【技术实现步骤摘要】
一种无传感器电机驱动的多圈编码器装置及其计数方法
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[0001]本专利技术属于编码器制造领域,具体涉及一种无传感器电机驱动的多圈编码器装置及其计数方法。
技术介绍
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[0002]编码器是将信号或者数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。可以把角位移或直线位移转换为电信号,可用于测量电机转角或者位移,是实现电机控制的核心元件,被广泛应用于机械工程、机器人、航空、精密光学仪器等高
,在现代工业中起着至关重要的作用。编码器按圈数分为单圈编码器,多圈编码器。单圈编码器又分为绝对式编码器和增量式编码器,多圈编码器为绝对式的编码器。多圈编码器测量范围大,使用往往富余较多,在安装时不必要费劲找零点,将某一中间位置作为起始点就可以了,大大简化了安装调试难度。
[0003]目前被广泛使用的是单圈编码器,但是无论是绝对式的还是增量式的都仅限于测量角度,所以对于需要记录圈数的场合还是要用到多圈编码器。目前的多圈编码器计数方法,包括一种伺服减速电机圈数记录装置,基于韦根传感器的多圈计数方法及多圈计数装置与流程,一种电子式多圈绝对值编码器系统、装置及工作方法与流程等方法。这些方法无论是通过利用齿轮来记录电机转子的圈数和旋转角度,还是通过利用传感器来记录电机转子的圈数和旋转角度,对于所连接的编码器都是有要求和限制的,所应用的范围具有局限性。
技术实现思路
[0004]针对上述问题,本专利技术提出一种方案,目的是既可以广泛的适用于所有类型的编码器上,又可以准确快速的记录电机转子转过的圈数和角度值。 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无传感器电机驱动的多圈编码器装置及其计数方法,该编码器装置的结构包括端盖(1)、轴承a(2)、编码器信号解算板(3)、导磁环(4)、单对极磁钢(5)、磁屏蔽板(6)、永磁体(7)、转子(8)、定子(9)、定子线圈结构(10)、信号传送板(11)、轴承b(12)、编码器(13);其中编码器信号解算板(3)上焊锡焊接直插式的单对极霍尔a1(3
‑
1)、直插式的单对极霍尔a2(3
‑
2)和单片机(3
‑
3),导磁环(4)上有单对极霍尔槽b1(4
‑
1)、单对极霍尔槽b2(4
‑
2),定子线圈结构(10)上有绕组U(10
‑
1)、绕组V(10
‑
2)、绕组W(10
‑
3),其中轴承a(2)与轴承b(12)依靠转子(8)轴肩定位,编码器信号解算板(3)与端盖(1)胶接,导磁环(4)与编码器信号解算板(3)胶接,导磁环(4)上的单对极霍尔槽b1(4
‑
1)与单对极霍尔槽b2(4
‑
2)中插入单对极霍尔a1(3
‑
1)与单对极霍尔a2(3
‑
2),径向充磁方式的单对极磁钢(5)与转子(8)胶接,磁屏蔽板(6)与转子(8)胶接,永磁体(7)与转子(8)胶接,定子线圈结构(10)连接在定子(9)上,端盖(1)与定子(9)采用螺钉连接,定子(9)与信号传送板(11)与编码器(13)采用螺钉连接,固定在编码器(13)上,编码器(13)可以为任意种类的编码器;其特征在于:所述方法的具体实施过程为:步骤一:首先建立d,q轴电压驱动方程,解算公式为(1):式中,U
d
、U
q
为d轴和q轴定子电压指令;L
d
、L
q
为d轴和q轴等效电感;R
s
为定子电阻;ω为电角速度;为转子磁链;i
d
、i
q
为d轴和q轴定子反馈电流;步骤二:将该多圈编码器装置连接在任意种类的编码器上,当编码器转动时,通过串口输出信号,将编码器上的信号送到信号传送板上,信号传送板将信号传送给定子线圈结构,定子线圈结构上有绕组U、绕组V、绕组W,将d,q轴电压方程进行空间矢量坐标变化,投影到三相相位相差120
°
夹角的坐标轴上,得到三相电压指令U
u
、U
v
、U
w
,解算公式为(2):式中,θ为电角度,θ的解算公式为(3):θ=ω
×
T (3)式中,T为计算周期;步骤三:电角度设置,这里将无传感器驱动部分划分65536个刻度,编码器转子每旋转一周,无传感器部分旋转一个刻度,即无传感器部分的转子旋转360/65536度,在三相电压的作用下,绕组U、绕组V、绕组W上形成三相电流,从绕组U、绕组V、绕组W上采集三相电流,得到三相反馈电流i
u
、i
v
、i
w
经过空间矢量坐标变化得到d
‑
q轴反...
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