[实用新型]光栅编码器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光栅编码器，特别涉及一种在开关磁阻电机中用于检测转子位置的光栅编码器。 

背景技术

电机的性能是影响电动汽车性能的重要因素，目前，电动汽车中常采用的电机主要有永磁直流电机、交流异步电机和开关磁阻电机3大类型。开关磁阻电机是一种新型电机，为定子转子双凸极结构，电机转子上没有线圈，也不需要用永磁材料，只需在定子上加集中绕组。其可以设计成不同的绕组相数和不同的定转子级数，如三相6/4极、三相12/8极、四相8/6极等。它的结构比任何一种电机结构都要简单，成本较其它电机低廉，其可靠性高、效率高、调速范围宽、控制灵活且可以保证在很广的范围内保持高效率，更加适合电动汽车的要求。 

光栅编码器是开关磁阻电机中不可或缺的部分，需要利用光栅编码器来检测开关磁阻电机的转子相对于定子的位置信号和转速信号，通过位置信号可以为驱动电路和控制电路提供准确的开通、关断信号，合理的控制电机旋转，转速信号可以实时的检测电机的转速，保证电机可以安全的、稳定的运行。因此，光栅编码器的检测信号的准确性、精度及其稳定性，都对开关磁阻电机的运转起着至关重要的作用。 

现有技术的光栅编码器基本工作原理都是一样的，即利用光电对管检测码盘圆周上刻划的明暗相同的条纹，当码盘转动时，光电对管间的光路被暗条纹周期性地切断。在光电三极管的信号输出端产生高低电平的变化，输出脉冲，从而达到检测转速与位置的目的。 

现有技术的12/8极开关磁阻电机的光栅编码器的光栅码盘包括8组由内而外三圈沿圆周方向均匀分布的圆弧状码道100，用于对应8个转子凸极，每圈码道对应三相绕组，如图1所示。其中两两码道之间有位置重合部分，用于在A、B、C三相绕组换相时不产生死区。并且其相位盘包括1个发光光道。当电机转子转动时，发光装置透过光栅码盘和相位盘产生高低电平的位置信号，通过接收装置可以检测到转子所处的位置。 

但是由于这种结构的光栅码盘的圆弧状码道之间的位置在径向上有重叠部分，当12/8极开关磁阻电机A、B、C三相轮流导通时，其重合部分的位置信号会产生噪声；并且这种结构的光栅编码器的发光装置体积大、底座厚重，从而增大了整个光栅编码器的体积。 

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种适用于开关磁阻电机的光栅编码器。 

为达到上述目的，本实用新型提供了一种用于检测电机的转速和/或位置的光栅编码器，包括： 

光栅码盘，与所述电机的转子连接，其内码道上设置一圈等角度分布的明码道和暗码道，与所述电机转子凸极对应； 

相位盘，与所述电机的定子连接，其内码道分布多个透射光栅块，分别放置对应于所述电机定子的光电检测元件； 

发光电路和接收电路；通过所述电机旋转带动所述光栅码盘旋转，当发光电路透过相位盘及光栅码盘时，接收电路用于接收到所述发光电路的光信号。 

其中， 

所述底座进一步包括第一凸台，与开关磁阻电机的外壳相连，第二凸台用于放置发光电路及接收电路；第三凸台，用于粘贴光栅编码器中的相位盘； 

其中， 

所述电机为三相12/8极开关磁阻电机； 

所述光栅码盘包括8个明码道和8个暗码道，每个码道为22.5°； 

所述相位盘包括三个相差15°的透射光栅块，其上分别对应放置3个光电检测元件。 

其中， 

所述电机为三相6/4极开关磁阻电机； 

所述光栅码盘包括4个明码道和4个暗码道，每个码道为45°； 

所述相位盘包括相隔30°的投射光栅块，其上分别对应放置4个光电检测元件。 

其中， 

使所述开关磁阻电机A、B、C三相轮流导通，A→AB→B→BC→C→CA，所述接收电路接收到的三个位置信号分别代表A、B、C三相 开通信号：011、001、101、100、110、010，其中0为开通信号，1为关断信号。 

其中， 

所述发光电路包括对应位置信号的发光二极管和对应速度信号的发光二极管； 

所述对应位置信号的发光二极管与所述对应速度信号的发光二极管之间采用并联方式连接。 

其中， 

所述接收电路包括对应所述发光电路的光电二极管，用于接收所述发光二极管的光信号； 

滞回比较器单元，用于滤除干扰噪声； 

放大电路单元，用于放大光电二极管的输出信号。 

其中，