[实用新型]用于雕塑制作的电机控制装置

说明书

本实用新型公开了一种用于雕塑制作的电机控制装置，装置包括霍尔控制器、信号转换模块和位置传感器，所述信号转换模块为由电流调节电路、电压调节电路和逻辑电路组成的信号调理电路；位置传感器包括光电管及与之配套的齿轮状的编码盘，编码盘的齿数等于永磁的极对数；光电管通过识别编码盘转动产生光电反馈信号，该光电反馈信号通过信号转换模块转换为霍尔反馈信号，霍尔控制器根据霍尔反馈信号获取转子位置信息，进而控制电机运转。本实用新型的优点为：与使用霍尔传感器相比，避免了磁场反馈误差，使电机运转更平稳；可独立成为电机外挂附件，调试方便；在大功率、大扭矩的永磁电机中位置判断更为准确；采取防尘隔热设计，避免电机失控。

技术领域

本实用新型涉及雕塑制作设备，尤其涉及一种基于光电信号的雕塑制作用电机控制装置。

背景技术

近年来，旅游景点、城市等对大型石雕的需求越来越大，如此同时，也对雕塑的制作工艺、效率等提出了更高的要求。传统的大型石雕制作，一般由人工完成，包括画线、打格子、取料、雕刻等步骤，耗时长、精度低，对制作工人的个人技术和速度要求高，而且需要人员相对固定。当前，制作工人特别是手艺精的工人的待遇要求越来越高，加上制作时间又长，传统的大型石雕制作需要耗费大量的人力成本，造成总体收益降低，大大削弱企业的核心竞争力。因此，快速发展的新社会新时代急需一种快速高效的基于电机控制的大型石雕制作方法，在降低成本的同时提高精度和效率，使企业在激烈的竞争中脱颖而出；位置传感器是无刷直流电动机系统的组成部分之一，也是区别于有刷直流电动机的主要标志，其作用是检测主转子在运动过程中的位置，将转子磁钢磁极的位置信号转换为电信号，为逻辑开关电路提供正确的换向信息，以控制它们的导通与截止，使电动机电枢绕组中的电流随转子位置的变化按次序换向，形成气隙中步进式的旋转磁场，驱动永磁转子连续不断地旋转。目前，磁敏式霍尔位置传感器以其结构简单、体积小、安装灵活方便的优势，广泛应用于三相永磁无刷直流电机电动机转子的位置检测中，但霍尔位置传感器又存在以下缺点：1、功耗大、灵敏度低，导致电机运转欠平稳；2、测量精度不够高、温度漂移较大；3、受工作磁场强度、供电电压影响大。针对上述问题，通常还会采用以下位置检测方法，一为使用多个永磁体，使用少量的霍尔传感器，霍尔传感器和永磁体不是一一对应的，永磁体的数量远大于霍尔传感器的数量，但该方法增加了电机的成本，不利于推广；二为使用调频控制，但该方法在大扭矩情形下存在较大的局限。因此，亟待采取一种新的解决方法，使得降低成本的同时提高检测精度和效率。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的第一目的是提供一种基于光电位置传感器和霍尔控制器的电机控制装置，本实用新型的第二目的是提供一种利用光电位置传感器获取转子位置信号，霍尔控制器通过该位置信号控制电机转动的电机控制方法。

技术方案：本实用新型所述的一种基于光电信号的电机控制装置，包括霍尔控制器、信号转换模块和位置传感器，该信号转换模块为由电流调节电路、电压调节电路和逻辑电路组成的信号调理电路；所述位置传感器包括光电管及与之配套的齿轮状的编码盘；其中，编码盘随转子同步转动，其齿数等于永磁的极对数，光电管垂直于编码盘设置，并在以编码盘旋转轴线延长线某固定点位置为圆心的圆周上上均匀布置；所述光电管优选为三个，编码盘的齿面和空缺面的面积相等。

所述霍尔控制器、信号转换模块和位置传感器内置于电机时，光电管设于定子印刷线路板上，编码盘设于位置传感器槽内，与转子同轴旋转，其信号处理电路与信号转换模块相连，信号转换模块外接霍尔控制器。所述位置传感器、信号转换模块和霍尔控制器也可以外置于电机，采用电机外挂附件的形式，避免了电机的电磁设计定子磁芯需开槽让位，而且磁路设计无须再考虑霍尔读数的问题而更加自由；当该光电霍尔组件外挂与电机时，由于在粉尘及其它污染环境下经常会造成光电管因遮蔽堵塞而失效，从而导致位置信号采集错误，影响电机的运行。故对装置采用防尘隔热封装处理。

为保证正常的通讯，所述光电管的反馈电平为5-24V。如果光电管反馈电平低，则需要调理电路进行信号升压，以正常使用。