CN201656886U - 一种检测电机转子位置的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种检测电机转子位置的装置，其特征在于：在转子5上与转子同轴安装反射式码盘4，在电机壳体3上用螺纹固定铠装双根光纤，铠装双根光纤1联接光发射器8，铠装双根光纤2联接光接收器7；光接收器将转换的电信号输出至检测电路；所述的反射式码盘为钢制齿盘，凸极数与电机转子极数相同，凹凸面的宽度与转子凹凸面宽度为相同弧度数。本实用新型可以应用于开关磁阻电机、永磁同步电机、步进电机等，采用该装置的电机，可以广泛适宜用于高温工作环境中，如石油勘探、煤矿采掘、船舶等电机电气设备。

Description

一种检测电机转子位置的装置

技术领域

本实用新型涉及一种检测电机转子位置的装置，属于电机控制测量技术。

背景技术

随着电机应用领域的扩展及电机控制算法和策略的提升，使得耐高温、耐强电磁干扰、满足高精度检测电机转子位置的手段也必须提升，才能满足应用的需求。而开关磁阻电机、永磁同步电机等这类电机，都是采用位置信号作为控制策略的最主要的控制依据，都需要高精度检测电机转子的位置，因此位置信号的准确性、响应速度要求很高，而与准确性相关的温度、强电磁干扰正是影响电机位置检测准确的最主要因素。

目前采用的位置传感器均安装于电机本体上，多采用霍尔位置传感器或光耦器件用于电机位置检测传感器。其中霍尔位置传感器采用霍尔原理，进行感应电机转子的位置，但电机自身就是强电磁环境，传感器容易引入电磁干扰，限制了霍尔位置传感器在电机上的结构布局，且耐高温能力差，对电机散热要求较高。利用光耦器件作为位置检测传感器，虽然提高了信号抗电磁干扰能力，但由于光耦器件工作温度限制在100度以下，不耐高温，应用场合局限性大。

发明内容

为了避免现有技术的不足之处，本实用新型提出一种检测电机转子位置的装置，提高测量电机转子的位置检测响应速度和精度，适应强电磁和高温环境，提高检测的可靠性。

一种检测电机转子位置的装置，包括传感传输部件和接收发射装置，其特征在于：所述的传感传输部件包括反射式码盘4和铠装双根光纤；在转子5上与转子同轴安装反射式码盘4，在电机壳体3上用螺纹固定铠装双根光纤，铠装双根光纤1联接光发射器8，铠装双根光纤2联接光接收器7；光接收器将转换的电信号输出至检测电路；所述的反射式码盘为钢制齿盘，凸极数与电机转子极数相同，凹凸面的宽度与转子凹凸面宽度为相同弧度数。

所述的光发射器采用高强度发光二极管或激光二极管。

所述的光接受器采用光敏二极管或光敏三极管。

在壳体3上不同位置用螺纹固定多个铠装双根光纤，多个铠装双根光纤均连接各自的接收发射装置。

本实用新型提出的一种检测电机转子位置的装置，由于光纤能够耐较高温度，通过该装置将不耐高温和易受电磁干扰的光电器件和电子元件与电机本体隔离，达到了弱电与强电分离，也将容易发热升温的电机与位置解调电路进行环境分离，使位置解调部分脱离了电机的高温环境。由于以光进行检测，因此该装置响应速度很快，能跟踪从低转速到高转速的转子位置范围，同时从电机传感器引线(光纤)可以加长使用，更加方便配套控制器的结构设计。

采用而此装置完全克服大功率电子设备造成的电机强电磁干扰和和复杂电磁环境弊端，为实现电机复杂算法控制提供了一个良好位置信号，确保了信号完整性，从而大大地提高了与其配套的控制产品的电磁兼容性。

本实用新型可以应用于开关磁阻电机、永磁同步电机、步进电机等，采用该装置的电机，可以广泛适宜用于高温工作环境中，如石油勘探、煤矿采掘、船舶等电机电气设备。

附图说明

图1：本实用新型装置的示意图

图2：本实用新型装置中反射式码盘结构示意图

1-铠装双根光纤的接收光纤；2-铠装双根光纤的反射光纤；3-电机壳体；4-反射式码盘；5-转子；6-接收发射装置；7-接收器；8-发射器；9-磨光镜面；10-粗糙面；A-电信号输入；B-电信号输出。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型作进一步描述：

图1为一个铠装光纤位置测量装置示意图，在转子上与转子同轴安装反射式码盘，反射式码盘是与电机转子同轴的钢制齿盘，反射码盘安装必须与转子同轴，同时对应凸极位置相同。其中其码盘的凸极数与电机转子极数相同，同时码盘的凹凸面的对应宽度大小与转子凹凸面宽度大小是相同弧度数，其中凸面采用打磨镜面方式，提高光反射能力；凹面采用粗造面或漫反射面，降低光反射能力。以12/8结构的电机为例，转盘为8齿槽结构，齿槽等宽均为22.5度。本实施例为在电机壳体3上安装3个铠装双根光纤，它们之间相隔120度。经过后续信号调理电路后，可以输出相差15度的三个方波信号。

本实用新型主要应用于电机转子的位置检测，采用反射式码盘和铠装光纤组合进行测量位置。而在壳体上采用螺纹铠装光纤安装方式，用螺纹固定铠装光纤，防止电机振动造成光纤摆动而导致的采样位置信号抖动。为提高位置检测的精度，本实施例中加装3个铠装光纤。

工作原理是：两根光纤，一根用来传递发射光波，另一根用来接受光波，应用铠装将两根光纤固定，并将铠装安装于电机壳体部分，和电机转子上采用反射镜面和漫反射面组成反射式码盘，通过反射光纤发出光信号，接受光纤接收光信号；接受装置根据敏感光信号强度不同解调出电信号，电信号脉宽大小与电机码盘的凸凹宽度成比例，即可得到转子位置信号。发射器采用高强度发光二极管或激光二极管，接受器采用光敏二极管或光敏三极管。测量转子位置信号，可以用一个或多个位置传感装置。

具有这样检测电机转子位置的装置，提高了测量精度和响应速度，降低了电机端部的质量和线速度，转子整体性好，结构强度好；由于光纤能够耐较高温度，通过该装置将不耐高温和易受电磁干扰的光电器件和电子元器件与电机本体隔离，达到了弱电与强电分离，也将容易发热升温的电机与位置解调电路进行环境分离，使位置解调部分脱离了电机的高温环境。

Claims (4)

1.一种检测电机转子位置的装置，包括传感传输部件和接收发射装置，其特征在于：所述的传感传输部件包括反射式码盘(4)和铠装双根光纤；在转子(5)上与转子同轴安装反射式码盘(4)，在电机壳体(3)上用螺纹固定铠装双根光纤，铠装双根光纤(1)联接光发射器(8)，铠装双根光纤(2)联接光接收器(7)；光接收器将转换的电信号输出至检测电路；所述的反射式码盘为钢制齿盘，凸极数与电机转子极数相同，凹凸面的宽度与转子凹凸面宽度为相同弧度数。

2.根据权利要求1所述的检测电机转子位置的装置，其特征在于：所述的光发射器采用高强度发光二极管或激光二极管。

3.根据权利要求1所述的检测电机转子位置的装置，其特征在于：所述的光接受器采用光敏二极管或光敏三极管。

4.根据权利要求1所述的检测电机转子位置的装置，其特征在于：在壳体(3)上不同位置用螺纹固定多个铠装双根光纤，多个铠装双根光纤均联接各自的接收发射装置。

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