CN202218142U - 开关磁阻电机用的高可靠性磁位置传感器 - Google Patents

Abstract

开关磁阻电机用的高可靠性磁位置传感器，属于传感器技术领域。其特征在于：固定环为一金属圆环(1)，金属圆环(1)上设置2个环状通孔(2)，环状通孔(2)上设置第一固定螺丝(3)，线路板(4)安装在两环状通孔(2)之间，磁敏元器件(5)固定在线路板(4)上，线路板(4)上设置信号接口(6)，线路板(4)固定在塑料外壳(7)内；转动环为一固定块(8)，固定块(8)一侧通过第二固定螺丝(13)与齿盘(9)固定为一体，齿盘(9)上间隔均布齿盘凸起(11)和齿盘凹槽(12)，固定块(8)中间为轴孔(14)，轴孔(14)上开有键槽(10)。该传感器结构简单，安装使用方便，密封要求大大降低，可以在恶劣的环境中稳定工作。

Description

开关磁阻电机用的高可靠性磁位置传感器

技术领域

开关磁阻电机用的高可靠性磁位置传感器，属于传感器技术领域。具体是将定子和转子的相对位置进行编码，并送给主控制器。

背景技术

位置传感器是开关磁阻电机工作必须的关键部件，其作用是将定子和转子的相对位置进行编码，并送给主控制器。目前的开关磁阻电机主要采用光电形式。其优点是结构简单，价格便宜，缺点是该装置是装在电机上的，该部分必须采用密封结构，受客观条件的限制，不可能实现完全密封，所以，该装置对环境要求较高，在一些环境比较恶劣的场合下，容易受到如灰尘，电机内部润滑油，金属粉末等的干扰，导致光线传输不良，进而造成编码错误，严重影响电机的工作，甚至造成停机等问题，在一定程度上，该装置决定了电机的使用寿命。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术存在的问题，设计一种结构简单，安装使用方便，密封要求大大降低的开关磁阻电机用的高可靠性磁位置传感器。

本实用新型要解决其技术问题所采用的技术方案是：该开关磁阻电机用的高可靠性磁位置传感器，包括固定环和转动环，其特征在于：固定环为一金属圆环、金属圆环上设置2个环状通孔，环状通孔上设置第一固定螺丝，线路板安装在两环状通孔之间，磁敏感元件固定在线路板上，线路板上设置信号接口，线路板固定在塑料外壳内；转动环为一固定块，固定块一侧通过第二固定螺丝与齿盘固定为一体，齿盘上间隔均布齿盘凸起和齿盘凹槽，固定块中间为轴孔，轴孔上开有键槽。

塑料外壳为环状结构，四角有四个固定孔，通过螺丝固定在金属圆环上。

磁敏元器件在圆周方向按固定的角度间隔放置，间隔角度和电机定子和转子极数相适应。环状通孔圆周方向的角度分别为90°。间隔角度的计算公式具体为：

Aj＝N(360°/Pz-360°/Pd)

在该公式中，

Aj：间隔角度；N：一般为不为0的正整数，也可为分数(一般为1/2，1/3，1/4，1/5，1/6，1，2，3，4，5，6)；Pz：电机转子极数；Pd：电机定子极数。

例如：电机为12/8极(即定子12极，转子8极)，则间隔角度按上述公式计算为：Aj＝N(360°/Pz-360°/Pd)＝1(360°/8-360°/12)＝15°

齿盘和固定块为一体结构。

齿盘凸起和齿盘凹槽个数相等，且与电机转子个数相等。

齿盘凸起的宽度小于齿盘凹槽的宽度。

磁敏元器件的个数和电机相数相等。如该电机为三相，则采用3个；电机为四相，则采用4个；以此类推。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：

1、由于采用磁敏元器件，不存在光线的导通问题，所以可以在恶劣的环境中稳定工作。

2、由于采用磁敏元器件，对该部分的密封要求大大降低，甚至可以不用密封，省掉电机的密封结构。

3、采用位置感应齿盘的凸起和凹槽不等宽结构，解决了磁敏元器件的磁滞问题，提高了位置采集精度。

4、大大延长了开关磁阻电机的使用寿命，可以达到和普通异步电机相同的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的固定环结构示意图；

图2是本实用新型的转动环结构示意图；

图3是图2的侧视示意图；

图1-3是本实用新型的开关磁阻电机用的高可靠性磁位置传感器的最佳实施例。其中1、金属圆环2、通孔3、第一固定螺丝4、线路板5、磁敏元器件6、信号接口7、塑料外壳8、固定块9、齿盘10、键槽11、齿盘凸起12、齿盘凹槽13、第二固定螺丝14、轴孔。

具体实施方式

下面结合附图1-3对本实用新型的开关磁阻电机用的高可靠性磁位置传感器做进一步说明：

参照图1-3

本实用新型的开关磁阻电机用的高可靠性磁位置传感器外形结构分2部分：固定部分和转动部分，两部分均为环状。

如图1所示：固定部分主要由金属圆环1、通孔2、第一固定螺丝3、线路板4、磁敏元器件5、信号接口6和塑料外壳7组成，其中，金属圆环1中间位置有2个环状通孔，通孔圆周方向的角度(下述所有的角度都以电机轴的中心为中心点)分别为90°，金属圆环1可以在90°范围内在圆周方向进行角度调整，调整完毕后，通过第一固定螺丝3锁紧，将该金属圆环1固定在电机尾部机壳上。磁敏元器件5固定在线路板4上，线路板4封装在塑料外壳7内。塑料外壳7为环状结构，四角有四个固定孔，通过四个螺丝固定在金属圆环1上，磁敏元器件5采用霍尼韦尔等进口品牌，型号为：SR16系列，SR17系列。

磁敏元器件5的在圆周方向按固定的角度间隔放置。间隔角度和电机定子和转子极数有关。

间隔角度的计算公式具体为：

Aj＝N(360°/Pz-360°/Pd)

在该公式中，

Aj：间隔角度；N：一般为不为0的正整数，也可为分数(一般为1/2，1/3，1/4，1/5，1/6，1，2，3，4，5，6)；Pz：电机转子极数；Pd：电机定子极数。

例如：电机为12/8极(即定子12极，转子8极)，则间隔角度按上述公式计算为：Aj＝N(360°/Pz-360°/Pd)＝1(360°/8-360°/12)＝15°。

磁敏元器件的个数和电机相数相等。如该电机为三相，则采用3个；电机为四相，则采用4个；以此类推。

参照图2-3

转动部分主要由固定块8、齿盘9、键槽10、齿盘凸起11、齿盘凹槽12、第二固定螺丝13和轴孔14组成。凡具备良好导磁性能的材料，均可作为该部分的材料使用。固定块8为环状，齿盘9和固定块8可以是一体结构，考虑安装方便，也可分为两部分，通过第二固定螺丝13固定在一起。该转动部分是通过固定块8固定在电机尾部转子上的。随电机转子一起转动。

齿盘9的齿盘凸起11和齿盘凹槽12个数相等，且个数为电动机转子个数。如该电机转子为6极，则齿盘凸起11和齿盘凹槽12分别采用6个；如该电机转子为8极，则齿盘凸起11和齿盘凹槽12分别采用8个；以此类推。对于普通光电位置传感器的齿盘，齿盘的凸起部分、凹进部分宽度是相等的；但对于采用磁敏元器件的位置传感器，齿盘凸起11和齿盘凹槽12宽度是不相等的，齿盘凸起11的宽度要比齿盘凹槽12小，具体尺寸差与磁敏元器件的磁滞特性有关。

工作过程如下：

磁敏元器件5在工作过程中有2个状态：开状态和关状态。磁敏元器件5是通过线路板4、塑料外壳7、金属圆环1固定在电机尾部的；而齿盘9是随电机转子一起转动的。在转动过程中，齿盘9的齿盘凸起11和齿盘凹槽12轮流通过磁敏元器件5的磁感应区；当齿盘凸起11通过时，将阻隔磁敏元器件5的发送和接收，此时，磁敏元器件5送出关状态的信号；当齿盘凹槽12通过时，将不阻隔磁敏元器件5的发送和接收，此时，磁敏元器件5送出开状态的信号；因为磁敏元器件5固定在电机尾部，属固定部分，且间隔角度和个数与定子具备一定关系，可代表定子位置，齿盘9固定在电机转子上，且其宽度和个数与转子有关，可代表转子位置；所以，磁敏元器件5送出的开关信号即代表了电机定子和转子的相对位置。该信号通过线路板4上的电路处理后，送到控制器供使用。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.开关磁阻电机用的高可靠性磁位置传感器，包括固定环和转动环，其特征在于：固定环为一金属圆环(1)，金属圆环(1)上设置2个环状通孔(2)，环状通孔(2)上设置第一固定螺丝(3)，线路板(4)安装在两环状通孔(2)之间，磁敏元器件(5)固定在线路板(4)上，线路板(4)上设置信号接口(6)，线路板(4)固定在塑料外壳(7)内；转动环为一固定块(8)，固定块(8)一侧通过第二固定螺丝(13)与齿盘(9)固定为一体，齿盘(9)上间隔均布齿盘凸起(11)和齿盘凹槽(12)，固定块(8)中间为轴孔(14)，轴孔(14)上开有键槽(10)。

2.根据权利要求1所述的开关磁阻电机用的高可靠性磁位置传感器，其特征在于：塑料外壳(7)为环状结构，四角有四个固定孔，通过螺丝固定在金属圆环(1)上。

3.根据权利要求1所述的开关磁阻电机用的高可靠性磁位置传感器，其特征在于：磁敏元器件(5)在圆周方向按固定的角度间隔放置，间隔角度和电机定子和转子极数相适应。

4.根据权利要求1所述的开关磁阻电机用的高可靠性磁位置传感器，其特征在于：环状通孔(2)圆周方向的角度分别为90°。

5.根据权利要求1所述的开关磁阻电机用的高可靠性磁位置传感器，其特征在于：齿盘(9)和固定块(8)为一体结构。

6.根据权利要求1所述的开关磁阻电机用的高可靠性磁位置传感器，其特征在于：齿盘凸起(11)和齿盘凹槽(12)个数相等，且与电机转子个数相等。

7.根据权利要求6所述的开关磁阻电机用的高可靠性磁位置传感器，其特征在于：齿盘凸起(11)的宽度小于齿盘凹槽(12)的宽度。

8.根据权利要求6所述的开关磁阻电机用的高可靠性磁位置传感器，其特征在于：磁敏元器件(5)的个数和电机相数相等。

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