專利名稱：一種檢測電機轉(zhuǎn)子位置的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種檢測電機轉(zhuǎn)子位置的裝置，屬于電機控制測量技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著電機應用領(lǐng)域的擴展及電機控制算法和策略的提升，使得耐高溫、耐強電磁 干擾、滿足高精度檢測電機轉(zhuǎn)子位置的手段也必須提升，才能滿足應用的需求。而開關(guān)磁阻 電機、永磁同步電機等這類電機，都是采用位置信號作為控制策略的最主要的控制依據(jù)，都 需要高精度檢測電機轉(zhuǎn)子的位置，因此位置信號的準確性、響應速度要求很高，而與準確性 相關(guān)的溫度、強電磁干擾正是影響電機位置檢測準確的最主要因素。目前采用的位置傳感器均安裝于電機本體上，多采用霍爾位置傳感器或光耦器件 用于電機位置檢測傳感器。其中霍爾位置傳感器采用霍爾原理，進行感應電機轉(zhuǎn)子的位置， 但電機自身就是強電磁環(huán)境，傳感器容易引入電磁干擾，限制了霍爾位置傳感器在電機上 的結(jié)構(gòu)布局，且耐高溫能力差，對電機散熱要求較高。利用光耦器件作為位置檢測傳感器， 雖然提高了信號抗電磁干擾能力，但由于光耦器件工作溫度限制在100度以下，不耐高溫， 應用場合局限性大。
發(fā)明內(nèi)容為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本實用新型提出一種檢測電機轉(zhuǎn)子位置的裝置， 提高測量電機轉(zhuǎn)子的位置檢測響應速度和精度，適應強電磁和高溫環(huán)境，提高檢測的可靠 性。一種檢測電機轉(zhuǎn)子位置的裝置，包括傳感傳輸部件和接收發(fā)射裝置，其特征在于 所述的傳感傳輸部件包括反射式碼盤4和鎧裝雙根光纖；在轉(zhuǎn)子5上與轉(zhuǎn)子同軸安裝反射 式碼盤4，在電機殼體3上用螺紋固定鎧裝雙根光纖，鎧裝雙根光纖1聯(lián)接光發(fā)射器8，鎧裝 雙根光纖2聯(lián)接光接收器7 ；光接收器將轉(zhuǎn)換的電信號輸出至檢測電路；所述的反射式碼盤 為鋼制齒盤，凸極數(shù)與電機轉(zhuǎn)子極數(shù)相同，凹凸面的寬度與轉(zhuǎn)子凹凸面寬度為相同弧度數(shù)。所述的光發(fā)射器采用高強度發(fā)光二極管或激光二極管。所述的光接受器采用光敏二極管或光敏三極管。在殼體3上不同位置用螺紋固定多個鎧裝雙根光纖，多個鎧裝雙根光纖均連接各 自的接收發(fā)射裝置。本實用新型提出的一種檢測電機轉(zhuǎn)子位置的裝置，由于光纖能夠耐較高溫度，通 過該裝置將不耐高溫和易受電磁干擾的光電器件和電子元件與電機本體隔離，達到了弱電 與強電分離，也將容易發(fā)熱升溫的電機與位置解調(diào)電路進行環(huán)境分離，使位置解調(diào)部分脫 離了電機的高溫環(huán)境。由于以光進行檢測，因此該裝置響應速度很快，能跟蹤從低轉(zhuǎn)速到高 轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)子位置范圍，同時從電機傳感器引線(光纖)可以加長使用，更加方便配套控制器 的結(jié)構(gòu)設計。采用而此裝置完全克服大功率電子設備造成的電機強電磁干擾和和復雜電磁環(huán)
3境弊端，為實現(xiàn)電機復雜算法控制提供了一個良好位置信號，確保了信號完整性，從而大大 地提高了與其配套的控制產(chǎn)品的電磁兼容性。本實用新型可以應用于開關(guān)磁阻電機、永磁同步電機、步進電機等，采用該裝置的 電機，可以廣泛適宜用于高溫工作環(huán)境中，如石油勘探、煤礦采掘、船舶等電機電氣設備。

圖1 本實用新型裝置的示意圖圖2 本實用新型裝置中反射式碼盤結(jié)構(gòu)示意圖1-鎧裝雙根光纖的接收光纖；2-鎧裝雙根光纖的反射光纖；3-電機殼體；4-反射 式碼盤；5-轉(zhuǎn)子；6-接收發(fā)射裝置；7-接收器；8-發(fā)射器；9-磨光鏡面；10-粗糙面；A-電 信號輸入；B-電信號輸出。
具體實施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述圖1為一個鎧裝光纖位置測量裝置示意圖，在轉(zhuǎn)子上與轉(zhuǎn)子同軸安裝反射式碼 盤，反射式碼盤是與電機轉(zhuǎn)子同軸的鋼制齒盤，反射碼盤安裝必須與轉(zhuǎn)子同軸，同時對應凸 極位置相同。其中其碼盤的凸極數(shù)與電機轉(zhuǎn)子極數(shù)相同，同時碼盤的凹凸面的對應寬度大 小與轉(zhuǎn)子凹凸面寬度大小是相同弧度數(shù)，其中凸面采用打磨鏡面方式，提高光反射能力；凹 面采用粗造面或漫反射面，降低光反射能力。以12/8結(jié)構(gòu)的電機為例，轉(zhuǎn)盤為8齒槽結(jié)構(gòu)， 齒槽等寬均為22. 5度。本實施例為在電機殼體3上安裝3個鎧裝雙根光纖，它們之間相隔 120度。經(jīng)過后續(xù)信號調(diào)理電路后，可以輸出相差15度的三個方波信號。本實用新型主要應用于電機轉(zhuǎn)子的位置檢測，采用反射式碼盤和鎧裝光纖組合進 行測量位置。而在殼體上采用螺紋鎧裝光纖安裝方式，用螺紋固定鎧裝光纖，防止電機振動 造成光纖擺動而導致的采樣位置信號抖動。為提高位置檢測的精度，本實施例中加裝3個 鎧裝光纖。工作原理是兩根光纖，一根用來傳遞發(fā)射光波，另一根用來接受光波，應用鎧裝 將兩根光纖固定，并將鎧裝安裝于電機殼體部分，和電機轉(zhuǎn)子上采用反射鏡面和漫反射面 組成反射式碼盤，通過反射光纖發(fā)出光信號，接受光纖接收光信號；接受裝置根據(jù)敏感光信 號強度不同解調(diào)出電信號，電信號脈寬大小與電機碼盤的凸凹寬度成比例，即可得到轉(zhuǎn)子 位置信號。發(fā)射器采用高強度發(fā)光二極管或激光二極管，接受器采用光敏二極管或光敏三 極管。測量轉(zhuǎn)子位置信號，可以用一個或多個位置傳感裝置。具有這樣檢測電機轉(zhuǎn)子位置的裝置，提高了測量精度和響應速度，降低了電機端 部的質(zhì)量和線速度，轉(zhuǎn)子整體性好，結(jié)構(gòu)強度好；由于光纖能夠耐較高溫度，通過該裝置將 不耐高溫和易受電磁干擾的光電器件和電子元器件與電機本體隔離，達到了弱電與強電分 離，也將容易發(fā)熱升溫的電機與位置解調(diào)電路進行環(huán)境分離，使位置解調(diào)部分脫離了電機 的高溫環(huán)境。
權(quán)利要求一種檢測電機轉(zhuǎn)子位置的裝置，包括傳感傳輸部件和接收發(fā)射裝置，其特征在于所述的傳感傳輸部件包括反射式碼盤(4)和鎧裝雙根光纖；在轉(zhuǎn)子(5)上與轉(zhuǎn)子同軸安裝反射式碼盤(4)，在電機殼體(3)上用螺紋固定鎧裝雙根光纖，鎧裝雙根光纖(1)聯(lián)接光發(fā)射器(8)，鎧裝雙根光纖(2)聯(lián)接光接收器(7)；光接收器將轉(zhuǎn)換的電信號輸出至檢測電路；所述的反射式碼盤為鋼制齒盤，凸極數(shù)與電機轉(zhuǎn)子極數(shù)相同，凹凸面的寬度與轉(zhuǎn)子凹凸面寬度為相同弧度數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測電機轉(zhuǎn)子位置的裝置，其特征在于所述的光發(fā)射器采 用高強度發(fā)光二極管或激光二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測電機轉(zhuǎn)子位置的裝置，其特征在于所述的光接受器采 用光敏二極管或光敏三極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測電機轉(zhuǎn)子位置的裝置，其特征在于在殼體(3)上不同 位置用螺紋固定多個鎧裝雙根光纖，多個鎧裝雙根光纖均聯(lián)接各自的接收發(fā)射裝置。專利摘要本實用新型涉及一種檢測電機轉(zhuǎn)子位置的裝置，其特征在于在轉(zhuǎn)子5上與轉(zhuǎn)子同軸安裝反射式碼盤4，在電機殼體3上用螺紋固定鎧裝雙根光纖，鎧裝雙根光纖1聯(lián)接光發(fā)射器8，鎧裝雙根光纖2聯(lián)接光接收器7；光接收器將轉(zhuǎn)換的電信號輸出至檢測電路；所述的反射式碼盤為鋼制齒盤，凸極數(shù)與電機轉(zhuǎn)子極數(shù)相同，凹凸面的寬度與轉(zhuǎn)子凹凸面寬度為相同弧度數(shù)。本實用新型可以應用于開關(guān)磁阻電機、永磁同步電機、步進電機等，采用該裝置的電機，可以廣泛適宜用于高溫工作環(huán)境中，如石油勘探、煤礦采掘、船舶等電機電氣設備。
文檔編號H02P6/16GK201656886SQ201020181939
公開日2010年11月24日 申請日期2010年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月6日
發(fā)明者吳東華, 蒙海鷹, 趙建新 申請人:陜西航空電氣有限責任公司