CN105973179A - 基于远程控制的高可靠性传感器及开关磁阻电机 - Google Patents
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Abstract
本发明属于开关磁阻电机控制领域，尤其涉及一种基于远程控制的高可靠性传感器及开关磁阻电机。包括线路板，线路板设置在开关磁阻电机的壳体内部，线路板设置依次电连接的采集器、处理器和发送单元，发送单元通过双绞线连接接收单元，接收单元的输出端连接控制器。通过采用该信号传输方式，大幅度提高了信号的抗干扰能力，能过实现下述功能：1、在信号传输效果不降低的情况下，信号的传输通过普通的工业导线即可，不需要用屏蔽线，方便了工业现场的安装使用；2、采用本技术后，信号传输距离大幅度提高，最远传输距离可达2000米，便于实现远程控制，扩大了开关磁阻电机的使用场合。
Description
技术领域
本发明属于开关磁阻电机控制领域，尤其涉及一种开关磁阻电机位置速度信号传感器，以及应用该传感器的开关磁阻电机。
背景技术
开关磁阻电机具备良好的电力拖动特性，如：启动扭矩大，启动电流小，适合频繁的正反转，四象限控制等，在工业生产中得到了广泛应用。
位置传感器是开关磁阻电机的关键组成部分。该传感器主要完成定转子位置信息传送的功能。目前的实际应用中，有两种形式：一种采用光耦作为核心元器件完成信号的采集，一种采用霍尔磁传感作为核心元器件完成信号的采集。不论是光耦还是霍尔形式，都是将元器件焊接在线路板上，另外辅助其他的一些电子元器件，组成信号处理电路。在电机上做一个密闭的传感器结构，将线路板固定里面，实现信号的采集处理。电路一般采用一个标准直流电压作为电源。在线路板上完成位置信号处理后，通过屏蔽线传输到控制器。
作为开关磁阻电机的关键组成部分，上述结构存在一些不足：
1、目前通用的传感器，为了克服EMI干扰，一般采用屏蔽线，对于一些工业现场，造成了使用上的不方便；
2、目前通用的传感器，抗干扰能力较低，考虑工作的可靠性，一般要求传输距离不大于20米，而在一些工业现场，控制器和电机距离较远，远超过上述距离，在这种情况下，现有的传感器就不能使用了。
发明内容
根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是：提供一种基于远程控制的高可靠性传感器，能够稳定的在5米-2000米范围内传输信号。另外提供一种基于远程控制的高可靠性传感器的开关磁阻电机。
本发明所述的基于远程控制的高可靠性传感器，包括线路板，线路板设置在开关磁阻电机的壳体内部，其特征在于：所述的线路板设置依次电连接的采集器、处理器和发送单元，发送单元通过双绞线连接接收单元，接收单元的输出端连接控制器。
所述的发送单元包括发送器SD1和第一电阻R1，发送单元采用平衡驱动方式。
所述的发送器SD1采用集成电路DS75176B，MAX481，MAX490，MAX491，MAX1497型号中的一种。
所述的接收单元包括接收器RC1和第二电阻R2，接收单元采用差分接收方式。
所述的接收器RC1采用集成电路DS75176B，MAX481，MAX490，MAX491，MAX1497型号中的一种。
所述的双绞线长度为5米-2000米。
所述的线路板为月型板，线路板的两端设置安装孔。
所述的安装孔为1-3个弧形长孔。
一种采用上述基于远程控制的高可靠性传感器的开关磁阻电机，包括壳体、主轴和检测盘，线路板设置在开关磁阻电机的壳体内部，线路板的圆心与主轴同心，线路板的发送单元连接接线器，接线器固定在壳体上。
所述的接线器通过螺栓固定，螺栓穿过安装孔的弧形长孔。
本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：
基于远程控制的高可靠性传感器通过采用该信号传输方式，大幅度提高了信号的抗干扰能力，能过实现下述功能：1、在信号传输效果不降低的情况下，信号的传输通过普通的工业导线即可，不需要用屏蔽线，方便了工业现场的安装使用；2、在一些场合，考虑安全使用，一些电机和控制器距离较远，但受传感器距离限制，导致在这些场合不能使用。
开关磁阻电机采用本技术后，信号传输距离大幅度提高，最远传输距离可达1200米，解决了这一问题，扩大了开关磁阻电机的使用场合。
附图说明
图1是本发明的原理方框图；
图2是本发明的接收单元和发送单元的电路原理图；
图3是本发明的线路板的结构示意图；
图4是本发明的线路板安装示意图；
图5是本发明的测试波形；
图中：SD1、发送器 RC1、接收器 R1、第一电阻 R2、第二电阻。1、线路板 2、4、安装孔 3、传感器 5、螺栓 6、接线器 7、壳体 8、检测盘 9、主轴。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：
实施例1：
如图1所示，基于远程控制的高可靠性传感器，包括线路板，线路板设置在开关磁阻电机的壳体内部，线路板设置依次电连接的采集器、处理器和发送单元，发送单元通过双绞线连接接收单元，接收单元的输出端连接控制器。
如图2所示，发送单元包括发送器SD1和第一电阻R1，发送单元采用平衡驱动方式。发送器SD1采用集成电路DS75176B，MAX481，MAX490，MAX491，MAX1497型号中的一种。Ain为信号输入，为电压信号，高为逻辑1，低为逻辑0，以GD1为参考点；A+,A-为信号发送部分的输出，当A+大于A-，且数值在+2V～+6V时，才能作为逻辑1；当A+小于A-，且数值在-2V～-6V时，才能作为逻辑0；其他状态，都是无效状态；R1为电阻，范围为20～1000Ω，两端接在发送部分输出信号A+,A-之间。
Ain输入为DC0～5V直流脉冲电压信号，进入SD1后，进行处理。SD1的功能是输出差分信号，当输入信号电压Ain为0时，SD1输出上线为负电压，下线为正电压；当输入信号电压Ain为DC5V时，SD1输出上线为正电压，下线为负电压；该差分信号具备很强的抗干扰能力。在RD1接受端，将接收到的差分信号转换位0～5V直流脉冲电压信号Aout。
接收单元包括接收器RC1和第二电阻R2，接收单元采用差分接收方式。接收器RC1采用集成电路DS75176B，MAX481，MAX490，MAX491，MAX1497型号中的一种。接收器的+端连接从双绞线的A+,接收器的-端连接从双绞线的A-，当A+时，才能作为逻辑0；其他状态，都是无效状态；R2为电阻，范围为20～1000Ω，两端接在接收器输入信号A+,A-之间；Aout为信号输出，为电压信号，高为逻辑1，低为逻辑0，以GD2为参考点；
双绞线长度为5米-1200米。为工业使用的双绞线，分别连接发送部分输出信号A+,A-；其长度最长可达1200米。
线路板1为月型板，线路板1的两端设置安装孔2、4。
安装孔2、4为1-3个弧形长孔，优选为同心的两个。弧形长孔与线路板1同心。
实施例2：
如图3、4所示，该开关磁阻电机包括壳体7、主轴9和检测盘8，线路板1设置在开关磁阻电机的壳体7内部，线路板1的圆心与主轴9同心，线路板1的发送单元连接接线器6，接线器6固定在壳体7上。线路板1的两端接线器6通过螺栓5固定，螺栓5穿过安装孔2、4的弧形长孔。
如图5所示，由于发送端采用了平衡驱动器，接收端采用了差分接收器，发送部分和接受部分没有公共参考端，系统具备很强的抗噪声干扰性，可靠性很高。从图中可以看出，上部信号为要传输的信号，下部分信号为外部干扰信号。通过该种方式的传输，有用的要传输的信号远离了与高频的干扰信号距离较远，不受干扰信号的影响，可以稳定的、无误的有效传输。
实施例3：
所述的线路板1上设置传感器3。传感器3采用霍尔传感器。检测盘8背面固定设置检测用磁铁，提供检测磁通。
实施例4：
所述的传感器3采用光电传感器，检测盘8为检测齿盘。盘面圆周均布设置4-12个齿。齿间距与光电传感器相对应。
Claims (10)
1.一种基于远程控制的高可靠性传感器，包括线路板，线路板设置在开关磁阻电机的壳体内部，其特征在于：所述的线路板设置依次电连接的采集器、处理器和发送单元，发送单元通过双绞线连接接收单元，接收单元的输出端连接控制器。
2.根据权利要求1所述的基于远程控制的高可靠性传感器，其特征在于：所述的发送单元包括发送器SD1和第一电阻R1，发送单元采用平衡驱动方式。
3.根据权利要求2所述的基于远程控制的高可靠性传感器，其特征在于：所述的发送器SD1采用集成电路DS75176B，MAX481，MAX490，MAX491，MAX1497型号中的一种。
4.根据权利要求1所述的基于远程控制的高可靠性传感器，其特征在于：所述的接收单元包括接收器RC1和第二电阻R2，接收单元采用差分接收方式。
5.根据权利要求4所述的基于远程控制的高可靠性传感器，其特征在于：所述的接收器RC1采用集成电路DS75176B，MAX481，MAX490，MAX491，MAX1497型号中的一种。
6.根据权利要求1所述的基于远程控制的高可靠性传感器，其特征在于：所述的双绞线长度为5米-2000米。
7.根据权利要求1所述的基于远程控制的高可靠性传感器，其特征在于：所述的线路板为月型板，线路板的两端设置安装孔。
8.根据权利要求7所述的基于远程控制的高可靠性传感器，其特征在于：所述的安装孔为1-3个弧形长孔。
9.一种采用上述基于远程控制的高可靠性传感器的开关磁阻电机，包括壳体、主轴和检测盘，其特征在于：线路板设置在开关磁阻电机的壳体内部，线路板的圆心与主轴同心，线路板的发送单元连接接线器，接线器固定在壳体上。
10.根据权利要求9所述的开关磁阻电机，其特征在于：所述的接线器通过螺栓固定，螺栓穿过安装孔的弧形长孔。
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| CN107544354A (zh) * | 2017-10-13 | 2018-01-05 | 安徽全柴集团有限公司 | 基于开关磁阻电机的机房远程监控系统 |
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| CN107608273A (zh) * | 2017-10-13 | 2018-01-19 | 安徽全柴集团有限公司 | 一种用于开关磁阻电机的远程控制系统及其方法 |
| CN108173473A (zh) * | 2017-12-27 | 2018-06-15 | 淄博京科电气有限公司 | 一种基于开关磁阻电机的工业设备远程监控系统 |
| CN113008129A (zh) * | 2019-12-19 | 2021-06-22 | 重庆理工大学 | 多圈绝对式时栅角位移传感器 |
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