[發明專利]基于不同磁鋼長度的絕對式磁電角位移傳感器實現方法

在審

• 申請號: 201811387419.1
• 申請日: 2018-11-21
• 公開（公告）號: CN109470127A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 陳家新;楊靜;陳先如;齊亞濱;田偉
• 申請（專利權）人: 東華大學;中國紡織機械工業協會;北京興友經貿有限公司
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 宋纓;錢文斌

本發明涉及一種基于不同磁鋼長度的絕對式磁電角位移傳感器實現方法，將單軌道轉子碼盤按照圓周劃分為若干區域，其中每個區域內安裝一個貼片式磁鋼，每個貼片式磁鋼的長度不同，相鄰磁鋼之間按照N?S?N?S交替的方式均勻充磁，在定子側面安裝有數量不小于2個的磁敏傳感器，通過磁敏傳感器輸出的組合信號確定一周內信號的唯一性。本發明能夠實時測量并獲取電機轉軸等旋轉的角位移。

技術領域

本發明涉及電機轉子旋轉角位移測試技術領域，特別是涉及一種基于不同磁鋼長度的絕對式磁電角位移傳感器實現方法。

背景技術

編碼器檢測電機的轉子位置和轉速并以數字量的形式反饋給控制器，通過控制器中的控制算法輸出控制量，分別進行位置環和速度環的控制，實現一個完整的閉環伺服控制。通過伺服控制系統的構成可見，要實現電機的高性能控制，編碼器反饋的信息必須快速，準確和可靠，故編碼器的品質在很大程度上決定了電機運行的效果。在實際的伺服電機生產中，一般會在電機轉子上同軸集成安裝編碼器，用于獲取轉子的位置和速度信息。

軸角編碼器主要有光電式和磁電式兩種。目前工控行業中應用的主要是光電式軸角編碼器，其分辨率高，制作技術非常成熟；但其碼盤抗振動、沖擊能力不強，容易受油污、塵埃、結露環境的影響，實現高分辨率主要靠增加碼盤刻線，實現小型且高分辨率輸出比較困難；另外，工作溫度范圍不寬，絕對式輸出型體積大難以小型化。

磁編碼器主要分為傳統的磁阻式磁電編碼器和霍爾式磁電編碼器，前者結構復雜，元器件的制取成本高，角度輸出為增量式，而后者結構簡單成本較低成為磁編碼器發展的主流方向。

霍爾式磁電編碼器是采用霍爾元件感應磁信號的變化，通過霍爾輸出信號的解算得到角位移信息，在算法設計上按照連續信號的模型進行運算輸出連續的絕對角度，不同于磁阻式磁電編碼器的利用信號的跳變輸出增量脈沖。按照采用磁鋼的極對數的不同，分為單對磁極和多對磁極霍爾式磁電編碼器。

磁電編碼器可以電機集成安裝，制成封閉式結構，受外界污染影響小。與光電編碼器和旋轉變壓器相比具有獨特的優勢，磁電編碼器結構簡單，組成部件少，響應速度快，體積更小，成本更低，抗沖擊能力強。基于上述優點，近年來磁電編碼器在高精度測量和運動控制領域中的應用不斷增加，成為系統不可或缺的組成部分。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種基于不同磁鋼長度的絕對式磁電角位移傳感器實現方法，能夠實時測量并獲取電機轉軸等旋轉的角位移。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種基于不同磁鋼長度的絕對式磁電角位移傳感器實現方法，將單軌道轉子碼盤按照圓周劃分為若干區域，其中每個區域內安裝一個貼片式磁鋼，每個貼片式磁鋼的長度不同，相鄰磁鋼之間按照N-S-N-S交替的方式均勻充磁，在定子側面安裝有數量不小于2個的磁敏傳感器，通過磁敏傳感器輸出的組合信號確定一周內信號的唯一性。

在轉子碼盤的徑向或軸向設置有若干相等極距但長度不同的n對貼片式磁鋼。

在轉子碼盤的徑向或軸向設置有若干長度不同的n對貼片式磁鋼構成一個磁環。

有益效果

由于采用了上述的技術方案，本發明與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果：本發明通過采用不同長度的貼片式磁鋼形成多對磁極式單軌碼盤，體積小且抗沖擊能力強。此磁電編碼器結構簡單，組成部件少，成本低且安裝簡易。

附圖說明

圖1是兩對磁極時磁環充磁平面圖；

圖2是兩對磁極長度不同時充磁平面圖。

具體實施方式