CN108983090A - 一种电机霍尔零点调节装置及其调节方法 - Google Patents

一种电机霍尔零点调节装置及其调节方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电机霍尔零点调节装置及其方法，所述调节装置包括电源、被调节电机、负载电机、负载、霍尔传感器，所述电源、被调节电机、负载电机、负载依次连接，所述霍尔传感器设置于所述被调节电机上，所述电源提供所述被调节电机转动所需电能，所述被调节电机与所述负载电机之间设置联轴节，由所述被调节电机带动所述负载电机转动发电，所述负载连接所述负载电机，用以消耗所述负载电机发电产生的电能，通过调节所述霍尔传感器并监控所述被调节电机的输入电流来准确判断所述霍尔传感器零点的位置，提高电机的工作效率，保证了电机的性能。

Description

一种电机霍尔零点调节装置及其调节方法
技术领域
本发明涉及直流无刷电机的调节装置及方法，具体涉及直流无刷电机霍尔零点的调节装置及方法。
背景技术
直流无刷电机一般通过传感器来对转子磁极位置进行反馈，以便于电子换相，直流无刷电机通常采用霍尔传感器作为位置传感器，根据电机磁路结构的不同，霍尔传感器通常有两种放置方式：一种为定子齿部霍尔内置式结构，将特定位置的定子齿部留有一定轴向长度的霍尔放置槽，再将三个霍尔放置其中，通过三个霍尔传感器感应电机转子磁场的变化来确定转子磁极所在位置，进而来确定各相的换相时刻；另一种将三个霍尔传感器按照固定的角度装在PCB板上作为霍尔组件安装在与定子机壳固定的端盖上，在同一轴向位置区间将多极磁环装在转子轴端。
第一种霍尔放置结构，通常用于磁钢表贴式转子磁路结构，且定子齿部尺寸要有足够的空间来开霍尔放置槽，对于第二种磁钢内置式转子磁路结构的直流无刷电机，由于直轴和交轴磁阻的差异，通常是交轴磁阻小于直轴磁阻，将会造成定子通电情况下对气隙磁场的影响，这种影响称为电枢反应。由于电枢反应的作用，在负载情况下合成气隙磁场的过零点超前于空载气隙磁场过零点一个角度，这个超前角的大小随着负载电流的增大而增大，电枢反应使得最佳换相点前移，这样按照空载时对称磁场决定的换相位置已不适合负载运行，如果检测到的反电势相对于空载反电势的相移过大而控制电路又没有采取移相措施，将影响电机的出力及控制性能，在最大负载的情况下，效率会偏低，温升会加快，影响系统性能。
发明内容
出于解决上述问题，本发明提出一种电机霍尔零点调节装置及其方法，所述调节装置包括电源、被调节电机、负载电机、负载、霍尔传感器，所述电源、被调节电机、负载电机、负载依次连接，所述霍尔传感器设置于所述被调节电机上，所述电源提供所述被调节电机转动所需电能，所述被调节电机与所述负载电机之间设置联轴节，由所述被调节电机带动所述负载电机转动发电，所述负载连接所述负载电机，用以消耗所述负载电机发电产生的电能，通过调节所述霍尔传感器并监控所述被调节电机的输入电流来准确判断所述霍尔传感器零点的位置，提高电机的工作效率，保证了电机的性能。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种电机霍尔零点调节装置，所述调节装置包括电源、被调节电机、负载电机、负载、霍尔传感器，所述电源、被调节电机、负载电机、负载依次连接，所述霍尔传感器设置于所述被调节电机上，所述电源提供所述被调节电机转动所需电能，所述被调节电机与所述负载电机之间设置联轴节，由所述被调节电机带动所述负载电机转动发电，所述负载连接所述负载电机，用以消耗所述负载电机发电产生的电能。
所述调节装置还包括控制器，所述控制器设置于所述电源与所述被调节电机之间，所述控制器用以控制所述被调节电机的运转。
所述控制器与所述被调节电机之间设置电流采集装置，用以采集所述控制器输出电流，所述电流采集装置为电流采集显示装置，采集所述控制器输出电流的同时显示其电流值。
所述负载为直流电阻元件或者石英加热管。
所述负载电机为永磁无刷电机。
一种应用上述任意一项所述的调节装置的电机霍尔零点调节方法，所述调节方法包括如下步骤：
(1)将所述调节装置中的各组件对应连接；
(2)开启电源，由所述电源驱动所述被调节电机运转，并带动所述负载电机发电；
(3)将霍尔传感器的霍尔组件或磁环沿某一方向旋转一定的角度，观测所述电流采集装置采集的电流值以及被调节电机的旋转方向；
(4)判断零点位置，若被调节电机的旋转方向正确且采集电流小于预先规定值，则固定霍尔传感器的霍尔组件或磁环，完成调节，否则转第(3)步。
所述电源为稳压直流电源，所述电源输出电压恒定，以保证所述负载电机的发电电压恒定，即维持所述负载的能耗大小不变。
相比现有的电机霍尔零点调节方法，本发明有显著优点和有益效果，具体体现为：
1.使用本发明电机霍尔零点调节装置及其调节方法，使用电阻元件或者石英加热管作为负载消耗负载电机的发电量，能够精确控制负载大小；
2.使用本发明电机霍尔零点调节装置及其调节方法，根据实际需求调整负载大小，在加载的情况下来调整霍尔组件或磁环的位置，找到最佳换相霍尔零点，保证了电机的最优性能。
附图说明
图1为本发明电机霍尔零点调节装置的第一实施例结构示意图；
图2为本发明电机霍尔零点调节装置的第二实施例结构示意图；
图3为本发明电机霍尔零点调节装置的第三实施例结构示意图。
具体实施方式
本发明的具体实施方法如下：
现有的电机霍尔传感器零点位置的调整通常是在电机空载时得出，而由于电枢反应的作用，在负载情况下合成气隙磁场的过零点超前于空载气隙磁场过零点一个角度，这个超前角的大小随着负载电流的增大而增大，电枢反应使得最佳换相点前移，这样按照空载时对称磁场决定的换相位置已不适合负载运行，如果检测到的反电势相对于空载反电势的相移过大而控制电路又没有采取移相措施，将影响电机的出力及控制性能，在最大负载的情况下，效率会偏低，温升会加快，影响系统性能，为了解决电机满载时效率低的问题，本发明提出了一种电机霍尔零点调节装置及其方法，根据实际使用时的负载情况加载调节，保证电机在实际工作中的零点位置准确，以提高电机的工作效率。
下面结合附图具体说明本发明电机霍尔零点调节的装置的结构及其调节方法：
如图1为本发明电机霍尔零点调节装置的第一实施例的结构示意图，所述调节装置包括电源、被调节电机、负载电机、负载、霍尔传感器，所述电源、被调节电机、负载电机、负载依次连接，所述霍尔传感器设置于所述被调节电机上，所述电源提供所述被调节电机转动所需电能，所述被调节电机与所述负载电机之间设置联轴节，由所述被调节电机带动所述负载电机转动发电，所述负载连接所述负载电机，用以消耗所述负载电机发电产生的电能，所述调节装置还包括控制器，所述控制器设置于所述电源与所述被调节电机之间，所述控制器用以控制所述被调节电机的运转，所述控制器与所述被调节电机之间设置电流采集装置，用以采集所述控制器输出电流，所述电流采集装置为电流采集显示装置，采集所述控制器输出电流的同时显示其电流值。
所述电源为直流电源，所述控制器输出三相电至所述被调节电机，所述电流采集装置分别采集三相电流值，所述被调节电机为直流无刷电机，所述负载电机为永磁无刷电机，所述被调节电机带动所述负载电机发电，并由所述负载消耗掉所述负载电机发电产生的电能，所述负载电机与所述负载之间设置整流器，所述负载电机的三相引线连接所述整流器的输入端，若干个负载并在一起接所述整流器的两个直流输出端，所述负载为直流电阻元件或者石英加热管。
应用上述调节装置的电机霍尔零点调节方法，包括如下步骤：
(1)将所述调节装置中的各组件安装上述结构对应连接；
(2)开启电源，由所述电源驱动所述被调节电机运转，并带动所述负载电机发电；
(3)将霍尔传感器的霍尔组件或磁环沿某一方向旋转一定的角度，观测所述电流采集装置采集的电流值以及被调节电机的旋转方向；
(4)判断零点位置，若被调节电机的旋转方向正确，采集电流小于预先规定值且三相电流不平衡度符合要求，则固定霍尔传感器的霍尔组件或磁环，完成调节，否则转第(3)步。
所述电源为稳压直流电源，所述电源输出电压恒定，以保证所述负载电机的发电电压恒定，即维持所述负载的能耗大小不变。
图2、图3分别为本发明电机霍尔零点调节装置的第二实施例、第三实施例的结构示意图，第二实施例、第三实施例与第一实施例的不同点在于其负载与负载电机的连接方式不同，第二实施例中的负载电机的三相引线分别各自连接一个直流电阻，三个直流电阻的另一端连接在一起，负载电机和三个直流电阻形成一个Y形回路，第三实施例中三个直流电阻首尾相接形成一个△形回路，每两个直流电阻的连接处形成一个外引线，三个外引线分别和负载电机的三相引线连接形成负载回路，第二实施例与第三实施例中的调节装置的调节方法与第一实施例相似，本文中不再重复赘述。
利用本发明的电机霍尔零点调节装置能够实现加载的情况下调整霍尔组件或磁环的位置，找到最佳换相霍尔零点，保证了电机的最优性能，操作简单、使用便捷，可根据需要调整负载的大小。
对于为本发明的示范性实施例，应当理解为是本发明的权利要求书的保护范围内其中的某一种示范性示例，具有对本领域技术人员实现相应的技术方案的指导性作用，而非对本发明的限定。

Claims (9)

1.一种电机霍尔零点调节装置，其特征在于，所述调节装置包括电源、被调节电机、负载电机、负载、霍尔传感器，所述电源、被调节电机、负载电机、负载依次连接，所述霍尔传感器设置于所述被调节电机上，所述电源提供所述被调节电机转动所需电能，所述被调节电机与所述负载电机之间设置联轴节，由所述被调节电机带动所述负载电机转动发电，所述负载连接所述负载电机，用以消耗所述负载电机发电产生的电能。
2.根据权利要求1所述的电机霍尔零点调节装置，其特征在于，所述调节装置还包括控制器，所述控制器设置于所述电源与所述被调节电机之间，所述控制器用以控制所述被调节电机的运转。
3.根据权利要求2所述的电机霍尔零点调节装置，其特征在于，所述控制器与所述被调节电机之间设置电流采集装置，用以采集所述控制器输出电流。
4.根据权利要求3所述的电机霍尔零点调节装置，其特征在于，所述电流采集装置为电流采集显示装置，采集所述控制器输出电流的同时显示其电流值。
5.根据权利要求1所述的电机霍尔零点调节装置，其特征在于，所述负载为直流电阻元件。
6.根据权利要求1所述的电机霍尔零点调节装置，其特征在于，所述负载为石英加热管。
7.根据权利要求1所述的电机霍尔零点调节装置，其特征在于，所述负载电机为永磁无刷电机。
8.一种应用上述权利要求1～7中任意一项权利要求所述的调节装置的电机霍尔零点调节方法，其特征在于，所述调节方法包括如下步骤：
(1)将所述调节装置中的各组件对应连接；
(2)开启电源，由所述电源驱动所述被调节电机运转，并带动所述负载电机发电；
(3)将霍尔传感器的霍尔组件或磁环沿某一方向旋转一定的角度，观测所述电流采集装置采集的电流值以及被调节电机的旋转方向；
(4)判断零点位置，若被调节电机的旋转方向正确且采集电流小于预先规定值，则固定霍尔传感器的霍尔组件或磁环，完成调节，否则转第(3)步。
9.根据权利要求8所述的电机霍尔零点调节方法，其特征在于，所述电源为稳压直流电源，所述电源输出电压恒定，以保证所述负载电机的发电电压恒定，即维持所述负载的能耗大小不变。
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