專利名稱：開關磁阻電機用的高可靠性磁位置傳感器的制作方法
技術領域：
開關磁阻電機用的高可靠性磁位置傳感器，屬于傳感器技術領域。具體是將定子和轉子的相對位置進行編碼，并送給主控制器。
背景技術：
位置傳感器是開關磁阻電機工作必須的關鍵部件，其作用是將定子和轉子的相對位置進行編碼，并送給主控制器。目前的開關磁阻電機主要采用光電形式。其優點是結構簡單，價格便宜，缺點是該裝置是裝在電機上的，該部分必須采用密封結構，受客觀條件的限制，不可能實現完全密封，所以，該裝置對環境要求較高，在一些環境比較惡劣的場合下， 容易受到如灰塵，電機內部潤滑油，金屬粉末等的干擾，導致光線傳輸不良，進而造成編碼錯誤，嚴重影響電機的工作，甚至造成停機等問題，在一定程度上，該裝置決定了電機的使用壽命。
發明內容本實用新型要解決的技術問題是克服現有技術存在的問題，設計一種結構簡單， 安裝使用方便，密封要求大大降低的開關磁阻電機用的高可靠性磁位置傳感器。本實用新型要解決其技術問題所采用的技術方案是該開關磁阻電機用的高可靠性磁位置傳感器，包括固定環和轉動環，其特征在于固定環為一金屬圓環、金屬圓環上設置2個環狀通孔，環狀通孔上設置第一固定螺絲，線路板安裝在兩環狀通孔之間，磁敏感元件固定在線路板上，線路板上設置信號接口，線路板固定在塑料外殼內；轉動環為一固定塊，固定塊一側通過第二固定螺絲與齒盤固定為一體，齒盤上間隔均布齒盤凸起和齒盤凹槽，固定塊中間為軸孔，軸孔上開有鍵槽。塑料外殼為環狀結構，四角有四個固定孔，通過螺絲固定在金屬圓環上。磁敏元器件在圓周方向按固定的角度間隔放置，間隔角度和電機定子和轉子極數相適應。環狀通孔圓周方向的角度分別為90°。間隔角度的計算公式具體為Aj = N (360° /Pz_360° /Pd)在該公式中，Aj 間隔角度；N:—般為不為0的正整數，也可為分數(一般為1/2，1/3，1/4，1/5， 1/6,1,2,3,4,5,6) ；Pz 電機轉子極數；Pd 電機定子極數。例如電機為12/8極(即定子12極，轉子8極)，則間隔角度按上述公式計算為 Aj = N(360° /Pz-360° /Pd) = 1(360° /8-360° /12) = 15°齒盤和固定塊為一體結構。齒盤凸起和齒盤凹槽個數相等，且與電機轉子個數相等。齒盤凸起的寬度小于齒盤凹槽的寬度。磁敏元器件的個數和電機相數相等。如該電機為三相，則采用3個；電機為四相， 則采用4個；以此類推。[0015]與現有技術相比，本實用新型所具有的有益效果是1、由于采用磁敏元器件，不存在光線的導通問題，所以可以在惡劣的環境中穩定工作。2、由于采用磁敏元器件，對該部分的密封要求大大降低，甚至可以不用密封，省掉電機的密封結構。3、采用位置感應齒盤的凸起和凹槽不等寬結構，解決了磁敏元器件的磁滯問題， 提高了位置采集精度。4、大大延長了開關磁阻電機的使用壽命，可以達到和普通異步電機相同的使用壽命。
圖1是本實用新型的固定環結構示意圖；圖2是本實用新型的轉動環結構示意圖；圖3是圖2的側視示意圖；圖1-3是本實用新型的開關磁阻電機用的高可靠性磁位置傳感器的最佳實施例。 其中1、金屬圓環2、通孔3、第一固定螺絲4、線路板5、磁敏元器件6、信號接口 7、塑料外殼 8、固定塊9、齒盤10、鍵槽11、齒盤凸起12、齒盤凹槽13、第二固定螺絲14、軸孔。
具體實施方式
以下結合附圖1-3對本實用新型的開關磁阻電機用的高可靠性磁位置傳感器做進一步說明參照圖1-3本實用新型的開關磁阻電機用的高可靠性磁位置傳感器外形結構分2部分固定部分和轉動部分，兩部分均為環狀。如圖1所示固定部分主要由金屬圓環1、通孔2、第一固定螺絲3、線路板4、磁敏元器件5、信號接口 6和塑料外殼7組成，其中，金屬圓環1中間位置有2個環狀通孔，通孔圓周方向的角度(下述所有的角度都以電機軸的中心為中心點)分別為90°，金屬圓環1 可以在90°范圍內在圓周方向進行角度調整，調整完畢后，通過第一固定螺絲3鎖緊，將該金屬圓環1固定在電機尾部機殼上。磁敏元器件5固定在線路板4上，線路板4封裝在塑料外殼7內。塑料外殼7為環狀結構，四角有四個固定孔，通過四個螺絲固定在金屬圓環1 上，磁敏元器件5采用霍尼韋爾等進口品牌，型號為SR16系列，SR17系列。磁敏元器件5的在圓周方向按固定的角度間隔放置。間隔角度和電機定子和轉子極數有關。間隔角度的計算公式具體為Aj = N (360° /Pz_360° /Pd)在該公式中，Aj 間隔角度；N:—般為不為0的正整數，也可為分數(一般為1/2，1/3，1/4，1/5， 1/6,1,2,3,4,5,6) ；Pz 電機轉子極數；Pd 電機定子極數。例如電機為12/8極(即定子12極，轉子8極)，則間隔角度按上述公式計算為Aj = N(360° /Pz-360° /Pd) = 1(360° /8-360° /12) = 15°。磁敏元器件的個數和電機相數相等。如該電機為三相，則采用3個；電機為四相， 則采用4個；以此類推。參照圖2-3轉動部分主要由固定塊8、齒盤9、鍵槽10、齒盤凸起11、齒盤凹槽12、第二固定螺絲13和軸孔14組成。凡具備良好導磁性能的材料，均可作為該部分的材料使用。固定塊 8為環狀，齒盤9和固定塊8可以是一體結構，考慮安裝方便，也可分為兩部分，通過第二固定螺絲13固定在一起。該轉動部分是通過固定塊8固定在電機尾部轉子上的。隨電機轉子一起轉動。齒盤9的齒盤凸起11和齒盤凹槽12個數相等，且個數為電動機轉子個數。如該電機轉子為6極，則齒盤凸起11和齒盤凹槽12分別采用6個；如該電機轉子為8極，則齒盤凸起11和齒盤凹槽12分別采用8個；以此類推。對于普通光電位置傳感器的齒盤，齒盤的凸起部分、凹進部分寬度是相等的；但對于采用磁敏元器件的位置傳感器，齒盤凸起11和齒盤凹槽12寬度是不相等的，齒盤凸起11的寬度要比齒盤凹槽12小，具體尺寸差與磁敏元器件的磁滯特性有關。工作過程如下磁敏元器件5在工作過程中有2個狀態開狀態和關狀態。磁敏元器件5是通過線路板4、塑料外殼7、金屬圓環1固定在電機尾部的；而齒盤9是隨電機轉子一起轉動的。 在轉動過程中，齒盤9的齒盤凸起11和齒盤凹槽12輪流通過磁敏元器件5的磁感應區； 當齒盤凸起11通過時，將阻隔磁敏元器件5的發送和接收，此時，磁敏元器件5送出關狀態的信號；當齒盤凹槽12通過時，將不阻隔磁敏元器件5的發送和接收，此時，磁敏元器件5 送出開狀態的信號；因為磁敏元器件5固定在電機尾部，屬固定部分，且間隔角度和個數與定子具備一定關系，可代表定子位置，齒盤9固定在電機轉子上，且其寬度和個數與轉子有關，可代表轉子位置；所以，磁敏元器件5送出的開關信號即代表了電機定子和轉子的相對位置。該信號通過線路板4上的電路處理后，送到控制器供使用。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非是對本實用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本實用新型技術方案內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍。
權利要求1.開關磁阻電機用的高可靠性磁位置傳感器，包括固定環和轉動環，其特征在于固定環為一金屬圓環(1)，金屬圓環(1)上設置2個環狀通孔(2)，環狀通孔(2)上設置第一固定螺絲(3)，線路板(4)安裝在兩環狀通孔(2)之間，磁敏元器件(5)固定在線路板(4) 上，線路板(4)上設置信號接口(6)，線路板(4)固定在塑料外殼(7)內；轉動環為一固定塊(8)，固定塊(8) —側通過第二固定螺絲(13)與齒盤(9)固定為一體，齒盤(9)上間隔均布齒盤凸起(11)和齒盤凹槽(12)，固定塊(8)中間為軸孔(14)，軸孔(14)上開有鍵槽 (10)。
2.根據權利要求1所述的開關磁阻電機用的高可靠性磁位置傳感器，其特征在于塑料外殼(7)為環狀結構，四角有四個固定孔，通過螺絲固定在金屬圓環(1)上。
3.根據權利要求1所述的開關磁阻電機用的高可靠性磁位置傳感器，其特征在于磁敏元器件(5)在圓周方向按固定的角度間隔放置，間隔角度和電機定子和轉子極數相適應。
4.根據權利要求1所述的開關磁阻電機用的高可靠性磁位置傳感器，其特征在于環狀通孔(2)圓周方向的角度分別為90°。
5.根據權利要求1所述的開關磁阻電機用的高可靠性磁位置傳感器，其特征在于齒盤(9)和固定塊⑶為一體結構。
6.根據權利要求1所述的開關磁阻電機用的高可靠性磁位置傳感器，其特征在于齒盤凸起(11)和齒盤凹槽(12)個數相等，且與電機轉子個數相等。
7.根據權利要求6所述的開關磁阻電機用的高可靠性磁位置傳感器，其特征在于齒盤凸起(11)的寬度小于齒盤凹槽(12)的寬度。
8.根據權利要求6所述的開關磁阻電機用的高可靠性磁位置傳感器，其特征在于磁敏元器件(5)的個數和電機相數相等。
專利摘要開關磁阻電機用的高可靠性磁位置傳感器，屬于傳感器技術領域。其特征在于固定環為一金屬圓環(1)，金屬圓環(1)上設置2個環狀通孔(2)，環狀通孔(2)上設置第一固定螺絲(3)，線路板(4)安裝在兩環狀通孔(2)之間，磁敏元器件(5)固定在線路板(4)上，線路板(4)上設置信號接口(6)，線路板(4)固定在塑料外殼(7)內；轉動環為一固定塊(8)，固定塊(8)一側通過第二固定螺絲(13)與齒盤(9)固定為一體，齒盤(9)上間隔均布齒盤凸起(11)和齒盤凹槽(12)，固定塊(8)中間為軸孔(14)，軸孔(14)上開有鍵槽(10)。該傳感器結構簡單，安裝使用方便，密封要求大大降低，可以在惡劣的環境中穩定工作。
文檔編號H02K29/06GK202218142SQ201120313298
公開日2012年5月9日 申請日期2011年8月25日 優先權日2011年8月25日
發明者于威, 馮建軍, 王傳文, 石光峰 申請人:淄博安培電氣有限公司