CN107017736A - 电机测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电机测量装置，包括轴承编码环和感应装置；所述轴承编码环是轴承与编码环的结合；所述编码环附在电机的定子与转子间的轴承内圈或外圈上，与电机转子的位置相同或同步，为转子的位置编码；所述感应装置安装在电机固定部件上，用于感应或读取轴承编码环上编码环的信号。本发明解决了光电式编码器的结构难题，通过机械和磁场结合的方式，创造性的采用轴承编码环对电机的转子转速、相对位置或绝对位置进行测量，对转子的转速或位置实现精确编码，易于控制系统对电机的位置进行识别和精确控制。

Description

电机测量装置
技术领域
本发明涉及一种电机的测量装置，尤其涉及一种采用轴承编码环对电机的转子转速或位置进行测量和/或控制的装置。
背景技术
电机采用测量装置对转子位置或转速进行测量、识别和控制。传统的测量装置，一般是光电式的。通常，光电式测量装置必须安装在转轴上，与转子同步运动，当轴为固定式结构时，难于安装在曳引机上，结构具有局限性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种电机测量装置，采用轴承编码环对电机的转子转速、相对位置或绝对位置进行测量，解决现有技术的不足。本发明采用的技术方案是：
一种电机测量装置，包括轴承编码环和感应装置；所述轴承编码环是轴承与编码环的结合；
所述编码环附在电机的定子与转子间的轴承内圈或外圈上，与电机转子的位置相同或同步，为转子的位置编码；
所述感应装置安装在电机固定部件上，用于感应或读取轴承编码环上编码环的信号。
进一步地，所述编码环的编码特征位置位于轴承的内圈或外圈；编码特征为轴承内圈或外圈上的齿环、或磁齿环或磁带。
更进一步地，编码环的编码特征位置位于轴承内圈或外圈端面，或轴承内圈或外圈周面，或轴承内圈或外圈侧向延伸部的端面，或轴承内圈或外圈侧向延伸部的周面。
更进一步地，对于编码特征为齿环或磁齿环的编码环，编码环直接做在轴承内圈或外圈，或设置独立的编码环然后附着在轴承内圈或外圈。
更进一步地，轴承编码环上的编码环为单个齿环、或单个磁齿环、或单个或多个并列的齿环与磁齿环的混合组合；每个齿环上包括单个或多个齿；每个磁齿环上包括单个或多个磁极单一的磁齿，或多个磁极混合排列的磁齿。
更进一步地，轴承编码环上的编码环上设有参考标记，参考标记为齿环或磁齿环上齿凸的突出、或降低、或少齿、或变化齿型、或设置额外齿槽。
更进一步地，轴承编码环的齿环或磁齿环，包含直齿或斜齿特征，或直齿与斜齿并联或间歇性排布，或单个或多个直齿或斜齿特征的组合。
更进一步地，对于编码特征为磁带的编码环，该编码环附着在轴承内圈或外圈。
更进一步地，编码环上包括单对或多对磁极，磁极产生的磁场沿转子旋转方向，承连续或非连续的磁场分布。
更进一步地，编码环上设有参考标记，参考标记为相对于同极性磁极磁场强度增大或变小的一个磁极。
本发明的优点在于：解决了光电式编码器的结构难题，通过机械和磁场结合的方式，创造性的采用轴承编码环对电机的转子转速、相对位置或绝对位置进行测量，对转子的转速或位置实现精确编码，易于控制系统对电机的位置进行识别和精确控制。
附图说明
图1为本发明的结构组成示意图。
图2A为本发明的电机转子为外转子时轴承编码环与转子装配示意图。
图2B为本发明的电机转子为内转子时轴承编码环与转子装配示意图。
图3A为本发明的实施例一结构示意图。
图3B为本发明的实施例二结构示意图。
图3C为本发明的实施例三结构示意图。
图3D为本发明的实施例四结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1展示了本发明提出的电机测量装置的结构示意图，该电机测量装置，包括轴承编码环4和感应装置5；所述轴承编码环4是轴承7与编码环9的结合；所述编码环9附在电机的定子8与转子2间的轴承7内圈或外圈上，与电机转子2的位置相同或同步，为转子2的位置编码；所述感应装置5安装在电机固定部件3上，用于感应或读取轴承编码环4上编码环9的信号。
由于电机的转子与定子的相对位置可能有两种情况，即转子在外，定子在内；或转子在内，定子在外；图2A和图2B分别展示了此两种情况下，轴承编码环4与转子2的装配关系。
实施例一，如图3A所示；
本实施例中，转子2为外转子；编码环9设置于轴承7的外圈端面；感应装置5设置在编码环9一侧；转子2与轴承7外圈同步转动；
编码环9的编码特征可以是轴承7外圈端面上的齿环、磁齿环或磁带；
对于齿环或磁齿环，可以直接加工在轴承7的外圈端面上；或者先制作一个单独的齿环或磁齿环，然后采用压配、胀紧、或螺栓锁附方式，将编码环9附在轴承7外圈端面上；
当轴承7的外圈周面并不如图3A中所示完全处于转子2之内时，即轴承7外圈周面有一小部分露出于转子2，则可以将编码环9设置在轴承7外圈露出的周面上，此时感应装置5设置在编码环9上方，而非图3A中的一侧。
对于编码特征为齿环或磁齿环的编码环9，编码环9为单个齿环、或单个磁齿环、或单个或多个并列的齿环与磁齿环的混合组合；每个齿环上包括单个或多个齿；每个磁齿环上包括单个或多个磁极单一的磁齿，或多个磁极混合排列的磁齿。编码环9上设有参考标记，参考标记为齿环或磁齿环上齿凸的突出、或降低、或少齿、或变化齿型、或设置额外齿槽。轴承编码环4的齿环或磁齿环，包含直齿或斜齿特征，或直齿与斜齿并联或间歇性排布，或单个或多个直齿或斜齿特征的组合。
对于编码特征为磁带的编码环9，编码环9上包括单对或多对磁极，磁极产生的磁场沿转子2旋转方向，承连续或非连续的磁场分布。编码环9上也设有参考标记，参考标记为相对于同极性磁极磁场强度增大或变小的一个磁极。
所述感应装置5感应轴承编码环4上特征侦测出的测量信号，可以直接输出或修正为周期性的信号，用于电机的控制。
轴承编码环4与感应装置5可以是接触式或非接触式。
实施例二，如图3B所示，
本实施例中，转子2为内转子，编码环9设置于轴承7的内圈端面；转子2与轴承7内圈同步转动；
其余结构与实施例一类似；
实施例三，如图3C所示，
本实施例中，在轴承7内圈、外圈侧向延伸部的端面上均设置了编码环9；相应地，感应装置5也设有两个，与两个编码环9分别相对；
此种结构，可适应转子2为内转子或外转子的两种情况；虽然图3C中转子2为外转子，但其也可以是另一种内转子。
其余结构与实施例一类似。
实施例四，如图3D所示，
本实施例中，转子2为外转子，编码环9设置在轴承7外圈侧向延伸部的周面；感应装置5设置在编码环9上方；转子2与轴承7外圈同步转动；
其余结构与实施例一类似；
当转子2为内转子时，编码环9可设置在轴承7内圈侧向延伸部的周面。

Claims (10)

1.一种电机测量装置，其特征在于，包括轴承编码环(4)和感应装置(5)；所述轴承编码环(4)是轴承(7)与编码环(9)的结合；
所述编码环(9)附在电机的定子(8)与转子(2)间的轴承(7)内圈或外圈上，与电机转子(2)的位置相同或同步，为转子(2)的位置编码；
所述感应装置(5)安装在电机固定部件(3)上，用于感应或读取轴承编码环(4)上编码环(9)的信号。
2.如权利要求1所述的电机测量装置，其特征在于，
所述编码环(9)的编码特征位置位于轴承(7)的内圈或外圈；
编码特征为轴承(7)内圈或外圈上的齿环、或磁齿环或磁带。
3.如权利要求2所述的电机测量装置，其特征在于，
编码环(9)的编码特征位置位于轴承(7)内圈或外圈端面，或轴承(7)内圈或外圈周面，或轴承(7)内圈或外圈侧向延伸部的端面，或轴承(7)内圈或外圈侧向延伸部的周面。
4.如权利要求2或3所述的电机测量装置，其特征在于，
对于编码特征为齿环或磁齿环的编码环(9)，编码环(9)直接做在轴承(7)内圈或外圈，或设置独立的编码环(9)然后附着在轴承(7)内圈或外圈。
5.如权利要求4所述的电机测量装置，其特征在于，
轴承编码环(4)上的编码环(9)为单个齿环、或单个磁齿环、或单个或多个并列的齿环与磁齿环的混合组合；
每个齿环上包括单个或多个齿；每个磁齿环上包括单个或多个磁极单一的磁齿，或多个磁极混合排列的磁齿。
6.如权利要求5所述的电机测量装置，其特征在于，
轴承编码环(4)上的编码环(9)上设有参考标记，参考标记为齿环或磁齿环上齿凸的突出、或降低、或少齿、或变化齿型、或设置额外齿槽。
7.如权利要求5所述的电机测量装置，其特征在于，
轴承编码环(4)的齿环或磁齿环，包含直齿或斜齿特征，或直齿与斜齿并联或间歇性排布，或单个或多个直齿或斜齿特征的组合。
8.如权利要求2所述的电机测量装置，其特征在于，
对于编码特征为磁带的编码环(9)，该编码环(9)附着在轴承(7)内圈或外圈。
9.如权利要求8所述的电机测量装置，其特征在于，
编码环(9)上包括单对或多对磁极，磁极产生的磁场沿转子旋转方向，承连续或非连续的磁场分布。
10.如权利要求9所述的电机测量装置，其特征在于，
编码环(9)上设有参考标记，参考标记为相对于同极性磁极磁场强度增大或变小的一个磁极。
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