[实用新型]无刷电机控制用图案式光电传感器

说明书

本实用新型涉及一种图案式光电传感器，特别是一种用于电动自行车直流无刷电机上的图案式光电传感器。

中国专利号85201783、名称为“用于电动自行车的一体化无刷电机”的实用新型专利中，其控制电机产生旋转动作的传感器由相对设置的光源、光敏元件和遮隔在它们之间的开有槽口的挡光盘组成。挡光盘固定在电机转子端盖内侧，随同转子高速旋转，挡光盘的槽口数与电机极数相对应，此种结构在实际应用中存在以下不足：（1）由于挡光盘材质很薄，开槽数较多，制作工艺复杂，在转子上固定也比较困难。（2）挡光盘在工作时必须镶嵌在光路狭缝中，准确定位并高速旋转，当由于振动等原因造成挡光盘槽口或光电座偏移时，会立即损坏传感器，因此对该型式的传感器按装的同心度和牢固度要求较高。（3）尤其是挡光盘只有通、断两种简单动作，难以进一步改善电机的控制性能。

本实用新型的目的是克服现有技术中所存在的上述不足，而提供一种结构简单、按装方便、控制性能强的图案式光电传感器。

本实用新型所提出的目的是由以下技术方案来实现的。

本实用新型中的发光器件和光电接受器件设置在电机定子的同一侧，对准粘贴在电机转子端面内侧的印有黑白图案的反光环，形成图案式光电传感器。光电传感器也可以是多个通道，反光环可以印制成各种复杂的图案，其中必须具备的主环的图案应对应于电机磁极的位置控制电机的换相，辅助环的图案可以在换相动作上附加各种修正控制，从而实现有利于提高电机效率的控制动作，即：电机的控制动作可以由事先印有图案的反光环来调整。光路也可由光导纤维或准直、聚焦结构进行延伸和优化。

附图说明如下：

图1为本实用新型在电机中的轴向剖视图。

图2为本实用新型放大的轴向剖视图。

图3为本实用新型放大的径向剖视图。

图4为本实用新型的控制线路的原理图。

下面本实用新型将结合附图对实施例作进一步描述。

参照图1，整个电机由支架外壳1、U型矽钢片铁芯2、线圈组3、磁极4、骨架5、控制线路盒6、空心轴7、轴承8、散热板9、功率管10和光电传感器Ⅰ组成。电机转子Ⅱ通过由磁极4和支架外壳1构成，电机定子Ⅲ主要由U型矽钢片铁芯2、线圈组3及骨架5构成。转子Ⅱ通过轴承8与空心轴7相连。电机的控制线路盒6和驱动功率管10、散热板9分别按装在骨架5的两侧。

参照图2、图3，光电传感器Ⅰ由光电组件Ⅰ′和反光环Ⅰ″组成，而光电组件Ⅰ′又由发光器件11、光电接受器件12、13和光电座14组成，固定在定子Ⅲ的一侧；反光环Ⅰ″粘贴在转子Ⅱ的内侧面上，设定主环图案15为间隔排列的对应于电机磁极4的位置的图案环作用于光电接受器件12控制电机的换相动作，设定辅助环图案16为对应于电机磁极4的空隙4′的位置的图案环作用于光电接受器件13截止电机电流以免产生换相空耗。图案15、16共同合成电机的控制动作。光电传感器Ⅰ也可以是单个通道和多个通道。

参照图4，发光器件11所发的光经反光环I″反射由光电接受器件12、13放大后，与来自取样线圈20和模拟控制电路21的信号经集成电路22、23分别控制功率管26、27和驱动线圈28、29。来自三极管13的信号经集成电路23和24，确保功率管26、27的工作相位差为180°。

图中参数列举如下：线圈20－φ0.51，20匝；线圈28、29－φ1.35，44匝；发光器件11－5GL；光电接受器件12、13－3DU5；电阻17、18、19－200Ω；集成电路21－LM339；集成电路22、23、25－CC4081B；集成电路24－CC4049B；功率管26、27－3DD21B。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：工艺简单，按装调试方便，控制功能强，尤其是多通道应用时能细致地调整电机电路特性，提高电机效率和抗干扰能力，具有较好的经济效益。