CN218997871U - 一种集成编码器的永磁电机伺服驱动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集成编码器的永磁电机伺服驱动器，本装置包括中空轴电机，与所述中空轴电机连接的磁盘连接座，设于所述磁盘连接座上的永磁码盘，与所述中空轴电机连接的垫块，与所述垫块连接的双面印制线路板，以及设于所述双面印制线路板上、且位于垫块与双面印制线路板之间的磁敏检测芯片；所述永磁码盘与中空轴电机转轴同轴运动；所述磁敏检测芯片面向永磁码盘，用于检测永磁码盘上面的磁场信号；本装置中的永磁码盘的信号是由永磁材料产生的，无需通电，因此在磁敏检测芯片通电的时候，就能立即检测到电机轴的唯一位置，也就实现了绝对编码，进而避免检测过程中出现较大的误差，进而能够实现对电机轴位置的检测工作。

Description

一种集成编码器的永磁电机伺服驱动器

技术领域

本实用新型属于电子驱动器的技术领域，具体涉及一种集成编码器的永磁电机伺服驱动器。

背景技术

工业应用场合，广泛使用各类电机，其中的永磁同步伺服电机(PMSM)常常用在高精度位置伺服系统中，如高精度机床、机器人、雷达天线控制、武器系统驱动等领域。

而现有的永磁同步伺服电机之所以高精度，是因为这类电机中，安装了高精度编码器。编码器用来测量电机转轴的位置，按其工作原理分有增量式和绝对式，按敏感类型分，有光敏、磁敏等类型，其中高精度磁敏绝对编码器因抗环境干扰能力强，性能稳定，被各行各业广泛关注，但又因其技术含量高，很难做到既高精度又小型化，而战术雷达、光电跟踪系统、机器人、无人武器站等领域又迫切需要微型化、高精度的永磁同步电机伺服驱动产品，但是现有的永磁码盘与电机转轴为分开放置的，因此在检测时存在一定的误差，进而导致结果出现一定的误差。

因此，如何检测到电机轴的位置，是目前要解决的一个问题。

实用新型内容

实用新型目的：提供一种集成编码器的永磁电机伺服驱动器，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种集成编码器的永磁电机伺服驱动器，包括：

中空轴电机，与所述中空轴电机连接的磁盘连接座，设于所述磁盘连接座上的永磁码盘，与所述中空轴电机连接的垫块，与所述垫块连接的双面印制线路板，以及设于所述双面印制线路板上、且位于垫块与双面印制线路板之间的磁敏检测芯片；

所述永磁码盘与中空轴电机转轴同轴运动；

所述磁敏检测芯片面向永磁码盘，用于检测永磁码盘上面的磁场信号。

在进一步的实施例中，所述磁盘连接座上设有螺纹，安装时，直接旋进电机中空轴内；

所述永磁码盘与磁盘连接座胶接；所述永磁码盘与磁盘连接座通过胶体连接；在对永磁码盘进行安装或者更换工作时，能够提高其更换速度，进而保证电机工作的正常进行。

在进一步的实施例中，所述垫块为“U”形结构；

所述垫块与双面印制线路板上均设有安装孔，以及用于连接垫块与双面印制线路板限位螺钉；

安装时，限位螺钉依次穿过双面印制线路板和垫块，使双面印制线路板安装在垫块上；通过限位螺钉将双面印制线路板固定在电机的定子端，进而完成对双面印制线路板的安装工作。

在进一步的实施例中，所述双面印制线路板上还设有限位孔；

中空轴电机的输出端穿过限位孔。

在进一步的实施例中，所述双面印制线路板上还设有用于控制电机的第一元器件，用于驱动电机的第二元器件，以及设于所述双面印制线路板上的CPU处理器；所述CPU处理器与磁敏检测芯片连接；避免检测过程中出现较大的误差，进而能够实现对电机轴位置的检测工作。

有益效果：本实用新型涉及一种集成编码器的永磁电机伺服驱动器，为了能够准确的检测到电机轴的位置，进而本装置中的永磁码盘套设于电机的转轴上，可采用胶接、螺纹连接等连接方式，进而使永磁码盘随电机轴同步旋转，且没有晃动，而永磁码盘上有多对极磁场信号，磁场信号沿码盘的圆周均匀分布，当码盘随电机轴旋转时，磁场信号就会跟着转轴旋转，这样磁敏检测芯片就能检测到这种变化，磁敏检测芯片采用霍尔原理，可以在非接触的情况下，检测到永磁码盘上的磁场信号，经过计算，就能知道电机转轴的位置。由于永磁码盘的信号是由永磁材料产生的，无需通电，因此在磁敏检测芯片通电的时候，就能立即检测到电机轴的唯一位置，也就实现了绝对编码，进而避免检测过程中出现较大的误差，进而能够实现对电机轴位置的检测工作。

附图说明

图1为本实用新型的爆炸图。

图2为本实用新型的剖视图。

图3为本实用新型的立体图。

图中各附图标记为：永磁码盘1、磁敏检测芯片2、双面印制线路板3、垫块4、中空轴电机5、磁盘连接座6。

具体实施方式

经过申请人的研究分析，出现这一问题（现有的永磁码盘与电机转轴为分开放置的，因此在检测时存在一定的误差，进而导致结果出现一定的误差）的原因在于现有的永磁同步伺服电机之所以高精度，是因为这类电机中，安装了高精度编码器。编码器用来测量电机转轴的位置，按其工作原理分，有增量式和绝对式，按敏感类型分，有光敏、磁敏等类型，其中高精度磁敏绝对编码器因抗环境干扰能力强，性能稳定，被各行各业广泛关注，但又因其技术含量高，很难做到既高精度又小型化，而战术雷达、光电跟踪系统、机器人、无人武器站等领域又迫切需要微型化、高精度的永磁同步电机伺服驱动产品，但是现有的永磁码盘与电机转轴为分开放置的，进而在测量电机输出轴位置时会出现一定的误差，本实用为了能够准确的检测到电机轴的位置，进而本装置中的永磁码盘套设于电机的转轴上，可采用胶接、螺纹连接等连接方式，进而使永磁码盘随电机轴同步旋转，且没有晃动，而永磁码盘上有多对极磁场信号，磁场信号沿码盘的圆周均匀分布，当码盘随电机轴旋转时，磁场信号就会跟着转轴旋转，这样磁敏检测芯片就能检测到这种变化，磁敏检测芯片采用霍尔原理，可以在非接触的情况下，检测到永磁码盘上的磁场信号，经过计算，就能知道电机转轴的位置。由于永磁码盘的信号是由永磁材料产生的，无需通电，因此在磁敏检测芯片通电的时候，就能立即检测到电机轴的唯一位置，也就实现了绝对编码，进而避免检测过程中出现较大的误差，进而能够实现对电机轴位置的检测工作。

一种集成编码器的永磁电机伺服驱动器，包括：永磁码盘1、磁敏检测芯片2、双面印制线路板3、垫块4、中空轴电机5、磁盘连接座6。

如附图1至3所述，本装置包括中空轴电机5，与所述中空轴电机5连接的磁盘连接座6，设于所述磁盘连接座6上的永磁码盘1，与所述中空轴电机5连接的垫块4，与所述垫块4连接的双面印制线路板3，以及设于所述双面印制线路板3上、且位于垫块4与双面印制线路板3之间的磁敏检测芯片2；所述永磁码盘1与中空轴电机5转轴同轴运动；所述磁敏检测芯片2面向永磁码盘1，用于检测永磁码盘1上面的磁场信号；本装置中的永磁码盘1套设于电机的转轴上，可采用胶接、螺纹连接等连接方式，进而使永磁码盘1随电机轴同步旋转，且没有晃动，而永磁码盘1上有多对极磁场信号，磁场信号沿码盘的圆周均匀分布，当码盘随电机轴旋转时，磁场信号就会跟着转轴旋转，这样磁敏检测芯片2就能检测到这种变化，磁敏检测芯片2采用霍尔原理，可以在非接触的情况下，检测到永磁码盘1上的磁场信号，经过计算，就能知道电机转轴的位置。由于永磁码盘1的信号是由永磁材料产生的，无需通电，因此在磁敏检测芯片2通电的时候，就能立即检测到电机轴的唯一位置，也就实现了绝对编码，进而避免检测过程中出现较大的误差，进而能够实现对电机轴位置的检测工作。

所述磁盘连接座6上设有螺纹，安装时，直接旋进电机中空轴内；所述永磁码盘1与磁盘连接座6胶接；通过设置的螺纹结构，进而在对永磁码盘1进行安装或者更换工作时，能够提高其更换速度，进而保证电机工作的正常进行。

所述垫块4为“U”形结构；所述垫块4与双面印制线路板3上均设有安装孔，以及用于连接垫块4与双面印制线路板3限位螺钉；安装时，限位螺钉依次穿过双面印制线路板3和垫块4，使双面印制线路板3安装在垫块4上；通过设置的垫块4进而限位螺钉的作用下，使限位螺钉依次穿过双面印制线路板3和垫块4，进而通过限位螺钉将双面印制线路板3固定在电机的定子端，进而完成对双面印制线路板3的安装工作，同时垫块4还能够将永磁码盘1与芯片之间保持间隙，进而保证永磁码盘1的正常工作。

所述双面印制线路板3上还设有限位孔；中空轴电机5的输出端穿过限位孔。

所述双面印制线路板3上还设有用于控制电机的第一元器件，用于驱动电机的第二元器件，以及设于所述双面印制线路板3上的CPU处理器；在安装磁敏检测芯片2上的印制线路板上还安装有电机伺服控制与电机驱动器，而设置的CPU处理器能够同时处理编码器的磁场信号，同时控制磁敏检测芯片2，完成对电机角度的高精度计算，完成对电机的驱动与伺服控制，由于将编码器与控制驱动器安装在同一块印制板上，并直接固定在电机定子上，大大提高了对电机转轴位置的检测精度，同时也大幅缩小了控制器的尺寸，实现了超过0.001度的超高精度。

工作原理说明：本装置中的永磁码盘1套设于电机的转轴上，可采用胶接、螺纹连接等连接方式，进而使永磁码盘1随电机轴同步旋转，且没有晃动，而永磁码盘1上有多对极磁场信号，磁场信号沿码盘的圆周均匀分布，当码盘随电机轴旋转时，磁场信号就会跟着转轴旋转，这样磁敏检测芯片2就能检测到这种变化，磁敏检测芯片2采用霍尔原理，可以在非接触的情况下，检测到永磁码盘1上的磁场信号，经过计算，就能知道电机转轴的位置。由于永磁码盘1的信号是由永磁材料产生的，无需通电，因此在磁敏检测芯片2通电的时候，就能立即检测到电机轴的唯一位置，也就实现了绝对编码，进而避免检测过程中出现较大的误差，进而能够实现对电机轴位置的检测工作。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种集成编码器的永磁电机伺服驱动器，其特征在于，包括：

中空轴电机，与所述中空轴电机连接的磁盘连接座，设于所述磁盘连接座上的永磁码盘，与所述中空轴电机连接的垫块，与所述垫块连接的双面印制线路板，以及设于所述双面印制线路板上、且位于垫块与双面印制线路板之间的磁敏检测芯片；

所述永磁码盘与中空轴电机转轴同轴运动；

所述磁敏检测芯片面向永磁码盘，用于检测永磁码盘上面的磁场信号。

2.根据权利要求1所述的一种集成编码器的永磁电机伺服驱动器，其特征在于：所述磁盘连接座上设有螺纹，安装时，直接旋进电机中空轴内；

所述永磁码盘与磁盘连接座胶接。

3.根据权利要求1所述的一种集成编码器的永磁电机伺服驱动器，其特征在于：所述垫块为“U”形结构；

所述垫块与双面印制线路板上均设有安装孔，以及用于连接垫块与双面印制线路板限位螺钉；

安装时，限位螺钉依次穿过双面印制线路板和垫块，使双面印制线路板安装在垫块上。

4.根据权利要求1所述的一种集成编码器的永磁电机伺服驱动器，其特征在于：所述双面印制线路板上还设有限位孔；

中空轴电机的输出端穿过限位孔。

5.根据权利要求1所述的一种集成编码器的永磁电机伺服驱动器，其特征在于：所述双面印制线路板上还设有用于控制电机的第一元器件，用于驱动电机的第二元器件，以及设于所述双面印制线路板上的CPU处理器。

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