一種雙極性勵磁三相開關磁阻電機霍爾位置檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種雙極性勵磁三相開關磁阻電機霍爾位置檢測裝置，該裝置針對采用三相全橋電路雙極性勵磁的三相開關磁阻電機，包括霍爾元件、磁環等元件。與傳統裝置不同，本發明中提出的裝置中霍爾檢測元件數量為3個，而磁環磁極對數只有轉子極數的一半。本專利以一臺定子12槽/轉子16齒電動自行車輪轂電機為例，傳統霍爾位置傳感器裝置磁環需要16對NS磁極，本專利提出的雙極性勵磁開關磁阻電機位置檢測裝置磁環只需要8對NS磁極。該檢測裝置能夠提高位置檢測的精度、誤差更小；對磁環的加工精度的要求降低，降低了工業加工的難度；位置檢測裝置的成本大幅降低。
【專利說明】—種雙極性勵磁三相開關磁阻電機霍爾位置檢測裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種雙極性勵磁三相開關磁阻電機的霍爾位置檢測裝置，屬于電機制造與控制的【技術領域】。
【背景技術】
[0002]開關磁阻電機具有結構簡單、堅固、等特點，系統控制靈活、調速性能好、運行效率高、溫升低等諸多優點。并且轉子上沒有永磁體，適用于惡劣環境中。對于電動自行車、電動汽車為代表的應用領域，由于道路變化以及道路車況復雜，驅動電機常處于惡劣的運行環境。開關磁阻電機無疑是一種很好的選擇。開關磁阻電機運行需要可靠的位置檢測裝置，霍爾檢測元件憑借其在抗震動、抗污染等良好特性及成本優勢成為電動自行車的首選檢測
>J-U ρ?α裝直。
[0003]電動自行車用開關磁阻輪轂電機為外轉子結構，為了降低轉矩脈動，外轉子的齒數一般較多。本發明以一臺三相定子12槽/轉子16齒結構的開關磁阻電機為例，闡述本發明裝置的原理及實現方法。對于轉子上有16個齒的開關磁阻電機，傳統的霍爾位置檢測裝置中跟隨轉子同步轉動的磁環由16對NS極組成。為了節省成本，磁環制作體形一般比較小，并且小磁環是由16對NS磁極組成。這樣對加工精度要求比較高，制作的誤差會被放大16倍；其次磁環有16對磁極，制作成本較高。
[0004]因此，本發明從解決這一問題出發，對雙極性勵磁開關磁阻電機的位置檢測裝置進行改進，磁環只需要有8對NS磁極，即磁極對數為轉子數的一半。與傳統位置檢測裝置相比，該檢測裝置能夠提高位`置檢測的精度、誤差更小；對磁環的加工精度的要求降低，降低了工業加工的難度；位置檢測裝置的成本大幅降低。
【發明內容】
[0005]技術問題:本發明所要解決的技術問題是提出一種雙極性勵磁三相開關磁阻電機霍爾位置檢測裝置。該裝置結構更加簡單，位置檢測的磁環磁極對數減少一半，能夠提高位置檢測的精度、誤差更小；對磁環的加工精度的要求降低，降低了工業加工的難度；位置檢測裝置的成本大幅降低。
[0006]技術方案:為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:
[0007]本發明的雙極性勵磁三相開關磁阻電機霍爾位置檢測裝置，包括磁環和霍爾檢測元件，適用于主電路為三相全橋拓撲雙極性勵磁的開關磁阻電機，所述的磁環固定在轉子上并與轉子同步旋轉，磁環上的NS磁極對數為電機轉子極數的一半，每個磁極N或磁極S跨過一個電周期，N、S極依次交替排列；霍爾檢測元件固定在開關磁阻電機的定子上，電角度β=720°，即2個電周期，3個霍爾元件在這兩個電周期內均勻分布，相鄰兩個霍爾元件之間的電角度為2/3個電周期。
[0008]該裝置還適用于雙極性勵磁的三相開關磁阻發電機。
[0009]有益效果:與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:[0010]1.該檢測裝置能夠提高位置檢測的精度、誤差更小。本發明的轉子位置檢測裝置中磁環所包含的磁極對數是電機轉子齒數的一半，即傳統裝置磁環中磁極對數的一半，這樣可以降低轉子位置的誤差，提高位置檢測的精度。
[0011]2.對磁環加工精度的要求降低，降低了工業加工的難度。本發明的位置檢測裝置中磁環包含的磁極對數減少一半，加工難度降低。
[0012]3.位置檢測裝置的成本大幅降低。本發明的位置檢測裝置磁環包含的磁極對數減少，制作更加容易，成本降低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明提出的用于12/16外轉子開關磁阻電機轉子位置檢測裝置的示意圖。
[0014]圖2是用于12/16外轉子開關磁阻電機傳統位置檢測裝置，
[0015]圖3是雙極性勵磁的功率拓撲結構，
[0016]圖4在不同轉子位置下三相繞組電感波形與電流波形。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖，對本發明的技術方案進行詳細的說明。
[0018]本發明的一種雙極性勵磁三相開關磁阻電機霍爾位置檢測裝置，包括磁環I和霍爾檢測元件2。適用于主電路為三相全橋拓撲雙極性勵磁的開關磁阻電機，所述的磁環I固定在轉子上并與轉子同步旋轉，NS磁極對數為電機轉子極數的一半，每個磁極N或S極跨過一個電周期，N、S極依次排列；霍爾檢測元件2固定在開關磁阻電機的定子上，電角度β=720°，即2個電周期，3個霍爾元件在這兩個點周期內均勻分布，相鄰兩個霍爾元件之間的電角度為2/3個電周期。
[0019]以12/16開關磁阻外轉子輪轂電機為例，圖1為本發明的位置檢測裝置，圖1所示位置檢測裝置中磁環2包含8對NS磁極在圓周上均勻分布，3個霍爾元件在I對NS磁極范圍內均勻分布，相鄰兩個霍爾元件之間的電角度為2/3個電周期，機械角度為15度。圖2所示傳統位置檢測裝置中磁環2包含16對NS磁極在圓周上均勻分布，3個霍爾元件在I對NS磁極范圍內均勻分布，相鄰兩個霍爾元件之間的電角度為1/3個電周期，機械角度為
7.5度。兩個位置檢測裝置都是用于12/16開關磁阻電機上的，本發明提出的裝置比傳統裝置更加簡單，磁環只需要包含8個磁極對，加工更容易，誤差更小。
[0020]圖3為雙極性勵磁的功率拓撲，采用三相全橋電路。位置檢測裝置的霍爾元件每轉過I對NS磁極，輸出六個狀態，在不同位置狀態下三相繞組的電感波形以及繞組電流波形如圖4。使用本發明中位置檢測裝置，能夠為開關磁阻電機運行提供可靠的位置信號。
[0021]以上所述僅為本發明的較佳實施方式，本發明的保護范圍并不以上述實施方式為限，但凡本領域普通技術人員根據本發明所揭示內容所作的等效修飾或變化，皆應納入權利要求書中記載的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種雙極性勵磁三相開關磁阻電機霍爾位置檢測裝置，包括磁環(I)和霍爾檢測元件(2)，其特征在于，適用于主電路為三相全橋拓撲雙極性勵磁的開關磁阻電機，所述的磁環(I)固定在轉子上并與轉子同步旋轉，磁環(I)上的NS磁極對數為電機轉子極數的一半，每個磁極N或磁極S跨過一個電周期，N、S極依次交替排列；霍爾檢測元件(2)固定在開關磁阻電機的定子上，電角度β=720°，即2個電周期，3個霍爾元件在這兩個電周期內均勻分布，相鄰兩個霍爾元件之間的電角度為2/3個電周期。
2.按照權利要求1所述的三相開關磁阻電機的霍爾位置檢測裝置，其特征在于，該裝置還適用于雙極性勵磁的三相開關磁阻發電機。
【文檔編號】H02K29/08GK103762813SQ201410014021
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月13日 優先權日:2014年1月13日
【發明者】花為, 趙桂書, 華浩, 程明 申請人:東南大學