[发明专利]一种不受电枢反应影响的线性霍尔传感器的安装方法

说明书

本发明公开针对双层分数槽集中绕组永磁同步电机(DLFSCW‑PMSM)，提出了一种有效避免电枢反应影响的内嵌式线性霍尔传感器的安装方法，属于电机转子角度检测技术领域。本发明的技术方案首先将DLFSCW‑PMSM的定子槽分为同相槽和反相槽两类，然后将线性霍尔元件安装在同相槽槽口内且位于槽口中心，检测径向磁密，输出电压信号，用于计算电机转子角度。本发明提出的内嵌式线性霍尔的安装方法能够有效避免电枢反应对线性霍尔输出信号的影响，从而显著提高基于内嵌线性霍尔的角度检测系统的转子位置解算精度。

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体是一种不受电枢反应影响的线性霍尔传感器的安装方法。

背景技术

内嵌式线性霍尔传感器位置检测系统因成本低、节省安装空间、结构简单、精度高等优势而具有较高的研究价值和应用前景。其利用安装在电机内部的一组线性霍尔元件去检测电机永磁磁场的变化，来解算转子位置和速度信息。根据线性霍尔的安装位置的不同，可将现有的内置线性霍尔传感器位置检测系统分为三种：置于定子端部以检测轴向漏磁场；置于定子齿上以检测径向磁场；置于定子槽口内以检测径向磁场。

中国专利号CN108063523A公开的一种云台电机及其转子位置角检测方法中，采用一对线性霍尔传感器正交放置于永磁体轴向正上方以检测轴向漏磁场；但是，由于轴向漏磁场数量级较小，一定程度上限制了角度解算的精度，此外，该检测方法需要额外的轴向空间来放置霍尔元件。中国专利号CN05811828B公开了一种基于线性霍尔传感器的飞轮转速控制方法，在飞轮直流无刷电机的定子上安装空间上120度对称的三相线性霍尔传感器，以获得与飞轮气隙磁密成比例的三相模拟正弦电压信号。然而，该方案将对定子齿部开槽用来安装线性霍尔，这对电机的原有结构造成了破坏，对电机性能产生不良的影响。中国专利公开号CN111740672A公开了一种基于线性霍尔传感器的永磁同步电机角度检测方法和系统，将三个线性霍尔元件安装在定子的三个槽口内，根据霍尔元件的电压信号输出来实现电机转子的角度检测。

由于霍尔元件内嵌，电枢反应会对霍尔元件的输出信号造成影响，负载时霍尔输出信号与空载时霍尔输出的信号相比，幅值和相位均发生了偏差，而上述发明的内容均未考虑电机负载运行时电枢反应的影响，从而降低了内嵌式线性霍尔传感器角度检测系统的位置解算精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不受电枢反应影响的线性霍尔传感器的安装方法，有效的解决了上述技术问题，能有效避免电枢反应对霍尔输出信号的影响，提高内嵌式霍尔传感器系统的解码精度。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种不受电枢反应影响的线性霍尔传感器的安装方法，包括以下步骤：

S1、按照定子槽内两层绕组所属相的异同对双层分数槽集中绕组永磁同步电机(DLFSCW-PMSM)的定子槽进行分类：槽内两层绕组属于同一相的定义为同相槽；槽内两层绕组不属于同一相的定义为异相槽；

S2、对于拥有同相槽的DLFSCW-PMSM，将线性霍尔元件安装在同相槽口的中心，霍尔元件的磁敏感面与转子表面相对，在所述的安装位置，电枢反应趋近于0，霍尔元件检测到的仅为包含转子位置信息的永磁磁场，有效规避电枢反应对霍尔输出信号的干扰，进而提高了内嵌式线性霍尔角度检测系统的计算精度。

进一步地，极、槽数目满足2p＝Q_s±1的DLFSCW-PMSM，拥有Q_s-3个电枢反应趋近于零的同相槽；其中，p为电机极对数，Q_s为电机定子槽数。

进一步地，极、槽数目满足2p＝Q_s±2的DLFSCW-PMSM，拥有Q_s-6个电枢反应趋近于零的同相槽；其中，p为电机极对数，Q_s为电机定子槽数。

进一步地，所述拥有同相槽的DLFSCW-PMSM，电机为外转子内定子电机或内转子外定子电机中的一种。