位置检测装置及其信号处理装置制造方法及图纸

一种位置检测装置及其信号处理装置，该位置检测装置主要包括传感器本体、不锈钢罩、密封装置和外壳，传感器本体包括磁钢环、导磁环和磁感应元件；导磁环设置在不锈钢罩的外壁上，由两段或多段同半径、同圆心的弧段构成，相邻两弧段留有缝隙；磁感应元件置于该缝隙内；磁钢环设置在不锈钢罩的内腔中，固定在电机转轴上；不锈钢罩外部通过密封装置与外壳密封并固定；当磁钢环与导磁环发生相对旋转运动时，所述磁感应元件将感测到的磁信号转换为电压信号，并将该电压信号传输给相应的信号处理装置。本实用新型专利技术的位置检测装置抗振动，抗油污，尘埃能力极强，可靠性高，安装结构简单，易于操作，适用于恶劣环境下电机转子位置的高精度检测。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种位置检测装置及其信号处理装置，具体地涉及一种用于潜油 电机的位置检测装置及其信号处理装置。
技术介绍
目前我国和世界其它产油国家，油田上都广泛使用潜油电机来驱动潜油电泵来汲 取原油，传统的潜油电泵系统，其动力源主要是二极三相异步电动机，现有的采油系统在采 油工艺配套中存在如下问题与离心潜油泵配套时因电机转速低于同步转速，电机效率和功率因数偏低；与潜 油螺杆泵配套上时，转速过高很难经过转速器将速度降低到与螺杆泵相适应的转速，即使 采用减速器也大大的提高了采油成本和降低了系统的效率，若采用变频调速装置，使电机 长期处于低频工作状态又容易引起电机的温升加快，引起电机故障。系统不能实现灵活控 制，效率低。随着新技术的发展，伺服技术的逐渐成熟，伺服潜油抽油系统成为潜油抽油系统 的一种发展趋势。传感器系统是伺服系统的核心部分之一，对伺服控制的成败起着至关重 要的作用。潜油伺系统处于复杂的井下环境当中，与井液直接接触，要求位置检测装置具有 在复杂环境中能正常工作的能力，对密封、抗振、抗油污、工作温度、装配简便程度等方面有 较高的要求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种应用于潜油 永磁同步伺服电机的磁电式位置检测装置及其信号处理装置，本技术的位置检测装置 抗振动，抗油污，尘埃能力极强，可靠性高，安装结构简单，易于操作，适用于恶劣环境下电 机转子位置的高精度检测。本技术所解决的技术问题是通过如下技术方案实现的一种位置检测装置，其主要包括传感器本体、不锈钢罩、密封装置和外壳，其中，传 感器本体包括磁钢环、导磁环和磁感应元件；导磁环设置在不锈钢罩的外壁上，由两段或多 段同半径、同圆心的弧段构成，相邻两弧段留有缝隙；磁感应元件置于该缝隙内；磁钢环设 置在不锈钢罩的内腔中，固定在电机转轴上；不锈钢罩外部通过密封装置与外壳密封并固 定；当磁钢环与导磁环发生相对旋转运动时，磁感应元件将感测到的磁信号转换为电压信 号，并将该电压信号传输给相应的伺服控制器。优选地，导磁环由两段同半径、同圆心的弧段构成，分别为1/4弧段和3/4弧段，对 应的磁感应元件为2个；或者，导磁环由三段同半径的弧段构成，分别为1/3弧段，对应的磁 感应元件为3个；或者，导磁环由四段同半径的弧段构成，分别为1/4弧段，对应的磁感应元 件为4个；或者，导磁环由六段同半径的弧段构成，分别为1/6弧段，对应的磁感应元件为6 个。优选地，导磁环的弧段端部设有倒角，为沿轴向或径向或同时沿轴向、径向切削而 形成的倒角。优选地，还包括骨架，用于固定所述导磁环；导磁环设置在骨架成型模具上，在所 述骨架一体成型时与骨架固定在一起。本技术还提供了上述位置检测装置的信号处理装置，其包括A/D转换模块、 合成模块、角度获取模块、存储模块等；A/D转换模块对位置检测装置中磁感应元件发送来 的电压信号进行A/D转换，将模拟信号转换为数字信号；合成模块对位置检测装置发送来 的经过A/D转换的多个电压信号进行处理得到基准信号D ；角度获取模块根据基准信号D， 在标准角度表中选择与其相对的角度作为偏移角度θ ；存储模块用于存储标准角度表和 修正数据表。优选地，在A/D转换模块和合成模块之间还包括温度补偿模块，用于消除温度对 位置检测装置发送来的电压信号的影响；所述合成模块的输出信号还包括信号R ；所述温 度补偿模块包括系数矫正模块和乘法器，所述系数矫正模块对所述合成模块的输出的信号 R和对应该信号的标准状态下的信号Rtl进行比较得到输出信号K;所述乘法器为多个，每一 所述乘法器将从位置检测装置发送来的、经过A/D转换的一个电压信号与所述系数矫正模 块的输出信号K相乘，将相乘后的结果输出给合成模块。优选地，如果位置检测装置发送来的一个电压信号为2或3的倍数，则在所述温度 补偿模块之前还包括差分模块，对用于抑制温度和零点漂移，并提高数据精度。本技术提供了一种位置检测装置，其主要包括传感器本体、不锈钢罩、密封装 置和外壳，传感器本体包括转子，所述转子包括第一磁钢环、第二磁钢环，其中，所述第一磁 钢环和第二磁钢环分别固定在电机轴上，设置在不锈钢罩的内腔中，所述第一磁钢环被均 勻地磁化为Ν对磁极，并且相邻两极的极性相反；所述第二磁钢 环的磁极总数为2η，其磁序按照磁序算法确定；在不锈钢罩上，对应于第一磁钢环，以第一 磁钢环的中心为圆心的同一圆周上设有m(m为2或3的整数倍)个呈一定角度分布的磁感 应元件，对应于第二磁钢环，以第二磁钢环的中心为圆心的同一圆周上设有n(n = 0，1，2… η)个均勻分布呈一定角度分布的磁感应元件，磁感应元件设置在不锈钢罩的外壁上；不锈 钢罩外部通过密封装置与外壳密封并固定；当转子旋转运动时，所述磁感应元件将感测到 的磁信号转变为电压信号，并将该电压信号输出给信号处理装置。优选地，对应于所述的第二磁钢环的相邻两个磁感应元件之间的夹角为360° /N0优选地，对应于所述的第一磁钢环相邻两个磁感应元件之间的夹角，当m为2或4 时，每相邻两个磁感应元件之间的夹角为90° /N，当m为3时，每相邻两个磁感应元件之间 的夹角为120° /N;当m为6时，每相邻两个磁感应元件之间的夹角为60° /N。磁感应元件可以直接表贴在不锈钢罩的外表面上。或者，该位置检测装置还包括 两个导磁环，每一所述导磁环是由多个同圆心、同半径的弧段构成，相邻两弧段留有空隙， 对应于两个磁钢环的磁感应元件分别设在该空隙内。优选地，当设有导磁环时，导磁环的弧段端部设有倒角，为沿轴向或径向或同时沿 轴向、径向切削而形成的倒角。本技术还提供了一种位置检测装置，其主要包括传感器本体、不锈钢罩、密封装置和外壳，传感器本体包括转子，所述转子包括第一磁钢环、第二磁钢环，其中，所述第一 磁钢环和第二磁钢环分别固定在电机轴上，设置在不锈钢罩的内腔中，对应于第二磁钢环， 以第二磁钢环的中心为圆心的同一圆周上设有n(n = 1，2…η)个均勻分布的磁感应元件， 所述第二磁钢环的磁极磁化顺序使得η个磁感应元件输出呈格雷码格式，相邻两个输出只 有一位变化；在不锈钢罩上，对应于第一磁钢环，以第一磁钢环的中心为圆心的同一圆周上 设有有m(m为2或3的整数倍)个呈一定角度分布的磁感应元件，所述第一磁钢环的磁极 总对数与第二磁钢环的磁极总数相等，并且相邻两极的极性相反；磁感应元件设置在不锈 钢罩的外壁上；不锈钢罩外部通过密封装置与外壳密封并固定；当转子相对于定子发生相 对旋转运动时，所述磁感应元件将感测到的磁信号转变为电压信号，并将该电压信号输出 给一信号处理装置。优选地，对应于第一磁钢环的相邻两个磁感应元件之间的夹角，当m为2或4时， 该夹角为90° /g;当m为3时，该夹角为120° /g ；当m为6时，该夹角为60° /g，其中，g 为第二磁钢环的磁极总数。磁感应元件可以直接表贴在不锈钢罩的外表面上。或者，该位置检测装置还包括 两个导磁环，每一所述导磁环是由多个同圆心、同半径的弧段构成，相邻两弧段留有空隙， 对应于两个磁钢环的磁感应元件分别设在该空隙内。优选地，当设有导磁环时，导磁环的弧段端部设有倒角，为沿轴向或径向或同时沿 轴向、径向切削而形成的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种位置检测装置，其特征在于，该位置检测装置主要包括传感器本体、不锈钢罩、密封装置和外壳，传感器本体包括磁钢环、导磁环和磁感应元件；导磁环设置在不锈钢罩的外壁上，由两段或多段同半径、同圆心的弧段构成，相邻两弧段留有缝隙；磁感应元件置于该缝隙内；磁钢环设置在不锈钢罩的内腔中，固定在电机转轴上；不锈钢罩外部通过密封装置与外壳密封并固定；当磁钢环与导磁环发生相对旋转运动时，所述磁感应元件将感测到的磁信号转换为电压信号，并将该电压信号传输给相应的信号处理装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郝双晖，郝明晖，
申请(专利权)人：浙江关西电机有限公司，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]