一种用于电机转子位置检测的平面电感线圈制造技术

一种用于电机转子位置检测的平面电感线圈，包括有3个结构相同的平面电感线圈，每一个平面电感线圈均是将导线以90度的折角缠绕成矩形平面结构的平面电感线圈，每个所述平面电感线圈的两个端头引出，3个所述的平面电感线圈以互差120度电角度的间隔分别固定在永磁同步电机定子齿表面，并采用星型接法相连接，构成a相、b相和c相线圈，所述的平面电感线圈与电机电枢绕组之间互相绝缘，所述的a相、b相和c相三相的引出端以及3个平面电感线圈的中性点引出端均引出至永磁同步电机外部，连接外部的电机转子位置检测系统。本发明专利技术厚度较小，不会占据电机的空间，不影响电枢绕组的放置，实现起来较为简单，提高了转子位置判断的准确性。提高了转子位置判断的准确性。提高了转子位置判断的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电机转子位置检测的平面电感线圈


[0001]本专利技术涉及一种平面电感线圈。特别是涉及一种用于电机转子位置检测的平面电感线圈。

技术介绍

[0002]内置式永磁电机因其结构简单、体积小、具有较高的功率密度等优点而广泛应用于电动汽车领域。为了在电机中实现磁场定向控制，需要安装位置传感器来获取转子位置信息，但位置传感器增加了电机的体积和复杂度，且由于其工作温度范围狭窄，很难在恶劣的环境下进行工作，因此永磁电机无位置传感器控制日益受到人们的关注。
[0003]当永磁电机以较高的速度运行时，一般通过检测反电动势法获得电机转子位置，但当电机处于低速或静止状态时，反电动势幅值较小甚至为零，此时反电动势法失效导致无法检测转子位置，因此该方法只适用于电机高速运行状态。当电机低速运行时，转子位置可以通过电感法获得。在电机静止和低速运行状态下，可利用电机的凸极效应，即电枢绕组电感随转子位置变化而变化的特性来判断转子的位置。
[0004]为了检测转子位置，一般需要向电机绕组注入电压矢量，根据响应电流的大小判断绕组电感差异，从而判断出转子位置。传统的注入电压矢量方法是通过控制逆变器开关管通断来实现，但这种方法受限于固定的直流侧电压和有限的逆变器开关频率，施加的多个电压矢量会产生明显的响应电流，进而造成电机误转，并且位置检测信号会受到电枢绕组内电气量的影响导致电感检测较为困难，造成转子位置判断不准确。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是，为克服现有技术的不足，提供一种能够避免转子位置检测信号受电机电枢绕组内电气量影响的，提高转子位置判断准确性的用于电机转子位置检测的平面电感线圈。
[0006]本专利技术所采用的技术方案是：一种用于电机转子位置检测的平面电感线圈，包括有3个结构相同的平面电感线圈，每一个平面电感线圈均是将导线以90度的折角缠绕成矩形平面结构的平面电感线圈，每个所述平面电感线圈的两个端头引出，3个所述的平面电感线圈以互差120度电角度的间隔分别固定在永磁同步电机定子齿表面，并采用星型接法相连接，构成a相、b相和c相线圈，所述的平面电感线圈与电机电枢绕组之间互相绝缘，所述的a相、b相和c相三相的引出端以及3个平面电感线圈的中性点引出端均引出至永磁同步电机外部，连接外部的电机转子位置检测系统。
[0007]所述的平面电感线圈的厚度为0.1～0.2mm。
[0008]每个所述的平面电感线圈与所在的电机定子齿的电枢绕组轴线相对应，即每个所述的平面电感线圈的轴线是与所在的电机定子齿电枢绕组轴线对齐的布局方式固定在永磁同步电机定子齿表面。
[0009]3个所述的平面电感线圈所构成的a相、b相和c相绕组中的电感变化规律与所对应
的电机定子齿电枢绕组A相、B相和C相电感变化规律一致。
[0010]本专利技术的一种用于电机转子位置检测的平面电感线圈，具有以下有益效果：
[0011]1、本专利技术的平面电感线圈固定于电机定子齿表面，该平面电感线圈厚度较小，不会占据电机的空间，不影响电枢绕组的放置，实现起来较为简单。
[0012]2、本专利技术的平面电感线圈避免了转子位置检测信号受电机电枢绕组内电气量的影响，解决了电枢绕组中强电的影响导致电感检测较为困难的问题，提高了转子位置判断的准确性。
[0013]3、本专利技术的平面电感线圈在电机静止或低速运行状态下仍可检测出转子位置。
[0014]4、本专利技术实现了电枢绕组回路和低压高频信号回路强弱电之间的电气隔离。
附图说明
[0015]图1是本专利技术一种用于电机转子位置检测的平面电感线圈的结构示意图；
[0016]图2是本专利技术一种用于电机转子位置检测的平面电感线圈在永磁同步电机内的分布图；
[0017]图3是图2的俯视图；
[0018]图4是采用本专利技术的用于电机转子位置检测的平面电感线圈电机转子位置检测系统构图；
[0019]图5是本专利技术的三个平面电感线圈构成的三相电感大小与转子位置关系的示意图；
[0020]图6a是高频信号注入平面电感线圈ab相与高频电压分量有效值检测等效电路示意图；
[0021]图6b是高频信号注入平面电感线圈bc相与高频电压分量有效值检测等效电路示意图；
[0022]图6c是高频信号注入平面电感线圈ca相与高频电压分量有效值检测等效电路示意图。
[0023]图中
[0024]1：直流电源
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2：逆变器
[0025]3：无刷直流电机
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4：搜索线圈
[0026]5：高频正弦信号发生电路
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6：信号选通电路
[0027]7：有效值检测电路
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8：电机控制器
[0028]9：导线
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10：端头
[0029]11：端头
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12：轴线
具体实施方式
[0030]下面结合实施例和附图对本专利技术的一种用于电机转子位置检测的平面电感线圈做出详细说明。
[0031]如图1、图2、图3所示，本专利技术的一种用于电机转子位置检测的平面电感线圈，包括有3个结构相同的平面电感线圈4，每一个平面电感线圈4均是将导线9以90度的折角缠绕成矩形平面结构的平面电感线圈4，所述的平面电感线圈4的厚度为0.1～0.2mm。每个所述平
面电感线圈4的两个端头10、11引出，3个所述的平面电感线圈4以互差120度电角度的间隔分别固定在永磁同步电机定子齿表面，并采用星型接法相连接，构成a相、b相和c相线圈，所述的平面电感线圈4与电机电枢绕组之间互相绝缘，所述的a相、b相和c相三相的引出端以及3个平面电感线圈4的中性点引出端均引出至永磁同步电机外部，连接外部的电机转子位置检测系统。
[0032]每个所述的平面电感线圈4与所在的电机定子齿的电枢绕组轴线相对应，即每个所述的平面电感线圈4的轴线12是与所在的电机定子齿电枢绕组轴线对齐的布局方式固定在永磁同步电机定子齿表面。3个所述的平面电感线圈4所构成的a相、b相和c相绕组中的电感变化规律与所对应的电机定子齿电枢绕组A相、B相和C相电感变化规律一致。
[0033]如图4所示，采用本专利技术的用于电机转子位置检测的平面电感线圈电机转子位置检测系统，包括有永磁同步电机3，通过逆变器2向永磁同步电机3提供电源的直流电源1，以及与逆变器2相连用于控制逆变器2工作的电机控制器8，所述的永磁同步电机3上设置有用于获取永磁同步电机3转子位置并通过电感信号进行体现的平面电感线圈4，所述平面电感线圈4的引出端连接信号选通电路6，并通过所述的信号选通电路6获取与信号选通电路6相连的高频正弦信号发生电路5所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电机转子位置检测的平面电感线圈，其特征在于，包括有3个结构相同的平面电感线圈(4)，每一个平面电感线圈(4)均是将导线(9)以90度的折角缠绕成矩形平面结构的平面电感线圈(4)，每个所述平面电感线圈(4)的两个端头(10、11)引出，3个所述的平面电感线圈(4)以互差120度电角度的间隔分别固定在永磁同步电机定子齿表面，并采用星型接法相连接，构成a相、b相和c相线圈，所述的平面电感线圈(4)与电机电枢绕组之间互相绝缘，所述的a相、b相和c相三相的引出端以及3个平面电感线圈(4)的中性点引出端均引出至永磁同步电机外部，连接外部的电机转子位置检测系统。2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新旻，王欢，王慧敏，郭丽艳，陈炜，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：