本發(fā)明屬于電機檢測領域，尤其涉及一種電機轉子位置檢測系統(tǒng)及其方法。
背景技術：
：電機控制系統(tǒng)對轉子位置檢測在運行的速度范圍內(nèi)要滿足檢測的準確度、電路結構簡單、工作可靠以及抗干擾能力強的基本要求。常見的位置傳感器有光敏式、磁敏式及接近開關等，其輸出為數(shù)字信號，轉子每轉過一個步進腳，位置檢測器的輸出信號發(fā)生相應變化，電機控制系統(tǒng)據(jù)此發(fā)出控制指令，控制相對應繞組通電或者斷電?，F(xiàn)有技術中采用霍爾位置傳感器來檢測電機轉子位置，其存在的缺陷是：位置檢測分辨率不高，無法實現(xiàn)電機順時針和逆時針兩個方向的快速啟動。技術實現(xiàn)要素：為了解決現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種電機轉子位置檢測系統(tǒng)，其具有占用主控制器的io資源少，且成本低，能實現(xiàn)電機順時針和逆時針兩個方向的快速啟動的效果；本發(fā)明的一種電機轉子位置檢測系統(tǒng)，包括：三組霍爾位置傳感器，分別用于檢測電機順時針啟動位置、電機逆時針啟動位置檢測和電機正常運行位置；每組霍爾位置傳感器包括三個霍爾位置傳感器，每組霍爾位置傳感器安裝在電機殼體的內(nèi)部；及磁環(huán)，其固定于轉子軸端部，其用于與轉子同時旋轉且產(chǎn)生變化的磁場信號來為霍爾位置傳感器提供磁場激勵；及多路復用器，其輸入端與所述霍爾位置傳感器相連，控制端分別與微處理器的電機轉速輸出端和電機旋轉方向輸出端相連，所述微處理器分別與電機轉速傳感器和電流傳感器相連，所述電機轉速傳感器和電流傳感器均安裝在電機上，分別用于實時檢測電機的轉速以及電機旋轉方向；所述多路復用器的輸出端與主控制器相連，所述主控制器與顯示模塊相連。進一步的，每組霍爾位置傳感器中的三個霍爾位置傳感器彼此之間相差120度安裝在電機上。進一步的，所述電流傳感器為電流互感器。進一步的，所述主控制器還與pc端服務器相連，所述pc端服務器與pc機相連。進一步的，所述主控制器通過光纖與pc端服務器相連。進一步的，所述pc端服務器還與云端服務器相連，所述遠端服務器與移動監(jiān)控終端。進一步的，所述pc端服務器通過無線模塊與云端服務器相連。本發(fā)明還提供了一種電機轉子位置檢測系統(tǒng)的檢測方法。該方法包括：三組霍爾位置傳感器檢測電機順時針啟動位置、電機逆時針啟動位置檢測和電機正常運行位置；同時磁環(huán)與轉子同時旋轉且產(chǎn)生變化的磁場信號來為霍爾位置傳感器提供磁場激勵；及多路復用器接收霍爾位置傳感器傳送來的信號，多路復用器還根據(jù)控制端接收到的電機轉速和電機旋轉方向信息來輸出相應組霍爾位置傳感器傳送來的信號至主控制器并進行實時顯示。該方法還包括：主控制器將接收到的信號經(jīng)pc端服務器傳送至云端服務器進行存儲。該方法還包括：移動監(jiān)控終端從云端服務器調(diào)取相應信號并進行遠端實時監(jiān)控。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：(1)本發(fā)明的三組霍爾位置傳感器所檢測的信號通過多路復用器進行切換，進行控制切換，通過多路復用器的兩個控制端口就可以實現(xiàn)三組信號的轉換，占用主控制器的io資源極少，且成本低。(2)本發(fā)明的電機轉子檢測系統(tǒng)，通過設置三組霍爾位置傳感器，可以實現(xiàn)電機順時針和逆時針兩個方向的快速啟動，相對于采用旋轉變壓器作為位置檢測裝置的轉子位置檢測系統(tǒng)成本更低，實現(xiàn)起來更為簡單。附圖說明構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。圖1是本發(fā)明的本發(fā)明的電機轉子位置檢測系統(tǒng)結構示意圖；圖2是本發(fā)明的電機轉子位置檢測系統(tǒng)結電路原理圖；圖3順時針啟動狀態(tài)霍爾信號時序圖與正常運行霍爾信號時序圖的對照；圖4逆時針啟動狀態(tài)霍爾信號時序圖與正常運行霍爾信號時序圖的對照。具體實施方式應該指出，以下詳細說明都是例示性的，旨在對本申請?zhí)峁┻M一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術和科學術語具有與本申請所屬
技術領域：
的普通技術人員通常理解的相同含義。需要注意的是，這里所使用的術語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復數(shù)形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。圖1是本發(fā)明的本發(fā)明的一種電機轉子位置檢測系統(tǒng)結構示意圖。如圖1所示，本發(fā)明的一種電機轉子位置檢測系統(tǒng)，包括：三組霍爾位置傳感器，分別用于檢測電機順時針啟動位置、電機逆時針啟動位置檢測和電機正常運行位置；每組霍爾位置傳感器包括三個霍爾位置傳感器，每組霍爾位置傳感器安裝在電機殼體的內(nèi)部；及磁環(huán)，其固定于轉子軸端部，其用于與轉子同時旋轉且產(chǎn)生變化的磁場信號來為霍爾位置傳感器提供磁場激勵；及多路復用器，其輸入端與所述霍爾位置傳感器相連，控制端分別與微處理器的電機轉速輸出端和電機旋轉方向輸出端相連，所述微處理器分別與電機轉速傳感器和電流傳感器相連，所述電機轉速傳感器和電流傳感器均安裝在電機上，分別用于實時檢測電機的轉速以及電機旋轉方向；所述多路復用器的輸出端與主控制器相連，所述主控制器與顯示模塊相連。其中，微處理器可以采用51單片機或arm單片機來實現(xiàn)。主控制器可采用arm單片機或fpga芯片來實現(xiàn)。每組霍爾位置傳感器中的三個霍爾位置傳感器彼此之間相差120度安裝在電機上。所述電流傳感器為電流互感器。顯示模塊為液晶屏或led顯示屏。具體地，本發(fā)明的電機轉子位置檢測系統(tǒng)采用霍爾位置傳感器，分為3組，每組采用3個，一共9個霍爾傳感器。采用8對ns磁極的磁環(huán)固定于轉子軸端部，在轉子旋轉時，磁環(huán)同時旋轉產(chǎn)生變化的磁場信號，以便為霍爾位置傳感器提供磁場激勵。采用兩片74hc153作為三組霍爾位置信號的多路復用器。分別在電機分別處于順時針啟動、逆時針啟動和正常運行三種狀態(tài)時，通過多路復用器的切換信號，實現(xiàn)三種位置信號的切換。如圖2所示，u1～u2為雙路4輸入多路復用器；u3～u9為雙極霍爾開關；c1～c2為芯片電源濾波電容；p1為轉子位置檢測系統(tǒng)輸出接口。u3、u4、u5為電機正常運行轉子位置檢測開關，用于電機正常運行時，提供轉子位子洗好；u6、u7、u8為電機順時針啟動轉子位置檢測開關，用于電機順時針啟動時，提供轉子位子信號；u9、u10、u11為電機逆時針啟動轉子位置檢測開關，用于電機順時針啟動時，提供轉子位子信號。u3～u9的輸出信號，傳送到u1、u2的輸入管腳，通過s1、s2兩個多通道選擇信號，進行輸出信號的切換，具體切換如表所示。表1霍爾位置信號輸出選擇真值表s0s1hall_ahall_bhall_c100abc210a1b1c1301a2b2c2411×××當s0＝0,s1＝0時，轉子位置檢測系統(tǒng)輸出的信號為電機正常運行位置檢測信號；當s0＝1,s1＝0時，轉子位置檢測系統(tǒng)輸出的信號為電機順時針啟動位置檢測信號；當s0＝0,s1＝1時，轉子位置檢測系統(tǒng)輸出的信號為電機逆時針啟動位置檢測信號；當s0＝1,s1＝1時，輸出信號為無效信號。a、b、c代表轉子位置檢測開關u3、u4、u5的機械位置，它們彼此之間相差120度機械角度，代表開關磁阻電機三相繞組定子和轉子對其的位置。a1、b1、c1代表轉子位置檢測開關u6、u7、u8的機械位置；它們彼此之間相差120度機械角度。另外，為了實現(xiàn)電機的順時針快速啟動，它們比開關磁阻電機三相繞組定子和轉子對齊的位置，順時針提前了一個角度。順時針啟動的霍爾位置信號時序如圖3所示。a2、b2、c2代表轉子位置檢測開關u9、u10、u11的機械位置；它們彼此之間相差120度機械角度。另外，為了實現(xiàn)電機的逆時針快速啟動，它們比開關磁阻電機三相繞組定子和轉子對齊的位置，逆時針提前了一個角度。順時針啟動的霍爾位置信號時序如圖4所示。相對于正常運行的轉子位置檢測開關，順時針啟動和逆時針啟動的轉子位置檢測開關分別相對于各自轉向提前了一個角度。本發(fā)明可以使電機啟動狀態(tài)下，各相繞組在相電感最小時更快速的注入電流，產(chǎn)生更大的啟動轉矩，提高電機啟動的加速度，實現(xiàn)電機快速啟動的目的。本發(fā)明的三組霍爾位置傳感器所檢測的信號通過多路復用器進行切換，進行控制切換，通過多路復用器的兩個控制端口就可以實現(xiàn)三組信號的轉換，占用主控制器的io資源極少，且成本低。本發(fā)明的電機轉子檢測系統(tǒng)，通過設置三組霍爾位置傳感器，可以實現(xiàn)電機順時針和逆時針兩個方向的快速啟動，相對于采用旋轉變壓器作為位置檢測裝置的轉子位置檢測系統(tǒng)成本更低，實現(xiàn)起來更為簡單。在其他實施例中，本發(fā)明的主控制器還與pc端服務器相連，所述pc端服務器與pc機相連。在其他實施例中，主控制器通過光纖與pc端服務器相連。在其他實施例中，pc端服務器還與云端服務器相連，所述遠端服務器與移動監(jiān)控終端。在其他實施例中，pc端服務器通過無線模塊與云端服務器相連。在其他實施例中，移動監(jiān)控終端為手機或筆記本電腦。本發(fā)明還提供了一種電機轉子位置檢測系統(tǒng)的檢測方法。該方法包括：三組霍爾位置傳感器檢測電機順時針啟動位置、電機逆時針啟動位置檢測和電機正常運行位置；同時磁環(huán)與轉子同時旋轉且產(chǎn)生變化的磁場信號來為霍爾位置傳感器提供磁場激勵；及多路復用器接收霍爾位置傳感器傳送來的信號，多路復用器還根據(jù)控制端接收到的電機轉速和電機旋轉方向信息來輸出相應組霍爾位置傳感器傳送來的信號至主控制器并進行實時顯示。該方法還包括：主控制器將接收到的信號經(jīng)pc端服務器傳送至云端服務器進行存儲。該方法還包括：移動監(jiān)控終端從云端服務器調(diào)取相應信號并進行遠端實時監(jiān)控。上述雖然結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發(fā)明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。當前第1頁12