CN202906812U - 基于线性霍尔传感器的电机状态信号检测装置 - Google Patents

基于线性霍尔传感器的电机状态信号检测装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及电机状态信号检测装置，公开了基于线性霍尔传感器的电机状态信号检测装置，包括微处理器和安装在电机定子上的传感器，传感器为线性霍尔传感器，线性霍尔传感器通过低通滤波电路与微处理器连接。本实用新型由于使用线性霍尔传感器代替了增量式光电编码器和开关霍尔传感器，且使用了改进的信号处理软件，因此，大大降低了电机制造成本，减少了安装工序和引线数；另外，只要信号处理软件中的模数转换器和反正弦表格的精度够高，就可保证转子位置、转子速度检测的高精度。

Description

基于线性霍尔传感器的电机状态信号检测装置
技术领域
本实用新型涉及电机状态信号检测装置，尤其涉及了一种基于线性霍尔传感器的电机状态信号检测装置。
背景技术
目前，在基于永磁同步电机构成的交流伺服系统中，一般采用磁场定向控制等方法来实现电机速度、位置的准确控制，这些控制方法要求实时采集电机转子的位置、速度等电机状态信号，从而实现对电机启动控制、电流换向、电流调节、旋转方向的控制。在现有交流伺服系统中，转子位置、速度的检测一般通过在电机本体上安装3个开关霍尔传感器和一定精度的增量式光电编码器，通过微处理器进行适当处理来实现。
使用开关霍尔传感器+增量式光电编码器作为反馈元件构成的电机状态信号检测装置可保证较高的系统控制精度；但是，多个反馈元件的使用增加了电机制造成本、制造工序和引线数，降低了系统可靠性，从而使得采用这种类型电机状态检测装置的交流伺服系统难以在一些要求高性能、低成本的场合（如工业缝纫机等）应用。
发明内容
本实用新型针对现有技术中系统可靠性低，难以在一些要求高性能、低成本的场合（如工业缝纫机等）应用的缺点，提供了一种基于线性霍尔传感器的电机状态信号检测装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：
基于线性霍尔传感器的电机状态信号检测装置，包括微处理器和电机定子上的传感器，传感器为线性霍尔传感器，线性霍尔传感器通过低通滤波电路与微处理器连接。
作为优选，所述的线性霍尔传感器为3个，且呈三等分分布在电机定子上。
作为优选，所述的微处理器采用数字信号控制器dsPIC30F3010A，该微处理器中内置有10位精度模拟数字转换器。
作为优选，所述的低通滤波电路为RC滤波电路。
按本实用新型技术方案，由于使用线性霍尔传感器代替了增量式光电编码器和开关霍尔传感器，因此，大大降低了电机制造成本，减少了安装工序和引线数；另外，只要信号处理软件中的模数转换器和反正弦表格的精度够高，就可保证转子位置、转子速度检测的高精度。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述：
实施例1
基于线性霍尔传感器的电机状态信号检测装置，如图1所示，包括微处理器和安装在电机定子2上的传感器1，传感器1为线性霍尔传感器，线性霍尔传感器通过低通滤波电路与微处理器连接。所述的线性霍尔传感器为3个，且呈三等分分布在电机定子2上。所述的微处理器采用数字信号控制器dsPIC30F3010A，该微处理器中内置有10位精度模拟数字转换器。本实施例中所述的低通滤波电路为RC滤波电路。
以单极对永磁同步电机为例，3个线性霍尔传感器以彼此相差120度电角度的方式安装在电机定子2上，由于永磁同步电机内部的气隙磁场波形是正弦波，当线性霍尔传感器处于正弦波气隙磁场中时，其输出电压信号                                                
Figure 618374DEST_PATH_IMAGE001
、、
Figure 713676DEST_PATH_IMAGE003
与气隙磁场分布的波形相同，且幅值固定，即
Figure DEST_PATH_IMAGE004
                          （1）
其中，
Figure 431096DEST_PATH_IMAGE005
为气隙磁场基波霍尔电势幅值；
Figure DEST_PATH_IMAGE006
为霍尔传感器的霍尔电势系数，单位为伏特/（安培×特斯拉）；
Figure 13256DEST_PATH_IMAGE007
为霍尔传感器的励磁电流，单位为安培；
Figure DEST_PATH_IMAGE008
为被敏感气隙磁场的磁感应强度峰值，单位为特斯拉；
Figure 952262DEST_PATH_IMAGE009
，
Figure DEST_PATH_IMAGE010
为转子角速度，单位为弧度/秒。
根据（1）式，转子位置的任何变化都会使线性霍尔传感器输出信号、
Figure 979441DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 365292DEST_PATH_IMAGE003
改变，因此，3个线性霍尔传感器输出信号经过低通滤波电路处理后，可连接至微处理器的模数转换通道，通过微处理器内置的信号处理软件进行处理，微处理器即可输出电机转子位置、转子速度等电机状态信号。
总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。

Claims (4)

1.基于线性霍尔传感器的电机状态信号检测装置，包括微处理器和安装在电机定子（2）上的传感器（1），其特征在于：传感器（1）为线性霍尔传感器，线性霍尔传感器通过低通滤波电路与微处理器连接。
2.根据权利要求1所述的基于线性霍尔传感器的电机状态信号检测装置，其特征在于：所述的线性霍尔传感器为3个，且呈三等分分布在电机定子（2）上。
3.根据权利要求1所述的基于线性霍尔传感器的电机状态信号检测装置，其特征在于：所述的微处理器采用数字信号控制器dsPIC30F3010A，该微处理器中内置有10位精度模拟数字转换器。
4.根据权利要求1所述的基于线性霍尔传感器的电机状态信号检测装置，其特征在于：所述的低通滤波电路为RC滤波电路。
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