電機旋轉檢測裝置的製作方法

2023-05-05 00:44:21 1

專利名稱：電機旋轉檢測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電機檢測裝置，尤其涉及一種電機旋轉檢測裝置。
背景技術：
目前，國內市場上對於電機磁極位置、轉速等進行檢測判斷的裝置，普遍採用增量 式光電編碼器。增量式光電編碼器雖然應用較廣，但是其控制精度受線數的約束，此外對於 較高精度的光電編碼器，若碼盤上落有塵埃就可能導致誤脈衝的出現，從而影響整個檢測 裝置的檢測準確度。另外對於電機的旋轉方向的判斷缺乏一種簡單而又直接的方法。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種電機旋轉檢測裝置，該裝置的檢測精度 不受線數約束，也不受塵埃的影響，而且該裝置判斷電機的旋轉方向簡單。為了解決上述技術問題，本實用新型電機旋轉檢測裝置，包括PCB板，還包括安裝於 電機轉軸上的永磁體裝置、以及設於所述PCB板上的磁編碼電路和電機旋轉方向識別電路；所述磁編碼電路主要由線性霍爾傳感器和單片機組成，用於判斷轉子位置及檢測 電機轉速，該線性霍爾傳感器與單片機相連接，並依據所述永磁體裝置產生的交變磁場輸 出正弦波信號至該單片機；所述電機旋轉方向識別電路主要由兩個開關霍爾傳感器和D觸發器組成，其中， 一個開關霍爾傳感器輸出的脈衝信號傳送至D觸發器的脈衝輸入CP端，另一個開關霍爾傳 感器輸出的脈衝信號傳送至D觸發器的信號輸入D端，該D觸發器輸出端輸出的高低電平 用於判斷電機旋轉的方向。優選的，所述兩個開關霍爾傳感器靠近放置，以保證該兩個開關霍爾傳感器的輸 出脈衝相差半個周期以內。優選的，所述永磁體裝置為稀土磁鋼。本實用新型電機旋轉檢測裝置，檢測精度不受線數約束，也不受塵埃的影響，而且 由於該檢測裝置使用開關霍爾元件判別轉動方向及轉子的位置，判斷方法簡單直接，且本 發明檢測裝置的價格遠低於光電編碼器，性價比高，具有更強的市場競爭力。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。

圖1是本實用新型電機旋轉檢測裝置的電路原理框圖；圖2是本實用新型電機旋轉檢測裝置中線性霍爾傳感器輸出的波形示意圖；圖3是本實用新型電機旋轉檢測裝置中兩個開關霍爾傳感器輸出的波形示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型電機旋轉檢測裝置，包括PCB板(印刷線路板)，還包括安
3裝於電機轉軸上的永磁體裝置1、以及設於PCB板上的磁編碼電路2和電機旋轉方向識別電路3。磁編碼電路2主要由線性霍爾傳感器4和單片機5組成，用於判斷轉子位置及檢 測電機轉速，該線性霍爾傳感器4與單片機5相連接，並依據永磁體裝置1產生的交變磁場 輸出正弦波信號至該單片機5。電機旋轉方向識別電路3主要由兩個開關霍爾傳感器6和D觸發器7組成，其中， 一個開關霍爾傳感器6. 1輸出的脈衝信號傳送至D觸發器7的脈衝輸入CP端，另一個開關 霍爾傳感器6. 2輸出的脈衝信號傳送至D觸發器7的信號輸入D端，該D觸發器7輸出端 輸出的高低電平用於判斷電機旋轉的方向。本實用新型電機旋轉檢測裝置在磁編碼電路2和電機旋轉方向識別電路3中採用 霍爾傳感器，霍爾傳感器的輸出是根據磁場的變化而發生變化，對於線性霍爾傳感器而言 其輸出可為正弦波，理論上可以將一個周期的正弦波進行無限等份(即線數趨於無窮)，因 此本實用新型有效解決了現有光電編碼器因線數限制而影響測量精度的問題，粉塵對於磁 場也沒有影響，本實用新型的檢測裝置適應場合更廣。在本實用新型的一個實施例中，電機旋轉檢測裝置包括安裝於電機端蓋的PCB板 及焊接在PCB板上的電機旋轉方向識別電路3、磁編碼電路2，以及安裝於電機轉軸上的條 形稀土磁鋼(屬於永磁體裝置1的一種)，判斷轉子位置及其轉速的磁編碼電路2主要是由 線性霍爾傳感器4和單片機5組成，線性霍爾傳感器4安裝在條形稀土磁鋼的上方，它的輸 出信號為一正弦波(如圖2所示)。稀土磁鋼產生交變磁場，當置於電機轉軸上的條形稀土 磁鋼的N極正好處於線性霍爾傳感器4的下方時，線性霍爾傳感器4輸出為正弦波的谷值； 當條形稀土磁鋼的S極處於線性霍爾傳感器4的下方時，線性霍爾傳感器4的輸出為正弦 波的峰值；當條形稀土磁鋼的位置和線性霍爾傳感器4垂直時，線性霍爾傳感器4輸出則處 於正弦波的零值。磁編碼電路2的功能是將線性霍爾傳感器4輸出的0-5V正弦波信號送 至單片機5，單片機5根據精度的要求不停地對連續的正弦信號進行採樣，將採樣的值與事 先輸入單片機的位置值進行查表對比，若等於其中某個值時則產生一個磁脈衝信號。例如 對於轉子旋轉360度產生的一個周期的正弦波，一個脈衝信號對應1度，那麼電機旋轉一圈 則產生360個脈衝。同時單片機還可以根據兩個脈衝之間的時間而計算出電機的轉速。電機旋轉方向識別電路3主要由兩個開關霍爾傳感器6. 1,6. 2和一個D觸發器7 組成(見圖1)，開關霍爾傳感器6安裝位置是放在條形稀土磁鋼的下方，兩個開關霍爾傳感 器6. 1,6. 2要儘可能的靠近放置，以保證兩個開關霍爾傳感器的輸出脈衝相差在半個周期 以內，緊靠在一起的兩個開關霍爾傳感器6. 1、6. 2輸出的信號波形如圖3所示。對於轉子 順時針旋轉時，開關霍爾傳感器6. 2輸出的脈衝信號超前於開關霍爾傳感器6. 1輸出的脈 衝信號，轉子逆時針旋轉時，開關霍爾傳感器6. 2輸出的脈衝信號滯後於開關霍爾傳感器 6. 1輸出的脈衝信號，將開關霍爾傳感器6. 1、6. 2輸出的脈衝信號分別送至D觸發器7的脈 衝輸入CP端和信號輸入D端。如圖3所示開關霍爾傳感器6. 2的輸出信號作為CP端輸入 信號，開關霍爾傳感器6. 1的輸出作為D觸發器D端的輸入信號，選擇下降沿觸發的D觸發 器，由於兩個開關霍爾傳感器緊靠在一起，脈衝信號CP和輸入信號D之間相差在半個周期 以內。D觸發器7輸出信號的狀態Q = D (在CP脈衝的下降沿到來時)，因此若D觸發器7 的輸出0UT2為低電平，則說明電機逆時針旋轉，若D觸發器7的輸出0UT2為高電平，則說
4明電機順時針旋轉。這樣只需要根據D觸發器7輸出端0UT2輸出電平的高低情況就可以 判斷電機的旋轉方向。由於本實用新型檢測裝置採用開關霍爾傳感器結合一個D觸發器判 別轉動方向，判斷方法簡單直接，且價格低廉，性價比高，具有很強的市場競爭力。 以上僅表達了本實用新型的實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而 理解為對實用新型專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不 脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本實用新型的保 護範圍。因此，本實用新型專利的保護範圍應以所附權利要求為準。
權利要求一種電機旋轉檢測裝置，包括PCB板，其特徵在於，還包括安裝於電機轉軸上的永磁體裝置、以及設於所述PCB板上的磁編碼電路和電機旋轉方向識別電路；所述磁編碼電路主要由線性霍爾傳感器和單片機組成，用於判斷轉子位置及檢測電機轉速，該線性霍爾傳感器與單片機相連接，並依據所述永磁體裝置產生的交變磁場輸出正弦波信號至該單片機；所述電機旋轉方向識別電路主要由兩個開關霍爾傳感器和D觸發器組成，其中，一個開關霍爾傳感器輸出的脈衝信號傳送至D觸發器的脈衝輸入CP端，另一個開關霍爾傳感器輸出的脈衝信號傳送至D觸發器的信號輸入D端，該D觸發器輸出端輸出的高低電平用於判斷電機旋轉的方向。
2.根據權利要求1所述的電機旋轉檢測裝置，其特徵在於，所述兩個開關霍爾傳感器 靠近放置，以保證該兩個開關霍爾傳感器的輸出脈衝相差半個周期以內。
3.根據權利要求1所述的電機旋轉檢測裝置，其特徵在於，所述永磁體裝置為稀土磁鋼。
4.根據權利要求1所述的電機旋轉檢測裝置，其特徵在於，所述PCB板安裝於電機端蓋上。
5.根據權利要求1所述的電機旋轉檢測裝置，其特徵在於，所述線性霍爾傳感器位於 永磁體裝置的上方。
6.根據權利要求1所述的電機旋轉檢測裝置，其特徵在於，所述開關霍爾傳感器位於 永磁體裝置的下方。
專利摘要本實用新型公開了一種電機旋轉檢測裝置，包括PCB板，還包括安裝於電機轉軸上的永磁體裝置、以及設於所述PCB板上的磁編碼電路和電機旋轉方向識別電路，所述磁編碼電路主要由線性霍爾傳感器和單片機組成，用於判斷轉子位置及檢測電機轉速；所述電機旋轉方向識別電路主要由兩個開關霍爾傳感器和D觸發器組成，其中，一個開關霍爾傳感器輸出的脈衝信號傳送至D觸發器的脈衝輸入CP端，另一個開關霍爾傳感器輸出的脈衝信號傳送至D觸發器的信號輸入D端，該D觸發器輸出端輸出的高低電平用於判斷電機旋轉的方向。本實用新型電機旋轉檢測裝置，檢測精度不受線數約束，也不受塵埃的影響，判斷電機的旋轉方向簡單，性價比高。
文檔編號H02P6/16GK201608680SQ20102003301
公開日2010年10月13日 申請日期2010年1月13日 優先權日2010年1月13日
發明者張新亮, 浦振託, 賁禮進 申請人:南通博比特軟體有限公司