CN115900517A - 一种凹凸式方形槽检测电机主轴窜动的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明主要针对电机主轴工作时的检测过程，是一种凹凸式方形槽检测电机主轴窜动的装置及方法。通过将检测电机主轴的窜动转化为检测凹凸式方形槽套筒的位移波动，当电机主轴发生窜动时，霍尔元件与凹凸式方形槽套筒之间的距离就会在霍尔元件到凹凸式方形槽套筒上的凸点与凹凸式方形槽套筒上的凹点之间不断变化，从而引起开关型霍尔元件周围的磁场强度也不断变化，通过开关型霍尔元件所输出的高低电平信号数来计算窜动的距离，以及窜动的具体方式，是一种快速，简单，有效的检测方式。

Description

一种凹凸式方形槽检测电机主轴窜动的装置及方法

技术领域

本发明属于检测电机主轴窜动装置制造领域，具体涉及一种凹凸式方形槽检测电机主轴窜动的装置及方法。

背景技术

电机和其他的工业机器一样，在其工作过程中会存在类型不同的零件的磨损、元器件的消耗，在运行过程中热量、能量、介质、磨损状况、疲劳寿命等物理和化学的参数也是动态变化的，对这些参数的实时检测可以得出电机的运行状态。因为电机主轴在工作时的窜动会极大影响安全性以及可靠性，因此有必要对电机主轴的窜动进行检测。

电机主轴的窜动包括轴向窜动和径向窜动，影响电机主轴窜动的因素有很多，比如电机主轴的对中性较差、负载机械不平衡、系统共振、机器损伤或过度磨损、轴瓦巴氏合金脱层或龟裂、轴承动态性能较差等，都对电机主轴的窜动产生直接或间接的影响。电机主轴一旦发生窜动将会产生很大的安全隐患，会使电机的振动以及噪声变大，降低使用寿命，也会对控制系统所需要的稳定环境造成破坏，当窜动严重时会造成轴承失效，尤其在转速较高的电机上，当窜动未得到及时检测将会造成转子的脱离，非常危险，因此对电机主轴的轴向和径向窜动的检测及其必要。目前传统的电机主轴窜动检测方法只针对轴向检测，且无法检测到电机主轴具体窜动的距离。这种检测方法局限性很大，适用范围也有限，并且不能得到一个准确的窜动距离，从而无法判断电机主轴的窜动是否在可控范围内。

针对上述问题，本发明提出了一种凹凸式方形槽检测电机主轴窜动的装置及方法。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种方案，旨在解决检测电机主轴工作时的轴向窜动和径向窜动以及电机主轴具体窜动距离的问题，设计了一种新结构的检测装置，并基于此结构提出了检测方法，以提高电机主轴窜动的检测精度，保证电机工作过程的安全性。

本发明公布了一种凹凸式方形槽检测电机主轴窜动的装置及方法，包括：

凹凸式方形槽套筒，在轴向和径向均加工有横截面为上边长αmm，下边长βmm的凹凸式方形槽。电机主轴发生窜动时，凹凸式方形槽套筒在轴向和径向会发生位移，霍尔元件与套筒之间的距离会随之发生变化，使磁场强度产生变化。

轴向检测器，包括轴向永久磁铁、隔磁板、轴向霍尔元件，两个轴向检测器分别安装于轴向凹凸式方形槽区域的两端。轴向永久磁铁用于产生恒定磁场，隔磁板能将永久磁铁的磁场与轴向霍尔元件隔开，保证轴向霍尔元件接收到的是反馈的磁场信号。轴向霍尔元件为开关型霍尔元件，当磁场强度达到一定强度时会输出高电平，否则输出低电平，用于采集电机主轴发生轴向窜动时凹凸式方形槽进入磁场中，引起改变的磁场强度信号，并将其转换为模拟信号；

径向检测器，包括径向永久磁铁、隔磁板、径向霍尔元件，两个径向检测器分别安装于径向凹凸式方形槽区域的两端。径向永久磁铁用于产生恒定磁场，隔磁板能将永久磁铁的磁场与径向霍尔元件隔开，保证径向霍尔元件接收到的是反馈的磁场信号。径向霍尔元件为开关型霍尔元件，当磁场强度达到一定强度时会输出高电平，否则输出低电平，用于采集电机主轴发生径向窜动时凹凸式方形槽进入磁场中，引起改变的磁场强度信号，并将其转换为模拟信号。

本发明公布了一种凹凸式方形槽检测电机主轴窜动的装置和方法，包括以下步骤：

步骤一：将凹凸式方形槽套筒与要进行窜动检测的电机主轴进行胶接，将电机主轴的窜动体现为凹凸式方形槽的位移波动。

步骤二：将窜动检测器集成箱与电机法兰盘进行螺纹连接，将两个轴向检测器分别安装于相对应的轴向检测器安装口中，将两个径向检测器分别安装于相对应的径向检测器安装口中。

步骤三：电机通电，电机主轴开始旋转，前端轴向检测器上的前端永久磁铁产生前端磁场，后端轴向检测器上的后端永久磁铁产生后端磁场，左端径向检测器上的左端永久磁铁产生左端磁场，右端径向检测器上的右端永久磁铁产生右端磁场；四个检测器上的四个霍尔元件分别开始接收各自磁场的信号。

步骤四：当电机主轴正常工作时，电机主轴不会发生窜动，此时凹凸式方形槽套筒不会发生位移波动。在轴向与径向两个方向上，凹凸式方形槽区域均不会进入磁场中，轴向霍尔元件和径向霍尔元件与凹凸式方形槽套筒之间的距离为恒定值，轴向霍尔元件与径向霍尔元件周围的磁场密度也为恒定值，进而轴向霍尔元件与径向霍尔元件周围的磁场强度也不会发生变化，输出的四个磁场信号就是永久磁铁产生的磁场强度的定值。

步骤五：径向窜动检测原理与距离公式同轴向窜动检测原理与距离公式相同，因此本发明主要叙述轴向窜动检测过程，并以横截面为上边长α＝1mm，下边长β＝0.8mm的凹凸式方形槽为例。当电机主轴发生轴向窜动时：

窜动方式1：若发生单一方向单一窜动，这里以电机主轴向后端窜动为例。此时凹凸式方形槽套筒会向后发生位移波动，轴向凹凸式方形槽区域会进入到后端磁场中，前端磁场信号不会发生变化。由于凹凸槽的存在，会使得后端轴向霍尔元件与套筒的距离产生变化。当窜动一个凸槽的距离时，后端轴向霍尔元件会输出一个高电平信号，若继续发生窜动，下一个凹槽会进入到后端磁场中，后端轴向霍尔元件会输出一个低电平信号。一个高电平信号代表着窜动距离为一个上边长α，一个低电平信号代表着窜动距离为一个下边长β，具体窜动距离公式为(1)：

X₁＝α×n₁+β×n₂ (1)

其中X₁为单一方向单一窜动距离，α为上边长，β为下边长，n₁为后端轴向霍尔元件输出的高电平信号数，n₂为后端轴向霍尔元件输出的低电平信号数。

窜动方式2：若发生单一方向双向窜动，即电机主轴主体上向后端窜动，但也会向前端窜动。此时凹凸式方形槽区域还是只进入后端磁场中，并且会在后端磁场中发生前后窜动，在由向后端窜动与向前端窜动切换时，后端轴向霍尔元件会持续输出大于等于一个相位时间段的高电平或低电平，此时的窜动距离公式为(2)：

X₂＝α×(n₁-n_i+n_k)+β×(n₂-n_j+n_f) (2)

其中X₂为单一方向双向窜动距离，α为上边长，β为下边长，n₁为未发生窜动切换时输出的高电平信号数，n₂为未发生窜动切换时输出的低电平信号数，n_i为发生奇数次的窜动切换时输出的高电平信号数，n_k为发生偶数次的窜动切换时输出的高电平信号数，n_j为发生奇数次窜动切换时输出的低电平信号数，n_f为发生偶数次窜动切换后输出的低电平信号数。

窜动方式3：若发生双方向窜动，即电机主轴先向后端发生窜动，又向前端发生窜动，但总体上是向前端发生窜动，此时的窜动距离公式与窜动方式1相同，为公式(3)：

X₃＝α×n₄+β×n₅ (3)

其中X₃为双方向窜动距离，α为上边长，β为下边长，n₄为前端轴向霍尔元件输出的高电平信号数，n₅为前端轴向霍尔元件输出的低电平信号数。

本发明的有益效果为：

1.本发明的凹凸式方形槽套筒与电机主轴是分离的，使用时将其与电机主轴胶接即可，可用于不同尺寸、不同类型的电机主轴窜动检测，具有广泛的适用性。

2.本发明的凹凸式方形槽通过精加工得到，将电机轴的窜动表现为凹凸式方形槽的位移波动，原理简单，且使用磁场信号进行检测，不易受到外界因素干扰，提高了检测结果的可靠性。

3.本发明通过凹凸式方形槽的设计，利用距离变化改变磁场强度的原理，通过观察各个开关霍尔元件输出的磁场信号图像就可以检测电机主轴是否发生窜动、窜动的形式以及窜动的具体距离。

4.本发明将轴向窜动与径向窜动的检测整合到一起，能全方面的检测电机主轴的窜动情况，提高了窜动检测的全面性，保障了电机工作时的安全性，本发明的结构简单，安装方便，检测精度高，适用性广。

附图说明：

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述：

图1为本发明所述总体结构示意图；

图2为本发明所述总体结构拆分示意图；

图3为本发明所述轴向和径向检测器示意图；

图4为本发明所述窜动检测器集成箱示意图；

图5为本发明所述凹凸式方形槽套筒示意图；

图6为本发明所述轴向与径向检测装置的安装位置示意图；

图7为本发明所述发生单一方向单一窜动时的磁场信号方波图；

图8为本发明所述发生单一方向双向窜动时的磁场信号方波图；

图9为本发明所述发生双方向窜动时的磁场信号方波图；

图中1、左端径向检测器a1；2、右端径向检测器a2；3、前端轴向检测器b1；4、后端轴向检测器b2；5、窜动检测器集成箱；6、凹凸式方形槽套筒；7、电机主轴；8、电机法兰盘；9、电机；1-1、左端径向霍尔元件；1-2、左端径向隔磁板；1-3、左端径向永久磁铁；2-1、右端径向霍尔元件；2-2、右端径向隔磁板；2-3右端径向永久磁铁；3-1、前端轴向霍尔元件；3-2、前端轴向隔磁板；3-3、前端轴向永久磁铁；4-1、后端轴向霍尔元件；4-2、后端轴向隔磁板；4-3、后端轴向永久磁铁；5-1、前端轴向检测器安装口；5-2、后端轴向检测器安装口；5-3；左端径向检测器安装口；5-4、右端径向检测器安装口；6-1、轴向凹凸式方形槽区域；6-2、径向凹凸式方形槽区域；

具体实施方式：

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。

在此记载的具体实施方式/实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案，都在本发明的保护范围之内。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1、2、3、4、5、6、7、8、9所示，本发明具体实施方式采用以下技术方案：

所述的凹凸式方形槽检测电机主轴窜动装置，其特征在于：所述的窜动检测装置结构，它包括左端径向检测器a1(1)，右端径向检测器a2(2)，前端轴向检测器b1(3)，后端轴向检测器b2(4)，窜动检测器集成箱(5)，凹凸式方形槽套筒(6)，电机主轴(7)，电机法兰盘(8)，电机(9)；

其中，左端径向检测器a1(1)包括左端径向霍尔元件(1-1)，左端径向隔磁板(1-2)，左端径向永久磁铁(1-3)；左端径向霍尔元件(1-1)与左端径向检测器a1(1)锡焊焊接；左端径向隔磁板(1-2)，左端径向永久磁铁(1-3)均与左端径向检测器a1(1)胶接；

右端径向检测器a2(2)包括右端径向霍尔元件(2-1)，右端径向隔磁板(2-2)，右端径向永久磁铁(2-3)；右端径向霍尔元件(2-1)与右端径向检测器a2(2)锡焊焊接；右端径向隔磁板(2-2)，右端径向永久磁铁(2-3)均与右端径向检测器a2(2)胶接；

前端轴向检测器b1(3)包括前端轴向霍尔元件(3-1)，前端轴向隔磁板(3-2)，前端轴向永久磁铁(3-3)；前端轴向霍尔元件(3-1)与前端轴向检测器b1(3)锡焊焊接；前端轴向隔磁板(3-2)，前端轴向永久磁铁(3-3)均与前端轴向检测器b1(3)胶接；

后端轴向检测器b2(4)包括后端轴向霍尔元件(4-1)，后端轴向隔磁板(4-2)，后端轴向永久磁铁(4-3)；后端轴向霍尔元件(4-1)与后端轴向检测器b2(4)锡焊焊接；后端轴向隔磁板(4-2)，后端轴向永久磁铁(4-3)均与后端轴向检测器b2(4)胶接；

进一步的，左端径向检测器a1(1)、右端径向检测器a2(2)分别与左端径向检测器安装口(5-3)、右端径向检测器安装口(5-4)胶接；前端轴向检测器b1(3)、后端轴向检测器b2(4)分别与前端轴向检测器安装口(5-1)、后端轴向检测器安装口(5-2)胶接；

进一步的，凹凸式方形槽套筒(6)与电机主轴(7)胶接，将电机主轴的窜动转换为凹凸式方形槽套筒的位移波动；

进一步的，窜动检测器集成箱(5)与电机法兰盘(8)螺纹连接；

一种凹凸式方形槽检测电机主轴空间窜动的方法，本方法应用于电机主轴的窜动检测：

一种凹凸式方形槽检测电机主轴空间窜动的方法，所述方法的具体实现过程为：

步骤一：将凹凸式方形槽套筒与要进行窜动检测的电机主轴进行胶接，将电机主轴的窜动体现为凹凸式方形槽的位移波动。

步骤二：将窜动检测器集成箱与电机法兰盘进行螺纹连接，将两个轴向检测器分别安装于相对应的轴向检测器安装口中，将两个径向检测器分别安装于相对应的径向检测器安装口中。

步骤三：电机通电，电机主轴开始旋转，前端轴向检测器上的前端永久磁铁产生前端磁场，后端轴向检测器上的后端永久磁铁产生后端磁场，左端径向检测器上的左端永久磁铁产生左端磁场，右端径向检测器上的右端永久磁铁产生右端磁场；四个检测器上的四个霍尔元件分别开始接收各自磁场的信号。

步骤四：当电机主轴正常工作时，电机主轴不会发生窜动，此时凹凸式方形槽套筒不会发生位移波动。在轴向与径向两个方向上，凹凸式方形槽区域均不会进入磁场中，轴向霍尔元件和径向霍尔元件与凹凸式方形槽套筒之间的距离为恒定值，轴向霍尔元件与径向霍尔元件周围的磁场密度也为恒定值，进而轴向霍尔元件与径向霍尔元件周围的磁场强度也不会发生变化，输出的四个磁场信号就是永久磁铁产生的磁场强度的定值。

步骤五：径向窜动检测原理与距离公式同轴向窜动检测原理与距离公式相同，因此本发明主要叙述轴向窜动检测过程，并以横截面为上边长α＝1mm，下边长β＝0.8mm的凹凸式方形槽为例。当电机主轴发生轴向窜动时：

窜动方式1：若发生单一方向单一窜动，这里以电机主轴向后端窜动为例。此时凹凸式方形槽套筒会向后发生位移波动，轴向凹凸式方形槽区域会进入到后端磁场中，前端磁场信号不会发生变化。由于凹凸槽的存在，会使得后端轴向霍尔元件与套筒的距离产生变化。当窜动一个凸槽的距离时，后端轴向霍尔元件会输出一个高电平信号，若继续发生窜动，下一个凹槽会进入到后端磁场中，后端轴向霍尔元件会输出一个低电平信号。一个高电平信号代表着窜动距离为一个上边长α，一个低电平信号代表着窜动距离为一个下边长β，具体窜动距离公式为(1)：

X₁＝α×n₁+β×n₂ (1)

其中X₁为单一方向单一窜动距离，α为上边长，β为下边长，n₁为后端轴向霍尔元件输出的高电平信号数，n₂为后端轴向霍尔元件输出的低电平信号数。

窜动方式2：若发生单一方向双向窜动，即电机主轴主体上向后端窜动，但也会向前端窜动。此时凹凸式方形槽区域还是只进入后端磁场中，并且会在后端磁场中发生前后窜动，在由向后端窜动与向前端窜动切换时，后端轴向霍尔元件会持续输出大于等于一个相位时间段的高电平或低电平，此时的窜动距离公式为(2)：

X₂＝α×(n₁-n_i+n_k)+β×(n₂-n_j+n_f) (2)

其中X₂为单一方向双向窜动距离，α为上边长，β为下边长，n₁为未发生窜动切换时输出的高电平信号数，n₂为未发生窜动切换时输出的低电平信号数，n_i为发生奇数次的窜动切换时输出的高电平信号数，n_k为发生偶数次的窜动切换时输出的高电平信号数，n_j为发生奇数次窜动切换时输出的低电平信号数，n_f为发生偶数次窜动切换后输出的低电平信号数。

窜动方式3：若发生双方向窜动，即电机主轴先向后端发生窜动，又向前端发生窜动，但总体上是向前端发生窜动，此时的窜动距离公式与窜动方式1相同，为公式(3)：

X₃＝α×n₄+β×n₅ (3)

其中X₃为双方向窜动距离，α为上边长，β为下边长，n₄为前端轴向霍尔元件输出的高电平信号数，n₅为前端轴向霍尔元件输出的低电平信号数。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种凹凸式方形槽检测电机主轴窜动的方法，本方法应用于一种凹凸式方形槽检测装置，凹凸式方形槽检测装置，它包括左端径向检测器a1(1)，右端径向检测器a2(2)，前端轴向检测器b1(3)，后端轴向检测器b2(4)，窜动检测器集成箱(5)，凹凸式方形槽套筒(6)，电机主轴(7)，电机法兰盘(8)，电机(9)；左端径向霍尔元件(1-1)，左端径向隔磁板(1-2)，左端径向永久磁铁(1-3)，右端径向霍尔元件(2-1)，右端径向隔磁板(2-2)，右端径向永久磁铁(2-3)，前端轴向霍尔元件(3-1)，前端轴向隔磁板(3-2)，前端轴向永久磁铁(3-3)，后端轴向霍尔元件(4-1)，后端轴向隔磁板(4-2)，后端轴向永久磁铁(4-3)，前端轴向检测器安装口(5-1)，后端轴向检测器安装口(5-2)，左端径向检测器安装口(5-3)，右端径向检测器安装口(5-4)，轴向凹凸式方形槽区域(6-1)，径向凹凸式方形槽区域(6-2)；其中，左端径向检测器a1(1)包括左端径向霍尔元件(1-1)，左端径向隔磁板(1-2)，左端径向永久磁铁(1-3)；左端径向霍尔元件(1-1)与左端径向检测器a1(1)锡焊焊接；左端径向隔磁板(1-2)，左端径向永久磁铁(1-3)均与左端径向检测器a1(1)胶接；右端径向检测器a2(2)包括右端径向霍尔元件(2-1)，右端径向隔磁板(2-2)，右端径向永久磁铁(2-3)；右端径向霍尔元件(2-1)与右端径向检测器a2(2)锡焊焊接；右端径向隔磁板(2-2)，右端径向永久磁铁(2-3)均与右端径向检测器a2(2)胶接；前端轴向检测器b1(3)包括前端轴向霍尔元件(3-1)，前端轴向隔磁板(3-2)，前端轴向永久磁铁(3-3)；前端轴向霍尔元件(3-1)与前端轴向检测器b1(3)锡焊焊接；前端轴向隔磁板(3-2)，前端轴向永久磁铁(3-3)均与前端轴向检测器b1(3)胶接；后端轴向检测器b2(4)包括后端轴向霍尔元件(4-1)，后端轴向隔磁板(4-2)，后端轴向永久磁铁(4-3)；后端轴向霍尔元件(4-1)与后端轴向检测器b2(4)锡焊焊接；后端轴向隔磁板(4-2)，后端轴向永久磁铁(4-3)均与后端轴向检测器b2(4)胶接；进一步的，左端径向检测器a1(1)、右端径向检测器a2(2)分别与左端径向检测器安装口(5-3)、右端径向检测器安装口(5-4)胶接；前端轴向检测器b1(3)、后端轴向检测器b2(4)分别与前端轴向检测器安装口(5-1)、后端轴向检测器安装口(5-2)胶接；进一步的，凹凸式方形槽套筒(6)与电机主轴(7)胶接；进一步的，窜动检测器集成箱(5)与电机法兰盘(8)螺纹连接；

其特征在于：所述方法的具体实施过程为：

步骤一：将凹凸式方形槽套筒与要进行窜动检测的电机主轴进行胶接，将电机主轴的窜动体现为凹凸式方形槽的位移波动；

步骤二：将窜动检测器集成箱与电机法兰盘进行螺纹连接，将两个轴向检测器分别安装于相对应的轴向检测器安装口中，将两个径向检测器分别安装于相对应的径向检测器安装口中；

步骤三：电机通电，电机主轴开始旋转，前端轴向检测器上的前端永久磁铁产生前端磁场，后端轴向检测器上的后端永久磁铁产生后端磁场，左端径向检测器上的左端永久磁铁产生左端磁场，右端径向检测器上的右端永久磁铁产生右端磁场；四个检测器上的四个霍尔元件分别开始接收各自磁场的信号；

步骤四：当电机主轴正常工作时，电机主轴不会发生窜动，此时凹凸式方形槽套筒不会发生位移波动；在轴向与径向两个方向上，凹凸式方形槽区域均不会进入磁场中，轴向霍尔元件和径向霍尔元件与凹凸式方形槽套筒之间的距离为恒定值，轴向霍尔元件与径向霍尔元件周围的磁场密度也为恒定值，进而轴向霍尔元件与径向霍尔元件周围的磁场强度也不会发生变化，输出的四个磁场信号就是永久磁铁产生的磁场强度的定值；

步骤五：径向窜动检测原理与距离公式同轴向窜动检测原理与距离公式相同，因此本发明主要叙述轴向窜动检测过程，并以横截面为上边长α＝1mm，下边长β＝0.8mm的凹凸式方形槽为例；当电机主轴发生轴向窜动时：

窜动方式1：若发生单一方向单一窜动，这里以电机主轴向后端窜动为例；此时凹凸式方形槽套筒会向后发生位移波动，轴向凹凸式方形槽区域会进入到后端磁场中，前端磁场信号不会发生变化；由于凹凸槽的存在，会使得后端轴向霍尔元件与套筒的距离产生变化；当窜动一个凸槽的距离时，后端轴向霍尔元件会输出一个高电平信号，若继续发生窜动，下一个凹槽会进入到后端磁场中，后端轴向霍尔元件会输出一个低电平信号；一个高电平信号代表着窜动距离为一个上边长α，一个低电平信号代表着窜动距离为一个下边长β，具体窜动距离公式为(1)：

X₁＝α×n₁+β×n₂ (1)

其中X₁为单一方向单一窜动距离，α为上边长，β为下边长，n₁为后端轴向霍尔元件输出的高电平信号数，n₂为后端轴向霍尔元件输出的低电平信号数；

窜动方式2：若发生单一方向双向窜动，即电机主轴主体上向后端窜动，但也会向前端窜动；此时凹凸式方形槽区域还是只进入后端磁场中，并且会在后端磁场中发生前后窜动，在由向后端窜动与向前端窜动切换时，后端轴向霍尔元件会持续输出大于等于一个相位时间段的高电平或低电平，此时的窜动距离公式为(2)：

X₂＝α×(n₁-n_i+n_k)+β×(n₂-n_j+n_f) (2)

其中X₂为单一方向双向窜动距离，α为上边长，β为下边长，n₁为未发生窜动切换时输出的高电平信号数，n₂为未发生窜动切换时输出的低电平信号数，n_i为发生奇数次的窜动切换时输出的高电平信号数，n_k为发生偶数次的窜动切换时输出的高电平信号数，n_j为发生奇数次窜动切换时输出的低电平信号数，n_f为发生偶数次窜动切换后输出的低电平信号数；

窜动方式3：若发生双方向窜动，即电机主轴先向后端发生窜动，又向前端发生窜动，但总体上是向前端发生窜动，此时的窜动距离公式与窜动方式1相同，为公式(3)：

X₃＝α×n₄+β×n₅ (3)

其中X₃为双方向窜动距离，α为上边长，β为下边长，n₄为前端轴向霍尔元件输出的高电平信号数，n₅为前端轴向霍尔元件输出的低电平信号数。

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