CN104361742A - 增强电机传感器传输信号抗干扰能力的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增强电机传感器传输信号抗干扰能力的装置及方法，其中装置包括传感器信号调理装置、光纤以及光信号接收装置；传感器信号调理装置连接电机传感器，用于接收电机传感器的输出信号，并将电机传感器的输出信号转换成光信号输出；光纤的输入端连接传感器信号调理装置，输出端连接光信号接收装置，用于将从传感器信号调理装置中输出的光信号传输至光信号接收装置；光信号接收装置连接电机控制器，用于接收光纤传输的光信号，并将接收到的光信号转换成电信号，发送至电机控制器。本发明可大大降低长距离传输时周围传输环境等因素对传输信号的影响，增强电机传感器与电机控制器之间的传输信号的抗干扰能力。

Description

增强电机传感器传输信号抗干扰能力的装置及方法

技术领域

本发明涉及传感器信号传输技术领域，特别是涉及一种增强电机传感器传输信号抗干扰能力的装置及方法。

背景技术

开关磁阻电机通常采用光电传感器、霍尔传感器、旋转编码器或绝对式编码器，这些电机传感器的输出信号一般需要经过电子电路的处理，再传输给电机控制器，或是直接将信号传输给电机控制器。电机控制器根据接收到的电机传感器信号对电机的角度位置进行计算，从而实现对电机的转速、转矩的控制。

电机传感器传输至电机控制器的信号一般是电压信号或是电流信号，当传输距离较长时，受周围传输环境干扰比较严重，从而使电机控制器接收到的传输信号很容易受到干扰，导致电机控制器对电机的角度位置计算出现误差，从而降低电机控制器对电机的转速、转矩的控制精度，严重的情况下甚至无法使电机正常运行。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术的缺陷和不足，提供一种增强电机传感器传输信号抗干扰能力的装置及方法，以增强电机传感器与电机控制器之间的传输信号的抗干扰能力，确保电机控制器对电机角度位置的计算精确度，从而提升电机控制器对电机的转速、转矩的控制精度，实现电机的正常运转。

为实现本发明目的而提供的增强电机传感器传输信号抗干扰能力的装置，包括传感器信号调理装置、光纤以及光信号接收装置；

所述传感器信号调理装置连接电机传感器，用于接收所述电机传感器的输出信号，并将所述电机传感器的输出信号转换成光信号输出；

所述光纤的输入端连接所述传感器信号调理装置，输出端连接所述光信号接收装置，用于将从所述传感器信号调理装置中输出的光信号传输至所述光信号接收装置；

所述光信号接收装置连接电机控制器，用于接收所述光纤传输的光信号，并将接收到的光信号转换成电信号，发送至所述电机控制器。

在其中一个实施例中，所述传感器信号调理装置包括传感器信号接收装置和传感器信号转换装置；

所述传感器信号接收装置连接所述电机传感器，用于接收所述电机传感器的输出信号，将所述电机传感器的输出信号转换成所述传感器信号转换装置能够接收的信号，并发送至所述传感器信号转换装置；

所述传感器信号转换装置连接所述传感器信号接收装置，用于接收所述传感器信号接收装置发送的转换后的所述电机传感器的输出信号，并将其转换成光信号输出。

在其中一个实施例中，所述传感器信号转换装置包括光信号发射器；

所述光信号发射器连接所述传感器信号接收装置和所述光纤的输入端，用于接收所述传感器信号接收装置发送的转换后的所述电机传感器的输出信号，并将其转换成光信号，从所述光纤输出。

在其中一个实施例中，所述光信号接收装置包括光信号接收器；

所述光信号接收器连接所述光纤的输出端和所述电机控制器，用于接收所述光纤传输的光信号，并将接收到的光信号转换成所述电机控制器能够识别的电信号，发送至所述电机控制器。

其中，所述电机传感器为光电传感器、霍尔传感器、相对式光电编码器、绝对式光电编码器、或旋转编码器。

相应的，本发明还提供一种增强电机传感器传输信号抗干扰能力的方法，包括以下步骤：

在电机传感器端将所述电机传感器的输出信号转换成光信号，并通过光纤传输至电机控制器端；

在所述电机控制器端接收所述光纤输出的光信号，并将其转换成电信号，供所述电机控制器使用。

在其中一个实施例中，所述在电机传感器端将所述电机传感器的输出信号转换成光信号，包括以下步骤：

将所述电机传感器的输出信号转换成光信号发射器能够接收的信号，并发送至所述光信号发射器；

通过所述光信号发射器将其接收到的所述电机传感器的输出信号转换成光信号。

本发明的有益效果：本发明提供的增强电机传感器传输信号抗干扰能力的装置及方法，通过将电机传感器与电机控制器之间的电信号转换为光信号并通过光纤进行传输，可大大降低长距离传输时周围传输环境等因素对传输信号的影响，增强电机传感器与电机控制器之间的传输信号的抗干扰能力，确保电机控制器对电机角度位置的计算精确度，从而提升电机控制器对电机的转速、转矩的控制精度，实现电机的正常运转。

附图说明

为了使本发明的增强电机传感器传输信号抗干扰能力的装置及方法的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体附图及具体实施例，对本发明的增强电机传感器传输信号抗干扰能力的装置及方法进行进一步详细说明。

图1为本发明的增强电机传感器传输信号抗干扰能力的装置的结构示意图；

图2为图1所示的本发明的增强电机传感器传输信号抗干扰能力的装置的实施例一的结构示意图；

图3为图1所示的本发明的增强电机传感器传输信号抗干扰能力的装置的实施例二的结构示意图；

图4为图1所示的本发明的增强电机传感器传输信号抗干扰能力的装置的实施例三的结构示意图；

图5为图1所示的本发明的增强电机传感器传输信号抗干扰能力的装置的实施例四的结构示意图；

图6为本发明的增强电机传感器传输信号抗干扰能力的方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，本发明提供的增强电机传感器传输信号抗干扰能力的装置包括依次连接的传感器信号调理装置100、光纤200以及光信号接收装置300。箭头所示方向为信号传输方向。

传感器信号调理装置100连接电机传感器，用于接收电机传感器的输出信号，并将电机传感器的输出信号转换成光信号输出。光纤200的输入端连接信号调理装置100，输出端连接光信号接收装置300，用于将从传感器信号调理装置100中输出的光信号传输至光信号接收装置300。光信号接收装置300连接电机控制器，用于接收光纤200传输的光信号，并将接收到的光信号转换成电信号，发送至电机控制器。电机控制器根据接收到的电信号对电机的角度位置进行计算，从而实现对电机的转速、转矩的控制。

上述传感器信号调理装置100相当于一个将电机传感器输出的电信号转换为能够被光信号接收装置300识别的光信号的光电转换器，设置在电机传感器端。光信号接收装置300相当于一个将光纤200输出的光信号转换为能够被电机驱动器识别的电信号的光电转换器，设置在电机控制器(即电机驱动器)端，也可以位于电机控制器内部。光纤200为传感器信号调理装置100和光信号接收装置300两者之间的光信号传输媒介。

传统的电机传感器与电机控制器之间的传输信号一般是电压信号或是电流信号，其长距离传输时，容易受周围传输环境等因素的影响，传输信号受到干扰比较严重。

本发明提供的增强电机传感器传输信号抗干扰能力的装置，通过设置依次连接的传感器信号调理装置、光纤以及光信号接收装置，在电机传感器端将电机传感器的输出信号转换成光信号，并通过光纤传输至电机控制器端，在电机控制器端通过光信号接收装置接收光信号并将接收到的光信号转换成电信号，发送至电机控制器使用。

本发明通过将电机传感器与电机控制器之间的电信号转换为光信号并通过光纤进行传输，可大大降低长距离传输时周围传输环境等因素对传输信号的影响，增强电机传感器与电机控制器之间的传输信号的抗干扰能力，确保电机控制器对电机角度位置的计算精确度，从而提升电机控制器对电机的转速、转矩的控制精度，实现电机的正常运转。

上述实施例中的传感器信号调理装置包括传感器信号接收装置和传感器信号转换装置。传感器信号接收装置连接电机传感器，用于接收电机传感器的输出信号，将电机传感器的输出信号转换成传感器信号转换装置能够接收的信号(电压信号或电流信号)，并发送至传感器信号转换装置。传感器信号转换装置连接传感器信号接收装置，用于接收传感器信号接收装置发送的转换后的电机传感器的输出信号，并将其转换成光信号输出。

传感器信号转换装置可以包括光信号发射器，光信号发射器连接传感器信号接收装置和光纤的输入端，用于接收传感器信号接收装置发送的转换后的电机传感器的输出信号，并将其转换成光信号，从光纤输出。

光信号接收装置可以包括光信号接收器，光信号接收器连接光纤的输出端和电机控制器，用于接收光纤传输的光信号，并将接收到的光信号转换成电机控制器能够识别的电信号(电压信号或电流信号)，发送至电机控制器。

具体说明如下：

本发明提供的增强电机传感器传输信号抗干扰能力的装置的实施例一，如图2所示，包括传感器信号接收装置110、传感器信号转换装置120、光纤130以及光信号接收装置140。其中，传感器信号接收装置110和传感器信号转换装置120设置在电机传感器端，通过光纤130与光信号接收装置140连接，光信号接收装置140设置在电机控制端。

传感器信号接收装置110连接电机传感器。电机传感器的输出信号经传感器信号接收装置110接收后将其转换成传感器信号转换装置120能够接收的信号，并发送至传感器信号转换装置120。传感器信号转换装置120接收传感器信号接收装置110发送的转换后的电机传感器的输出信号，并将其转换成光信号通过光纤130输送至光信号接收装置140。光信号接收装置140连接电机控制器，将接收到的光信号转换成电信号，发送至电机控制器，供电机控制器使用。

本发明提供的增强电机传感器传输信号抗干扰能力的装置的实施例二，如图3所示，包括传感器信号接收装置210、光信号发射器220、光纤230以及光信号接收装置240。其中，传感器信号接收装置210和光信号发射器220设置在电机传感器端，通过光纤230与光信号接收装置240连接，光信号接收装置240设置在电机控制端。

传感器信号接收装置210连接电机传感器。电机传感器的输出信号经传感器信号接收装置210接收后将其转换成光信号发射器220能够接收的信号，然后发送至光信号发射器220。光信号发射器220接收传感器信号接收装置210发送的转换后的电机传感器的输出信号，并将其转换成光信号通过光纤230输送至光信号接收装置240。光信号接收装置240连接电机控制器，将接收到的光信号转换成电信号，发送至电机控制器，供电机控制器使用。

本发明提供的增强电机传感器传输信号抗干扰能力的装置的实施例三，如图4所示，包括传感器信号接收装置310、传感器信号转换装置320、光纤330以及光信号接收传感器340。其中，传感器信号接收装置310和传感器信号转换装置320设置在电机传感器端，通过光纤330与光信号接收传感器340连接，光信号接收传感器340设置在电机控制端。

传感器信号接收装置310连接电机传感器。电机传感器的输出信号经传感器信号接收装置310接收后将其转换成传感器信号转换装置320能够接收的信号，并发送至传感器信号转换装置320。传感器信号转换装置320接收传感器信号接收装置310发送的转换后的电机传感器的输出信号，并将其转换成光信号通过光纤330输送至光信号接收传感器340。光信号接收装置340连接电机控制器，将接收到的光信号转换成电信号，发送至电机控制器，供电机控制器使用。

本发明提供的增强电机传感器传输信号抗干扰能力的装置的实施例四，如图5所示，包括传感器信号接收装置410、光信号发射器420、光纤430以及光信号接收传感器440。其中，传感器信号接收装置410和光信号发射器420设置在电机传感器端，通过光纤430与光信号接收传感器440连接，光信号接收传感器440设置在电机控制端。

传感器信号接收装置410连接电机传感器。电机传感器的输出信号经传感器信号接收装置410接收后将其转换成光信号发射器420能够接收的信号，然后发送至光信号发射器420。光信号发射器420接收传感器信号接收装置410发送的转换后的电机传感器的输出信号，并将其转换成光信号通过光纤430输送至光信号接收传感器440。光信号接收传感器440连接电机控制器，将接收到的光信号转换成电信号，发送至电机控制器，供电机控制器使用。

本发明的电机传感器主要用于开关磁阻电机，可以为光电传感器、霍尔传感器、相对式光电编码器、绝对式光电编码器、或旋转编码器。

基于同一发明构思，相应地本发明实施例还提供一种增强电机传感器传输信号抗干扰能力的方法，由于此方法解决问题的原理与前述增强电机传感器传输信号抗干扰能力的装置的实现原理相似，此方法的具体过程可以通过前述装置实现，因此重复之处不再赘述。

参见图6，本发明提供的增强电机传感器传输信号抗干扰能力的方法的一实施例，包括以下步骤：

S100，在电机传感器端将电机传感器的输出信号转换成光信号，并通过光纤传输至电机控制器端；

S200，在电机控制器端接收光纤输出的光信号，并将其转换成电信号，供电机控制器使用。

上述步骤S100中，在电机传感器端将电机传感器的输出信号转换成光信号，包括以下步骤：

S110，将电机传感器的输出信号转换成光信号发射器能够接收的信号，并发送至光信号发射器；

S120，通过光信号发射器将其接收到的电机传感器的输出信号转换成光信号。

本发明提供的增强电机传感器传输信号抗干扰能力的装置及方法，在电机传感器端将电机传感器的输出信号转换成光信号，并通过光纤传输至电机控制器端，在电机控制器端通过光信号接收装置接收光信号并将接收到的光信号转换成电信号，发送至电机控制器使用。其通过将电机传感器与电机控制器之间的电信号转换为光信号并通过光纤进行传输，可大大降低长距离传输时周围传输环境等因素对传输信号的影响，增强电机传感器与电机控制器之间的传输信号的抗干扰能力，确保电机控制器对电机角度位置的计算精确度，从而提升电机控制器对电机的转速、转矩的控制精度，实现电机的正常运转。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种增强电机传感器传输信号抗干扰能力的装置，其特征在于，包括传感器信号调理装置、光纤以及光信号接收装置；

所述传感器信号调理装置连接电机传感器，用于接收所述电机传感器的输出信号，并将所述电机传感器的输出信号转换成光信号输出；

所述光纤的输入端连接所述传感器信号调理装置，输出端连接所述光信号接收装置，用于将从所述传感器信号调理装置中输出的光信号传输至所述光信号接收装置；

所述光信号接收装置连接电机控制器，用于接收所述光纤传输的光信号，并将接收到的光信号转换成电信号，发送至所述电机控制器。

2.根据权利要求1所述的增强电机传感器传输信号抗干扰能力的装置，其特征在于，所述传感器信号调理装置包括传感器信号接收装置和传感器信号转换装置；

所述传感器信号接收装置连接所述电机传感器，用于接收所述电机传感器的输出信号，将所述电机传感器的输出信号转换成所述传感器信号转换装置能够接收的信号，并发送至所述传感器信号转换装置；

所述传感器信号转换装置连接所述传感器信号接收装置，用于接收所述传感器信号接收装置发送的转换后的所述电机传感器的输出信号，并将其转换成光信号输出。

3.根据权利要求2所述的增强电机传感器传输信号抗干扰能力的装置，其特征在于，所述传感器信号转换装置包括光信号发射器；

所述光信号发射器连接所述传感器信号接收装置和所述光纤的输入端，用于接收所述传感器信号接收装置发送的转换后的所述电机传感器的输出信号，并将其转换成光信号，从所述光纤输出。

4.根据权利要求1所述的增强电机传感器传输信号抗干扰能力的装置，其特征在于，所述光信号接收装置包括光信号接收器；

所述光信号接收器连接所述光纤的输出端和所述电机控制器，用于接收所述光纤传输的光信号，并将接收到的光信号转换成所述电机控制器能够识别的电信号，发送至所述电机控制器。

5.根据权利要求1至4任一项所述的增强电机传感器传输信号抗干扰能力的装置，其特征在于，所述电机传感器为光电传感器、霍尔传感器、相对式光电编码器、绝对式光电编码器、或旋转编码器。

6.一种增强电机传感器传输信号抗干扰能力的方法，其特征在于，包括以下步骤：

在电机传感器端将所述电机传感器的输出信号转换成光信号，并通过光纤传输至电机控制器端；

在所述电机控制器端接收所述光纤输出的光信号，并将其转换成电信号，供所述电机控制器使用。

7.根据权利要求6所述的增强电机传感器传输信号抗干扰能力的方法，其特征在于，所述在电机传感器端将所述电机传感器的输出信号转换成光信号，包括以下步骤：

将所述电机传感器的输出信号转换成光信号发射器能够接收的信号，并发送至所述光信号发射器；

通过所述光信号发射器将其接收到的所述电机传感器的输出信号转换成光信号。