高可靠性開關磁阻電機傳感器的實現電路的製作方法
2023-06-01 12:31:36 1
專利名稱：高可靠性開關磁阻電機傳感器的實現電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種檢測開關磁阻電機的位置和轉速傳感器電路，具體地說，涉及一
種高可靠性檢測開關磁阻電機的位置和轉速的傳感器的實現電路。
背景技術：
開關磁阻電機調速系統作為一種優良的調速系統已廣泛應用於工業控制、航空航 天、家用電器、電動車等眾多領域中。它具有結構簡單、低成本、高效率、調速性能優良等特 點。開關磁阻電機工作時必需依賴於電機傳感器來檢測電機轉子位置和轉速變化。目前通 常使用光電式電機傳感器在應用於礦山機械、工具機加工等一些高粉塵油汙等惡劣環境狀況 時，經常會被汙染堵塞或失效老化以致影響電機控制和使用。因此解決開關磁阻電機傳感 器在高粉塵、高油汙、有腐蝕和潮溼等惡劣環境狀況的失效老化問題，將極大地拓展開關磁 阻的應用範圍，有力地提高開關磁阻電機的可靠性。
發明內容
本發明正是為了解決上述技術問題而設計的一種高可靠性開關磁阻電機傳感器， 目的在於提高開關磁阻電機在高粉塵、高油汙、腐蝕、潮溼等惡劣環境中應用的可靠性。在 實用新型專利《高可靠性開關磁阻電機傳感器》中介紹了一種基於磁性碼盤和霍爾器件的 高可靠性開關磁阻電機傳感器的結構實現，本專利就是在此基礎上將傳感器的實現電路做 進一步的闡述。 本發明解決其技術問題所採用的技術方案是 —種高可靠性開關磁阻電機傳感器的實現電路，電路包括輸入電源濾波和保護電
路，霍爾元件，放大整形電路，位置指示電路和信號輸出及保護電路五個部分，其中電源經
輸入電源濾波和保護電路後給霍爾元件，霍爾元件檢測當前開關磁阻電機所轉子位置、轉
速、轉向的變化，輸出相應信號；信號經放大和整形電路放大整形後給位置指示電路和信號
輸出及保護電路；信號輸出及保護電路可提高輸出信號質量，防止幹擾和錯接及短路。 所述高可靠性開關磁阻電機傳感器的實現電路的電源濾波和保護電路構成外部
供電電源經輸入保護和濾波電路，分別為霍爾器件提供電源。輸入保護電路由過流保護和
極性錯誤保護器件構成；濾波電路可由電容電感等濾波器件構成。電源輸入保護電路能夠
保護由於外部線路短路和錯接造成的內部電路的損壞和提高電路的抗幹擾能力。 所述高可靠性開關磁阻電機傳感器的實現電路其位置指示電路構成使用霍爾等
敏感器件檢測開關磁阻電機的轉子位置轉速、轉向的變化；檢測信號通過發光器件構成的
指示電路指示出電機轉子位置及其變化信息，同時指示電路也可以間接反映出霍爾元件的
故障信息。 所述高可靠性開關磁阻電機傳感器的實現電路的霍爾元件，放大整形電路及輸出 保護電路構成檢測電路將位置信息同時輸出給指示電路和放大和整形電路，再經輸出保 護電路到接受電路。放大和整形電路可以採用電晶體也可以使用集成運放等其它類似器件
3構成；輸出保護電路由短路保護器件和單向處理器件構成。輸出保護電路保護了由於外部 線路錯接及短路造成的內部電路的損壞，提高輸出信號質量，防止外部幹擾。
傳感器實現電路五個部分的功能分別是1、電源輸入濾波及保護電路功能是提高 供電質量，防止因外部接線錯誤和線路短路造成對傳感器的損壞。2、霍爾元件功能是檢測 當前開關磁阻電機轉子位置、轉速、轉向變化。輸出位置信號。3、放大和整形電路功能是提 高檢測信號的質量，防止幹擾信號。4、位置指示電路功能是指示出當前開關磁阻電機轉子 位置、轉速、轉向變化，同時也可以間接反映出霍爾元件的故障。5、信號輸出及保護電路功 能是提高輸出信號質量，防止幹擾和錯接及短路。五部分相互協作完成了電機轉子位置和 轉速變化的檢測，信號傳輸，短路保護，抗電磁幹擾等功能。 本發明的有益效果是本發明高可靠性開關磁阻電機傳感器實現電路應用於高可 靠性開關磁阻電機傳感器中具有可靠性高，位置檢測精度高，電路簡單等特性。配合實用新 型專利《高可靠性開關磁阻電機傳感器》中結構實現特徵，可使開關磁阻電機在十分惡劣的 環境下工作，拓展開關磁阻電機的應用範圍，使關磁阻電機能適應於高粉塵、高油汙和潮溼 腐蝕性環境的工礦下。
圖1為本發明高可靠性開關磁阻電機傳感器的實現電路的功能框圖。
圖2為本發明應用三相開關磁阻電機的實現電路原理圖。
具體實施例方式
下面結合附圖1功能框圖和圖2—個三相開關磁阻電機的實施例對本發明進一步 說明。 如圖2所示，是一種應用於三相開關磁阻電機的高可靠性開關磁阻電機傳感器的 實現電路包括輸入電源濾波及保護電路，霍爾元件，放大和整形電路，位置指示電路和信號 輸出及保護電路五個部分。 傳感器輸入電源濾波及保護電路能夠保護由於外部線路短路和錯接造成的內部 電路的損壞和提高電路的抗幹擾能力。本例的實施是由PTC器件VI構成短路保護，由二極 管Dl構成輸入極性保護電路，由電容Cl、 C2組成濾波電路。 傳感器位置指示電路在霍爾器件檢測當前開關磁阻電機定子位置和轉速變化後， 相應的傳感器位置指示電路就能指示出傳感器檢測的位置變化信息。同時指示電路也可以 間接反映出霍爾元件的故障信息。本例的實施是由電阻R11和發光二極體DY1，電阻R12和 發光二極體DY2，電阻R13和發光二極體DY3分別構成指示電路。 傳感器檢測電路，將電機轉子位置和速度信息檢測輸出給指示電路和放大和整形 電路。放大和整形電路的功能是提高檢測信號的質量，防止幹擾信號。本實施例使用三個霍 爾器件HR1 、 HR2和HR3來檢測電機位置和速度信號，用集成電路Ul構成放大和整形電路。
傳感器輸出保護電路保護了由於外部線路錯接及短路造成的內部電路的損壞，提 高輸出信號質量，防止外部幹擾。本例的實施電路由PTC器件V3、V4、V5構成外部短路，由 二極體D2、 D3和D4構成錯接保護。 五部分相互協作完成了電機位置的檢測，信號傳輸，短路保護，抗電磁幹擾等功
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其連接關係是電源由外部輸入經二極體Dl、 PTC過流保護和濾波電容Cl、 C2後， 分別為霍爾器件HR1、 HR2和HR3供電，霍爾器件檢測當前開關磁阻電機轉子位置和電機速 度變化；由電阻Rl 1和發光二極體DY1 ，電阻R12和發光二極體DY2，電阻R13和發光二極體 DY3分別構成霍爾器件HRl 、HR2和HR3的指示電路；同時位置信息輸出給集成電路Ul ，經集 成電路Ul放大和整形後，再經PTC器件V3、 V4、 V5構成的外部短路保護電路和二極體D2、 D3和D4構成的單向輸出電路到接受電路。 本發明不局限於上述最佳實施方式，任何人在本發明的啟示下得出的其他任何與 本發明相同或相近似的產品，均落在本發明的保護範圍之內。
權利要求
一種高可靠性開關磁阻電機傳感器的實現電路，其特徵在於電路包括電源輸入濾波和保護電路，霍爾元件，放大整形電路，位置指示電路，信號輸出及保護電路五個部分，其中電源經電源輸入濾波和保護電路後給霍爾元件；霍爾元件檢測當前開關磁阻電機轉子位置、轉速、轉向的變化，輸出位置、轉速和轉向信號；信號經放大和整形電路放大整形後給位置指示電路和信號輸出及保護電路；信號輸出及保護電路可提高輸出信號質量，防止幹擾和錯接及短路。
2. 根據權利要求1所述的高可靠性開關磁阻電機傳感器的實現電路，其特徵在於外 部供電電源經輸入保護和濾波電路，分別為霍爾器件提供電源；輸入保護電路由過流保護 和極性錯誤保護器件構成；濾波電路可由電容電感等濾波器件構成；電源輸入保護電路能 夠保護由於外部線路短路和錯接造成的內部電路的損壞和提高電路的抗幹擾能力。
3. 根據權利要求1所述的高可靠性開關磁阻電機傳感器的實現電路，其特徵在於使 用霍爾等敏感器件檢測開關磁阻電機的轉子位置、轉速和轉向變化；檢測信號通過發光器件或其它顯示元件構成的指示電路指示出電機轉子位置及其變化信息，同時指示電路也可 以間接反映出霍爾元件的故障信息。
4. 根據權利要求1所述的高可靠性開關磁阻電機傳感器的實現電路，其特徵在於檢 測電路將位置信息同時輸出給指示電路和放大和整形電路，再經輸出保護電路到接受電 路；放大和整形電路可以採用電晶體也可以使用集成運放等其它類似器件構成；輸出保護 電路由短路保護器件和單向處理器件構成；輸出保護電路保護了由於外部線路錯接及短路 造成的內部電路的損壞，提高輸出信號質量，防止外部幹擾。
全文摘要
本發明公開了一種高可靠性開關磁阻電機傳感器的實現電路，包括電源輸入濾波及保護電路，霍爾元件，放大和整形電路，位置指示電路，信號輸出及保護電路五部分；其功能是電源輸入濾波及保護電路可提高供電質量，防止因外部接線錯誤和線路短路造成傳感器的損壞；霍爾元件檢測當前開關磁阻電機轉子位置、轉速、轉向的變化，輸出位置、轉速和轉向信號；放大和整形電路能提高檢測信號質量，防止幹擾信號；位置指示電路指示出當前開關磁阻電機轉子位置、轉速、轉向的變化，同時也可以間接反映出霍爾元件的故障；信號輸出及保護電路則提高輸出信號質量，防止幹擾和錯接及短路。五部分相互協作完成了電機位置、轉速、轉向的檢測，信號傳輸，短路保護，抗電磁幹擾等功能。
文檔編號H02P6/16GK101771377SQ20081024663
公開日2010年7月7日 申請日期2008年12月31日 優先權日2008年12月31日
發明者劉文田, 裘錦灼, 閆志平, 高超 申請人:北京中紡銳力機電有限公司