[实用新型]一种开关磁阻电动机用霍尔角位置传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及霍尔角位置传感器，尤其涉及一种开关磁阻电动机用霍尔角位置传感器。

背景技术

开关磁阻电机驱动系统是最近三十年随着电力电子器件和现代控制理论的发展而得到迅速发展的一种新型驱动系统。开关磁阻电机驱动系统的结构极其简单，同时又具有十分灵活的控制性能，应用潜力巨大。

开关磁阻电机的各相磁路的磁阻随转子的角位置而变。为使其正常工作，必须在转子转到适当位置时开通或者关断相应的相绕组的电流，以保证各相的电流与相应的转子位置同步，并且在转子转动过程中始终正确切换各相。因此转子的角位置检测是一个非常重要的环节。检测装置还应提供转速和转向信息，使控制器能根据测到的速度采用合适的控制方式进行速度调节，实现转速闭环控制。

传统的光电式传感器，由若干个光电传感元件和一个随电机主轴一起旋转的盘组成，具有接口电路简单成本低廉的优点，是开关磁阻电机驱动系统常用的位置检测器件。但是光电式传感器也有非常明显的缺点，比如不耐振动冲击、工作温度范围小、对防护等级要求较高。

传统的开关磁阻电机用霍尔角位置传感器，由传感器板和磁环组成，磁环由永磁性材料构成，磁环上均匀地分布着若干个N、S极。磁环中每个NS极角度为θ，θ＝360°/P，式中，P为磁环中NS极份数。

开关磁阻电机步距角为α_p，α_p＝360°/mZ_r，式中m为电机相数；Z_r为电机转子极数，开关磁阻电机用霍尔角位置传感器需要若干个霍尔元件，霍尔元件间的角度关系为α_p+M₁θ_r，θ_r为电机转子齿距角，θ_r＝360°/Z_r，M₁为自然数。霍尔位置传感器中，一般θ等于θ_r。如果是18/12极的电机，Z_r为12，那么P也为12，也就是磁环需要分成24份磁块，这样磁环的制造成本大大增加，精度也难以保证。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种开关磁阻电动机用霍尔角位置传感器。

本实用新型提供了一种开关磁阻电动机用霍尔角位置传感器，包括传感器板和磁环，传感器板上设置有霍尔元件N1、N2、N3和霍尔元件N1’、N’、N3’，霍尔元件N1、霍尔元件N2和霍尔元件N3之间的角度差为α_p+M₁×θ，霍尔元件N1’、霍尔元件N2’和霍尔元件N3’之间的角度差为α_p+M₁×θ，霍尔元件N1与霍尔元件N1’之间的角度差为θ/4+M₂×θ，霍尔元件N2与霍尔元件N2’之间的角度差为θ/4+M₂×θ，霍尔元件N3与霍尔元件N3’之间的角度差为θ/4+M₂×θ；α_p＝360°/mZ_r，m为开关磁阻电动机相数，Z_r为开关磁阻电动机转子极数，θ＝360°/P＝2×360°/Z_r，P为磁环NS极份数；M₁、M₂为自然数。

在一个示例中，开关磁阻电动机为18/12极或8/6极的开关磁阻电动机。

在一个示例中，M1＝1，M2＝0，P＝6，m＝3，Z_r＝12。

在一个示例中，传感器板上还设置有电阻R1-R6、电容C1-C6以及异或门N4A-N4C；

霍尔元件N1的第1管脚接电源电压，霍尔元件N1的第3管脚接地，霍尔元件N1的第2管脚接异或门N4A的一输入端，电源电压经电阻R1接霍尔元件N1的第2管脚，霍尔元件N1的第2管脚经电容C1接地；

霍尔元件N1’的第1管脚接电源电压，霍尔元件N1’的第3管脚接地，霍尔元件N1’的第2管脚接异或门N4A的另一输入端，电源电压经电阻R2接霍尔元件N1’的第2管脚，霍尔元件N1’的第2管脚经电容C2接地；

霍尔元件N2的第1管脚接电源电压，霍尔元件N2的第3管脚接地，霍尔元件N2的第2管脚接异或门N4B的一输入端，电源电压经电阻R3接霍尔元件N2的第2管脚，霍尔元件N2的第2管脚经电容C3接地；