專利名稱：一種檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的裝置，屬于電機(jī)控制測(cè)量技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展及電機(jī)控制算法和策略的提升，使得耐高溫、耐強(qiáng)電磁 干擾、滿足高精度檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的手段也必須提升，才能滿足應(yīng)用的需求。而開關(guān)磁阻 電機(jī)、永磁同步電機(jī)等這類電機(jī)，都是采用位置信號(hào)作為控制策略的最主要的控制依據(jù)，都 需要高精度檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置，因此位置信號(hào)的準(zhǔn)確性、響應(yīng)速度要求很高，而與準(zhǔn)確性 相關(guān)的溫度、強(qiáng)電磁干擾正是影響電機(jī)位置檢測(cè)準(zhǔn)確的最主要因素。目前采用的位置傳感器均安裝于電機(jī)本體上，多采用霍爾位置傳感器或光耦器件 用于電機(jī)位置檢測(cè)傳感器。其中霍爾位置傳感器采用霍爾原理，進(jìn)行感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置， 但電機(jī)自身就是強(qiáng)電磁環(huán)境，傳感器容易引入電磁干擾，限制了霍爾位置傳感器在電機(jī)上 的結(jié)構(gòu)布局，且耐高溫能力差，對(duì)電機(jī)散熱要求較高。利用光耦器件作為位置檢測(cè)傳感器， 雖然提高了信號(hào)抗電磁干擾能力，但由于光耦器件工作溫度限制在100度以下，不耐高溫， 應(yīng)用場(chǎng)合局限性大。
發(fā)明內(nèi)容為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實(shí)用新型提出一種檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的裝置， 提高測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置檢測(cè)響應(yīng)速度和精度，適應(yīng)強(qiáng)電磁和高溫環(huán)境，提高檢測(cè)的可靠 性。一種檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的裝置，包括傳感傳輸部件和接收發(fā)射裝置，其特征在于 所述的傳感傳輸部件包括反射式碼盤4和鎧裝雙根光纖；在轉(zhuǎn)子5上與轉(zhuǎn)子同軸安裝反射 式碼盤4，在電機(jī)殼體3上用螺紋固定鎧裝雙根光纖，鎧裝雙根光纖1聯(lián)接光發(fā)射器8，鎧裝 雙根光纖2聯(lián)接光接收器7 ；光接收器將轉(zhuǎn)換的電信號(hào)輸出至檢測(cè)電路；所述的反射式碼盤 為鋼制齒盤，凸極數(shù)與電機(jī)轉(zhuǎn)子極數(shù)相同，凹凸面的寬度與轉(zhuǎn)子凹凸面寬度為相同弧度數(shù)。所述的光發(fā)射器采用高強(qiáng)度發(fā)光二極管或激光二極管。所述的光接受器采用光敏二極管或光敏三極管。在殼體3上不同位置用螺紋固定多個(gè)鎧裝雙根光纖，多個(gè)鎧裝雙根光纖均連接各 自的接收發(fā)射裝置。本實(shí)用新型提出的一種檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的裝置，由于光纖能夠耐較高溫度，通 過(guò)該裝置將不耐高溫和易受電磁干擾的光電器件和電子元件與電機(jī)本體隔離，達(dá)到了弱電 與強(qiáng)電分離，也將容易發(fā)熱升溫的電機(jī)與位置解調(diào)電路進(jìn)行環(huán)境分離，使位置解調(diào)部分脫 離了電機(jī)的高溫環(huán)境。由于以光進(jìn)行檢測(cè)，因此該裝置響應(yīng)速度很快，能跟蹤從低轉(zhuǎn)速到高 轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子位置范圍，同時(shí)從電機(jī)傳感器引線(光纖)可以加長(zhǎng)使用，更加方便配套控制器 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。采用而此裝置完全克服大功率電子設(shè)備造成的電機(jī)強(qiáng)電磁干擾和和復(fù)雜電磁環(huán)
3境弊端，為實(shí)現(xiàn)電機(jī)復(fù)雜算法控制提供了一個(gè)良好位置信號(hào)，確保了信號(hào)完整性，從而大大 地提高了與其配套的控制產(chǎn)品的電磁兼容性。本實(shí)用新型可以應(yīng)用于開關(guān)磁阻電機(jī)、永磁同步電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等，采用該裝置的 電機(jī)，可以廣泛適宜用于高溫工作環(huán)境中，如石油勘探、煤礦采掘、船舶等電機(jī)電氣設(shè)備。

圖1 本實(shí)用新型裝置的示意圖圖2 本實(shí)用新型裝置中反射式碼盤結(jié)構(gòu)示意圖1-鎧裝雙根光纖的接收光纖；2-鎧裝雙根光纖的反射光纖；3-電機(jī)殼體；4-反射 式碼盤；5-轉(zhuǎn)子；6-接收發(fā)射裝置；7-接收器；8-發(fā)射器；9-磨光鏡面；10-粗糙面；A-電 信號(hào)輸入；B-電信號(hào)輸出。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述圖1為一個(gè)鎧裝光纖位置測(cè)量裝置示意圖，在轉(zhuǎn)子上與轉(zhuǎn)子同軸安裝反射式碼 盤，反射式碼盤是與電機(jī)轉(zhuǎn)子同軸的鋼制齒盤，反射碼盤安裝必須與轉(zhuǎn)子同軸，同時(shí)對(duì)應(yīng)凸 極位置相同。其中其碼盤的凸極數(shù)與電機(jī)轉(zhuǎn)子極數(shù)相同，同時(shí)碼盤的凹凸面的對(duì)應(yīng)寬度大 小與轉(zhuǎn)子凹凸面寬度大小是相同弧度數(shù)，其中凸面采用打磨鏡面方式，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結(jié)構(gòu)的電機(jī)為例，轉(zhuǎn)盤為8齒槽結(jié)構(gòu)， 齒槽等寬均為22. 5度。本實(shí)施例為在電機(jī)殼體3上安裝3個(gè)鎧裝雙根光纖，它們之間相隔 120度。經(jīng)過(guò)后續(xù)信號(hào)調(diào)理電路后，可以輸出相差15度的三個(gè)方波信號(hào)。本實(shí)用新型主要應(yīng)用于電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置檢測(cè)，采用反射式碼盤和鎧裝光纖組合進(jìn) 行測(cè)量位置。而在殼體上采用螺紋鎧裝光纖安裝方式，用螺紋固定鎧裝光纖，防止電機(jī)振動(dòng) 造成光纖擺動(dòng)而導(dǎo)致的采樣位置信號(hào)抖動(dòng)。為提高位置檢測(cè)的精度，本實(shí)施例中加裝3個(gè) 鎧裝光纖。工作原理是兩根光纖，一根用來(lái)傳遞發(fā)射光波，另一根用來(lái)接受光波，應(yīng)用鎧裝 將兩根光纖固定，并將鎧裝安裝于電機(jī)殼體部分，和電機(jī)轉(zhuǎn)子上采用反射鏡面和漫反射面 組成反射式碼盤，通過(guò)反射光纖發(fā)出光信號(hào)，接受光纖接收光信號(hào)；接受裝置根據(jù)敏感光信 號(hào)強(qiáng)度不同解調(diào)出電信號(hào)，電信號(hào)脈寬大小與電機(jī)碼盤的凸凹寬度成比例，即可得到轉(zhuǎn)子 位置信號(hào)。發(fā)射器采用高強(qiáng)度發(fā)光二極管或激光二極管，接受器采用光敏二極管或光敏三 極管。測(cè)量轉(zhuǎn)子位置信號(hào)，可以用一個(gè)或多個(gè)位置傳感裝置。具有這樣檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的裝置，提高了測(cè)量精度和響應(yīng)速度，降低了電機(jī)端 部的質(zhì)量和線速度，轉(zhuǎn)子整體性好，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好；由于光纖能夠耐較高溫度，通過(guò)該裝置將 不耐高溫和易受電磁干擾的光電器件和電子元器件與電機(jī)本體隔離，達(dá)到了弱電與強(qiáng)電分 離，也將容易發(fā)熱升溫的電機(jī)與位置解調(diào)電路進(jìn)行環(huán)境分離，使位置解調(diào)部分脫離了電機(jī) 的高溫環(huán)境。
權(quán)利要求一種檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的裝置，包括傳感傳輸部件和接收發(fā)射裝置，其特征在于所述的傳感傳輸部件包括反射式碼盤(4)和鎧裝雙根光纖；在轉(zhuǎn)子(5)上與轉(zhuǎn)子同軸安裝反射式碼盤(4)，在電機(jī)殼體(3)上用螺紋固定鎧裝雙根光纖，鎧裝雙根光纖(1)聯(lián)接光發(fā)射器(8)，鎧裝雙根光纖(2)聯(lián)接光接收器(7)；光接收器將轉(zhuǎn)換的電信號(hào)輸出至檢測(cè)電路；所述的反射式碼盤為鋼制齒盤，凸極數(shù)與電機(jī)轉(zhuǎn)子極數(shù)相同，凹凸面的寬度與轉(zhuǎn)子凹凸面寬度為相同弧度數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的裝置，其特征在于所述的光發(fā)射器采 用高強(qiáng)度發(fā)光二極管或激光二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的裝置，其特征在于所述的光接受器采 用光敏二極管或光敏三極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的裝置，其特征在于在殼體(3)上不同 位置用螺紋固定多個(gè)鎧裝雙根光纖，多個(gè)鎧裝雙根光纖均聯(lián)接各自的接收發(fā)射裝置。專利摘要本實(shí)用新型涉及一種檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置的裝置，其特征在于在轉(zhuǎn)子5上與轉(zhuǎn)子同軸安裝反射式碼盤4，在電機(jī)殼體3上用螺紋固定鎧裝雙根光纖，鎧裝雙根光纖1聯(lián)接光發(fā)射器8，鎧裝雙根光纖2聯(lián)接光接收器7；光接收器將轉(zhuǎn)換的電信號(hào)輸出至檢測(cè)電路；所述的反射式碼盤為鋼制齒盤，凸極數(shù)與電機(jī)轉(zhuǎn)子極數(shù)相同，凹凸面的寬度與轉(zhuǎn)子凹凸面寬度為相同弧度數(shù)。本實(shí)用新型可以應(yīng)用于開關(guān)磁阻電機(jī)、永磁同步電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等，采用該裝置的電機(jī)，可以廣泛適宜用于高溫工作環(huán)境中，如石油勘探、煤礦采掘、船舶等電機(jī)電氣設(shè)備。
文檔編號(hào)H02P6/16GK201656886SQ201020181939
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月6日
發(fā)明者吳東華, 蒙海鷹, 趙建新 申請(qǐng)人:陜西航空電氣有限責(zé)任公司