一種交流無刷永磁同步電機轉子位置檢測裝置制造方法及圖紙

一種交流無刷永磁同步電機轉子位置檢測裝置，包括電機、與電機連接的電子控制中心、磁極檢測磁盤和磁極檢測電路板，所述磁極檢測磁盤與電機的輸出軸同步，并由電機轉子驅動，磁極檢測電路板與所述磁極檢測磁盤的旋轉平面平行，所述磁極檢測電路板上設置有霍爾傳感器，霍爾傳感器的電信號傳送到電子控制中心，霍爾傳感器的位置與磁極檢測磁盤的旋轉圓周相對應；本裝置將絕對值式編碼和增量式編碼結合起來使用，兼顧了在啟動時的轉子絕對位置的檢測和在轉子旋轉之后的高精度位置信號的需求，而且減少了元件的使用量，并顯著的降低了轉子位置傳感器的成本。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及ー種交流無刷永磁同步電機轉子位置檢測裝置，特別是應用于汽車轉向助力電機上的ー種位置檢測裝置。
技術介紹
隨著汽車助力轉向需求日益增加和社會對節能環保的要求越來越高，汽車助力轉向的發展趨勢是電機，因為用電機控制助力轉向不像液壓那樣，時刻都需要損耗能量來保持液壓泵內液壓油的壓力，從而減少能量的持續消耗。電機控制助力轉向可以在有助力需求的時候啟動電機，沒有助力需求的時候，不啟動電機，這樣無形中就節省了能源。電機作為助力轉向系統的動力源，種類有很多直流有刷，直流無刷永磁同步；交流無刷永磁同步電機；在這三類電機中，后兩種由于不需要電刷，所以免維護性能好，故障率低；在后兩種中，從扭矩平滑性角度來講，交流無刷永磁同步電機占據絕對的優勢。在使用交流無刷永磁同步電機時，需要轉子位置的判定比較精確。當前測量轉子位置的傳感器有光電式；旋轉變壓器式；霍爾式；其中光電式和旋轉變壓器式都可以做的精度很高，但是產品的價格會很貴，尤其在汽車助力轉向領域，需求量大，成本低的特點，利用前兩種傳感器幾乎是不允許的。目前國內利用霍爾傳感器測量轉子位置的話，只能做到最小60°的精度，這個精度對于控制直流無刷永磁同步電機來說，還是可以的，但是對于控制交流無刷永磁同步電機，那是遠遠不夠的。本技術是基于當前現狀，利用霍爾傳感器和測量磁盤的重新分區組合，來達到低成本，相對高精度的目的。
技術實現思路
本技術的目的是，針對現有在直流無刷永磁同步電機上所用的位置傳感器的特點，和應用到交流無刷永磁同步電機上精度不足的現狀，提供ー種新型的適用于交流無刷永磁同步電機轉子位置檢測裝置，以降低交流無刷永磁同步電機位置檢測的成本。本技術的目的是通過以下技術方案來實現的ー種交流無刷永磁同步電機轉子位置檢測裝置，包括電機、與電機連接的電子控制中心、磁極檢測磁盤和磁極檢測電路板,所述磁極檢測磁盤與電機的輸出軸同步,并由電機轉子驅動，磁極檢測電路板與所述磁極檢測磁盤的旋轉平面平行，所述磁極檢測電路板上設置有霍爾傳感器，霍爾傳感器的電信號傳送到電子控制中心，霍爾傳感器的位置與磁極檢測磁盤的旋轉圓周相對應；霍爾傳感器包括五個獨立的霍爾傳感單元(這五個獨立的霍爾單元不限于五個獨立的霍爾器件，因為有些霍爾器件是將多個霍爾単元集成到一起)；按照功能和譯碼原理將五個單元可以分為兩組第一組，是內圓部分，三個霍爾単元Ha、Hb、He，這三個単元反饋的是轉子位置絕對位置的信息，三個單元總共組合出六個狀態，每個狀態對應60°的分區；第二組，位于外圓環，兩個霍爾單元Q1、Q2，這兩個単元反饋的利用自身信號相位偏差90°來達到判斷旋轉反向，并且進行増量式譯碼的功能，將第一組的60°分區又進行了 8等分，這樣講精度擴展到7. 5°。本裝置將絕對值式編碼和增量式編碼結合起來使用，兼顧了在啟動時的轉子絕對位置的檢測，和在轉子旋轉之后的高精度位置信號的需求，而且減少了元件的使用量，并顯著的降低了轉子位置傳感器的成本。附圖說明下面根據附圖和實施例對本技術作進ー步詳細說明。圖1是交流無刷永磁同步電機轉子位置檢測裝置的電機控制子系統的結構圖；圖2是檢測磁盤磁極位置拓撲圖；圖3是電機位置傳感器信號圖。具體實施方式如圖1所示，交流無刷永磁同步電機轉子位置檢測裝置，包括電機3、與電機3連接的電子控制中心1、磁極檢測磁盤5和磁極檢測電路板6，所述磁極檢測磁盤5與電機3的輸出軸4同步，并由電機轉子驅動，磁極檢測電路板6與所述磁極檢測磁盤5的旋轉平面平行，所述磁極檢測電路板6上設置有霍爾傳感器，霍爾傳感器的電信號7傳送到電子控制中心，霍爾傳感器的位置與磁極檢測磁盤的旋轉圓周相對應。如圖2，將檢測磁盤的磁極分區劃分為兩大部分，一部分是內圓部分，包括兩個磁極(N、S)，在對應的磁極檢測電路板上分別放置三個霍爾傳感器(Ha、Hb、He)，這三個霍爾傳感器的夾角為120°電角度，外圓環為第二個磁極分區，在對應的磁極檢測電路板上放置兩個霍爾傳感器(Q1、Q2)，在360°電角度上總共有24個相互交替的磁極；本圖示只是此種技術的ー種實例，用以更加具體的闡述本技術的原理，但是并不局限于內環和外環的現有布局，如果顛倒布局也算是此技術的原理范疇；如圖1,電機控制子系統,安裝在電機轉子上的磁極檢測磁盤(Sensor Magnet),在高位分區的磁極就會發出高位磁場強度和方向的磁信號(HR),在低位的磁極就會發出低位的磁極信號(LR)，從而使放置在磁極檢測電路板子(Sensor Board)上的霍爾傳感器發出信號(他、1*、此、01、02)給控制器，控制器在知道當前的轉子位置的情況下，就可以根據驅動算法，輸出對應相位的正弦電流在驅動線(A、B、C)上，這樣，轉子就會帶動磁極檢測磁盤旋轉，而轉子一旋轉起來，那么霍爾傳感器就會給出新的位置信號，控制器又會根據新的位置信號給出新相位的驅動電流，這樣就達到了一個動態的閉環控制。根據圖2和圖3，可以看出，低位霍爾傳感器給出的位置信號是每60° —個狀態，如圖 3 :Hc、Hb、Ha 狀態0 60。101 ；60° 120。001 ;120° 180。011 ；180° 240° :010;240° 300° :110;300° 360° :100 ;(當然此只是舉ー實例，但本技術不局限于只是此種譯碼結果)；這六個狀態碼是互相有區別的，所以控制器就可以根據這些狀態碼，確切知道當前電機轉子位置確切在哪個60°分區，這就是絕對值位置的反饋檢測；再看高位信號的狀態(Ql、Q2)，這兩路信號的邏輯邊沿不是重合的，而是在相位上有90°的相位差，這樣控制器就可以根據這90°的相位差，判斷出哪路信號在前哪路信號在后，從而就可以得出電機轉子當前的旋轉方向；而且從在每個60°分區的狀態來看，都有重復的八個狀態，正是因為這些狀態是重復的，所以無法從轉子靜態的時候得到準確的絕對位置；只能是在轉子旋轉起來之后，根據低位Hc、Hb、Ha信號得出絕對位置，再根據高位Q1、Q2信號的邊沿，累加結果得到新的絕對位置，從原理上講，QU Q2是靠邊沿變化，來計數，從而得到新位置的，這個新位置是ー個相對位置。得出結論，QU Q2的工作方式是增量式的，從而將轉子位置角度精確到60° /8=7.5°。本
中的相關技術人員應當熟悉到，以上所述實施例僅是用來說明本技術的目的，而并非用作對本技術的限定，只要在本技術的實質范圍內，對上述實施例所做的變化、變型都將落在本技術的權利要求范圍內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種交流無刷永磁同步電機轉子位置檢測裝置，包括電機、與電機連接的電子控制中心、磁極檢測磁盤和磁極檢測電路板，其特征在于，所述磁極檢測磁盤與電機的輸出軸同步，并由電機轉子驅動，磁極檢測電路板與所述磁極檢測磁盤的旋轉平面平行，所述磁極檢測電路板上設置有霍爾傳感器，霍爾傳感器的電信號傳送到電子控制中心，霍爾傳感器的位置與磁極檢測磁盤的旋轉圓周相對應。

【技術特征摘要】
1.一種交流無刷永磁同步電機轉子位置檢測裝置，包括電機、與電機連接的電子控制中心、磁極檢測磁盤和磁極檢測電路板,其特征在于,所述磁極檢測磁盤與電機的輸出軸同步，并由電機轉子驅動，磁極檢測電路板與所述磁極檢測磁盤的旋轉平面平行，所述磁極檢測電路板上設置有霍爾傳感器，霍爾傳感器的電信號傳送到電子控制中心，霍爾傳感器的位置與磁極檢測磁盤的旋轉圓周相對應。...

【專利技術屬性】
技術研發人員：曾慶臣，
申請(專利權)人：北京友信宏科電子科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：