、SPC（兼容SENT協(xié)議）協(xié)議、HSM模式以及IIF協(xié)議來獲取電機(jī)的位置及角速度數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述SSC和IIF協(xié)議通信中采用差分處理。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果：當(dāng)電機(jī)工作時，本實(shí)用新型轉(zhuǎn)軸帶動磁鐵轉(zhuǎn)動，傳感器能夠檢測到平行于其封裝表面的磁場變，此電路以及機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、成本低、空間小；相比于光電編碼器，角度傳感器還具有不易受灰塵、油污等污染優(yōu)點(diǎn)；相比于基于霍爾原理的磁性角度傳感器，基于巨磁阻原理的角度傳感器精度更高。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式，對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。

如圖1所示，一種基于角度傳感器的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)，包括電機(jī)1、轉(zhuǎn)軸2、鋁制基座3、磁柱4、磁鐵5、角度傳感器6、差分芯片AM26LS31和PCB板7。其中轉(zhuǎn)軸2設(shè)于電機(jī)1上且與電機(jī)1一體化連接，鋁制基座3蓋設(shè)于轉(zhuǎn)軸2上，鋁制基座3上均勻設(shè)有若干個等尺寸的磁柱4且若干個磁柱4相對于鋁制基座3的中心軸線對稱，磁鐵5蓋設(shè)于若干個磁柱4上，角度傳感器6固定設(shè)于PCB板7上，且磁鐵4的中心正對著位于角度傳感器6中心的巨磁阻感應(yīng)區(qū)域。

本磁鐵與電機(jī)轉(zhuǎn)軸之間嵌套一鋁制基座3，使得磁鐵5與電機(jī)轉(zhuǎn)軸2隔離，磁鐵5不會與轉(zhuǎn)軸2直接接觸，避免磁鐵5與鐵質(zhì)轉(zhuǎn)軸2直接接觸而產(chǎn)生消磁反應(yīng)，長久使用導(dǎo)致磁鐵磁場減弱，甚至磁場失效。而在磁柱4在鋁制基座上的均勻分布設(shè)置，一方面是為了適應(yīng)鋁制基座3及其上的電學(xué)元件的結(jié)構(gòu)，同時也使得磁柱4分布均勻、且便于在磁柱4上設(shè)置磁鐵5，磁鐵5中心與電機(jī)轉(zhuǎn)軸2中心在同一軸線上，使得磁場分布均勻。

電機(jī)1置于電機(jī)外蓋8上，角度傳感器6與差分芯片AM26LS31集成在一塊PCB板7上，置與電機(jī)外蓋8上，并使得PCB板中心與電機(jī)轉(zhuǎn)軸2中心對齊。

其中，為了減小由安裝或者生產(chǎn)帶來的誤差如PCB安裝、芯片貼片、磁鐵裝配以及轉(zhuǎn)軸徑向跳動等因素導(dǎo)致的額外系統(tǒng)誤差，盡量選擇直徑較大的磁鐵5，且安裝時磁鐵5中心盡量正對著TLE5012B芯片中心巨磁阻感應(yīng)區(qū)域。

當(dāng)電機(jī)1工作時，本實(shí)用新型轉(zhuǎn)軸2帶動磁鐵轉(zhuǎn)動，傳感器能夠檢測到平行于其封裝表面的磁場變，此電路以及機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、成本低、空間小；相比于光電編碼器，角度傳感器6還具有不易受灰塵、油污等污染優(yōu)點(diǎn)；相比于基于霍爾原理的磁性角度傳感器，基于巨磁阻原理的角度傳感器精度更高。