[发明专利]位置感测系统

说明书

一种用于开关磁阻电机的位置感测系统，诸如集成启动器发电机、涡轮式发电机或电增压器的位置感测系统，其中，所述系统包括一对磁体、磁体载体及传感器元件，其中所述传感器元件安装于SR电机的转轴的端部，所述传感器元件安装在电路板上且处于由磁体形成的阱中，所述磁体被设置成使所述磁通量跟从类似于马蹄形磁体的路径，由此由所述磁体产生的磁通量沿着垂直于所述SR电机的轴的轴向的方向聚集在所述磁体载体的阱中。

技术领域

本发明涉及用于开关磁阻(SR)电机的位置感测系统。

背景技术

一些公知的SR电机，诸如Controlled Power Technologies')包括具有传感器和磁体的感测机构。固定传感器感测由磁体产生的磁场的变化，该磁体安装于SR电机的转轴的端部。

传感器具有由磁通量密度的上值(upper value)和下值(lower value)定义的工作范围或公差带。如果磁通量密度低于公差带的下值，则传感器无法检测它，并因此无法正确地起到作用。如果磁通量密度值大于公差带的上值，则传感器信号变为饱和。

图1是根据现有技术的感测系统的磁通量密度衰减相对于距离的图例。如该图中所示，磁通量密度随着传感器移动远离磁体而以非线性的方式减小。特定磁体的磁场强度结合传感器的工作范围显示出针对特定传感器/磁体组合的功能或操作范围带。

同时，相绕组连接能够被配置成沿电机(即，位置传感器轴)的中线无电磁场，实际上多种因素可以导致非零场。这些因素包括：因局部受热影响电阻率而导致在并联导体中的不均匀电流共享、绕组连接的长度不同及转子偏心。

公知的SR电机由具有不同的热膨胀系数和磁衰减属性的各种材料成分形成，诸如钢、塑料和铝。由于SR电机的典型操作温度可能在-40℃至200℃的范围中，传感器与磁体之间因成分的热膨胀可能出现显著程度的移动。这种膨胀导致由传感器感测的磁场强度改变，并且在极端温度下会导致磁通量密度落到传感器的工作范围之外。

此外，SR电机内的高电流频繁转换产生电磁干扰。在小角位置错误下激励(firing)相电流会导致非常高的电流尖峰及难以预料的情况。这在线圈随着转子处于未对准位置而无电感(或升高的电感)来限制电流水平的情况下被激励时尤为如此。

对于这种情况，当线圈在未对准位置被激励时，杂散场可能大得多，因为定子齿会将通量供应到很大空隙中，因此，场不会完全被包含在钢叠片之内。

具有相对高产的杂散场的巨大电流将会引起传感器错误加剧。既然传感器处于电极控制环中，可以预料到相对小的位置错误也可能导致最终失控。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于SR电机的位置感测系统，其中传感器的工作范围被最大化，并且其中上面讨论的问题至少被缓解。

因此，本发明提供了如权利要求1所述的位置感测系统。

本发明的磁体载体(magnet carrier)和磁体护罩(magnet shield)允许一对磁体以使磁通量沿垂直于轴的中轴线的方向聚集在由磁体和磁体载体形成的阱之内的方式被保持在磁体载体中。

优选地，所述位置感测系统还包括传感器护罩，所述传感器护罩围着所述传感器元件，并且保护所述传感器元件免受(例如)由SR电机转换引起的外部电干扰。

所述位置感测系统可以还包括外护罩，所述外护罩围着所述磁体、磁体载体、传感器元件以及电路板。

附图说明

现将参考附图仅通过举例描述本发明的实施例，在附图中：

图2a是根据本发明的磁体载体的横截面图；

图2b是根据本发明的磁体载体的平面图；