一种永磁同步电机用编码传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种永磁同步电机用编码传感器，其包括：磁性编码器和传感器本体总成，磁性编码器相对于传感器本体总成可旋转设置，并产生周期变化的连续磁场；传感器本体总成从不同方位同步采集来自于旋转磁性编码器产生的变化磁场，并对应输出绝对量式信号；同时还可根据同步采集到的信号进行对极运算。本实用新型专利技术提供的磁性编码传感器的电路设计简单，实现方式巧妙，从而研发投入少，成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种永磁同步电机用编码传感器
本技术涉及传感器，具体设计用于检测转子位置的传感器。
技术介绍
永磁同步电机安装用于检测转子位置的传感器后需要对传感器进行标定，以检测出传感器输出的位置信号与转子实际位置之间的夹角。标定动作通常在永磁同步电机安装完成后，用夹角检测装置进行检测，最终得出传感器输出的位置信号与转子实际位置之间的夹角，这个夹角数据将用于控制永磁同步电机的控制器中。因此需要将夹角数据通过激光刻印等方式刻印在永磁同步电机的铭牌上。系统调试者在调试控制器和带有传感器的永磁同步电机时，需要将永磁同步电机铭牌上的夹角数据输入控制器对应的参数位置里，以达到更好的控制效果。这样的传感器方案在实际的应用过程中存在许多的缺点：1.由于传感器输出的位置信号与转子实际位置之间的夹角是不统一的，因此需要在制造过程中增加记录该夹角数据的工序，同时需要配备专门的激光刻印设备或者其他刻印设备，不仅增加了成本还增加了制造工时。2.由于夹角的不统一，系统调试者需要逐个将永磁同步电机铭牌上的夹角数据输入控制器，增加了使用过程中的复杂程度。3.控制器内将对应的永磁同步电机的夹角数据输入后，控制器与永磁同步电机只能一一对应，无法与其他控制器或永磁同步电机互换。4.在维修时，由于夹角数据的差异，控制器或者永磁同步电机都无法实现即插即用，需要专业的技术人员完成夹角数据输入。5.另外，现有永磁同步电机传感器其性能及可靠性还有待提高。
技术实现思路
针对上述现有传感器在对极方面所存在的问题，需要一种结构简单，运行可靠的能够自动完成对极的传感器。为此，本技术所要解决的技术问题是提供一种永磁同步电机用编码传感器。为了解决上述技术问题，本技术提供的永磁同步电机用编码传感器，包括：磁性编码器，所述磁性编码器相对于传感器本体总成可旋转设置，并产生周期变化的连续磁场；传感器本体总成，所述传感器本体总成从不同方位同步采集来自于旋转磁性编码器产生的变化磁场，并据此确定磁性编码器的旋转位置及对极运算。在本传感器方案中，所述磁性编码器旋转产生的周期变化的连续磁场，其一个周期内的磁场强度呈正弦分布。在本传感器方案中，所述磁性编码器一个周内可以设置多对磁极。在本传感器方案中，所述传感器本体总成对采集到的信号进行波形叠加，计算出绝对量式信号。在本传感器方案中，所述传感器本体总成通过若干的磁感应芯片沿磁性编码器的旋转方向，从不同方位同步采集来自于旋转磁性编码器产生的周期变化磁场，并形成对应的电压信号。在本传感器方案中，若干的磁感应芯片呈圆周分布。在本传感器方案中，所述传感器本体总成中采用1-36颗磁感应芯片。本技术提供的磁性编码传感器的电路设计简单，实现方式巧妙，从而研发投入少，成本低。本磁性编码传感器的具体应用可以快速实现永磁同步电机制造过程中的对极工序，大大减少永磁同步电机的传感器安装时间。同时，可以确保永磁同步电机完成传感器安装后，传感器输出信号与电机转子的实际位置偏差为零，从而简化了后续控制器的调试流程。附图说明以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本技术。图1为本技术实例中自动对极传感器的主示意图；图2为本技术实例中自动对极传感器的剖视图；图3为本技术实例中磁性编码器旋转时，输出周期变化的连续磁场示意图。图4为本技术实例中传感器本体总成的装配示意图；图5为本技术实例中传感器中磁感应芯片的位置排列示意图。具体实施方式为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本技术。参见图1，其所示为本方案提供的具有自动对极功能的传感器的结构示意图。该传感器用于永磁同步电机中，可实现自动对极，精确检测转子位置。由图可知，该自动对极的传感器100主要包括磁性编码器110、传感器本体总成120两部分。其中，磁性编码器110用于连接待测目标物体(如永磁同步电机中的转子)，其相对于传感器本体总成120可旋转设置，并随旋转产生周期变化的连续磁场。该磁性编码器110优选非接触的嵌设在传感器本体总成120中，并可随目标物体在传感器本体总成120中旋转。另外，磁性编码器110随目标物体旋转的同时，输出周期变化的连续磁场。这里的周期变化的连续磁场为在一个旋转周期内，磁场强度呈正弦分布。传感器本体总成120与磁性编码器110配合，并从不同方位同步采集来自于旋转磁性编码器110的变化磁场，通过计算对应输出绝对量式信号；基于该信号，可精确得到磁性编码器110旋转绝对角度位置、旋转速度以及旋转方向。在实际应用时，由于安装的缘故，使得待测目标物体(如转子)实际位置与传感器信号输出的位置信号之间将存在误差。为了有效消除该误差，本传感器本体总成120将进行自动对极处理。该传感器本体总成120通过相应的磁感应芯片感应旋转磁性编码器产生的变化磁场，形成对应的电压信号，并对采集到的电压信号进行叠加运算，最终得出待测目标物体(如转子)当前位置信息；同时，能够自动运算出传感器输出位置信号与转子实际位置之间的偏差，并在后续的信号输出过程中自动处理进而消除此偏差的影响。本方案中，该传感器本体总成由自外部的对极指令触发，进行自动对极。这里，传感器本体总成120可通过数字IO，总线例如但不限于SPI，SSI，CAN，RS422，RS485等，来接收响应的对极指令。该传感器本体总成在接收到外部的对极指令后，将当前传感器计算得到的初始位置输出信号数据A储存在传感器本体总成120的内置存储器内，并在后续的位置信号计算输出过程中，传感器本体120首先计算并得到当前位置输出信息数据B，然后减去储存在传感器体120中的初始位置输出信号数据A，再输出信号，由此来实现自动对极，继而自动消除实际位置与传感器输出位置信号所对应位置之间的位置偏差。由此构成的传感器100在安置到永磁同步电机中时，能够实现自动对极，在使用过程中，无需再专门为传感器设置参数以及进行繁琐的调试，可以大大简化永磁同步电机的传感器安装，并且可以大幅缩短后续使用永磁同步电机过程中的调试时间，降低维修难度。针对上述的原理方案，以下通过一具体应用实例来进一步阐释本原理方案。参见图1和图2，本实例提供的自动对极传感器100如上所述主要包括磁性编码器110、传感器本体总成120两部分。其中，磁性编码器110为环形磁性编码器110，通过旋转输出不同磁性曲线，以使环形传感器本体总成120感应不同的磁场强度，继而可确定磁性编码器110的旋转位置，从而可确定待测目标物体(如转子)实际位置。参见图2，其所示为本实例中环形磁性编码器110的结构示意图。由图可知，该环形磁性编码器110主要由磁性材料111和支撑固定圈112相互配合组成。磁性材料111沿支撑固定圈112的圆周方向铺设在支撑固定圈112的外侧面上。这里的支撑固定圈112，用于支撑和定型磁性材料111，并防止磁性材料111的破损，同时还具有聚磁(集磁)功能。基于该支撑固定圈112的集磁功能，能有效防止外界磁场对磁性材料111的干扰，使磁性材料111的磁力线分布更加均匀，磁场方向聚向磁环的径向，磁场强度更可控。基于上述方案构成的环形磁性编码器110，其通过注塑充磁实现周期内的磁场呈正弦分布，由此本环形磁性编码器110随目标物体旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁同步电机用编码传感器，其特征在于，包括：磁性编码器和传感器本体总成，所述磁性编码器为可产生周期变化的连续磁场的编码器，其相对于传感器本体总成可旋转设置。

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机用编码传感器，其特征在于，包括：磁性编码器和传感器本体总成，所述磁性编码器为可产生周期变化的连续磁场的编码器，其相对于传感器本体总成可旋转设置。2.根据权利要求1所述的编码传感器，其特征在于，所述磁性编码器旋转产生的周期变化的连续磁场，其一个周期内的磁场强度呈正弦分布。3.根据权利要求1所述的编码传感器，其特征在于，所述磁性编码器一个周内可以设置多...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜泽明，
申请(专利权)人：上海钧嵌传感技术有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31