一種雙極性勵(lì)磁三相開關(guān)磁阻電機(jī)霍爾位置檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙極性勵(lì)磁三相開關(guān)磁阻電機(jī)霍爾位置檢測(cè)裝置，該裝置針對(duì)采用三相全橋電路雙極性勵(lì)磁的三相開關(guān)磁阻電機(jī)，包括霍爾元件、磁環(huán)等元件。與傳統(tǒng)裝置不同，本發(fā)明中提出的裝置中霍爾檢測(cè)元件數(shù)量為3個(gè)，而磁環(huán)磁極對(duì)數(shù)只有轉(zhuǎn)子極數(shù)的一半。本專利以一臺(tái)定子12槽/轉(zhuǎn)子16齒電動(dòng)自行車輪轂電機(jī)為例，傳統(tǒng)霍爾位置傳感器裝置磁環(huán)需要16對(duì)NS磁極，本專利提出的雙極性勵(lì)磁開關(guān)磁阻電機(jī)位置檢測(cè)裝置磁環(huán)只需要8對(duì)NS磁極。該檢測(cè)裝置能夠提高位置檢測(cè)的精度、誤差更小；對(duì)磁環(huán)的加工精度的要求降低，降低了工業(yè)加工的難度；位置檢測(cè)裝置的成本大幅降低。
【專利說(shuō)明】—種雙極性勵(lì)磁三相開關(guān)磁阻電機(jī)霍爾位置檢測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雙極性勵(lì)磁三相開關(guān)磁阻電機(jī)的霍爾位置檢測(cè)裝置，屬于電機(jī)制造與控制的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)磁阻電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固、等特點(diǎn)，系統(tǒng)控制靈活、調(diào)速性能好、運(yùn)行效率高、溫升低等諸多優(yōu)點(diǎn)。并且轉(zhuǎn)子上沒(méi)有永磁體，適用于惡劣環(huán)境中。對(duì)于電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車為代表的應(yīng)用領(lǐng)域，由于道路變化以及道路車況復(fù)雜，驅(qū)動(dòng)電機(jī)常處于惡劣的運(yùn)行環(huán)境。開關(guān)磁阻電機(jī)無(wú)疑是一種很好的選擇。開關(guān)磁阻電機(jī)運(yùn)行需要可靠的位置檢測(cè)裝置，霍爾檢測(cè)元件憑借其在抗震動(dòng)、抗污染等良好特性及成本優(yōu)勢(shì)成為電動(dòng)自行車的首選檢測(cè)
>J-U ρ?α裝直。
[0003]電動(dòng)自行車用開關(guān)磁阻輪轂電機(jī)為外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，為了降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，外轉(zhuǎn)子的齒數(shù)一般較多。本發(fā)明以一臺(tái)三相定子12槽/轉(zhuǎn)子16齒結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻電機(jī)為例，闡述本發(fā)明裝置的原理及實(shí)現(xiàn)方法。對(duì)于轉(zhuǎn)子上有16個(gè)齒的開關(guān)磁阻電機(jī)，傳統(tǒng)的霍爾位置檢測(cè)裝置中跟隨轉(zhuǎn)子同步轉(zhuǎn)動(dòng)的磁環(huán)由16對(duì)NS極組成。為了節(jié)省成本，磁環(huán)制作體形一般比較小，并且小磁環(huán)是由16對(duì)NS磁極組成。這樣對(duì)加工精度要求比較高，制作的誤差會(huì)被放大16倍；其次磁環(huán)有16對(duì)磁極，制作成本較高。
[0004]因此，本發(fā)明從解決這一問(wèn)題出發(fā)，對(duì)雙極性勵(lì)磁開關(guān)磁阻電機(jī)的位置檢測(cè)裝置進(jìn)行改進(jìn)，磁環(huán)只需要有8對(duì)NS磁極，即磁極對(duì)數(shù)為轉(zhuǎn)子數(shù)的一半。與傳統(tǒng)位置檢測(cè)裝置相比，該檢測(cè)裝置能夠提高位`置檢測(cè)的精度、誤差更??；對(duì)磁環(huán)的加工精度的要求降低，降低了工業(yè)加工的難度；位置檢測(cè)裝置的成本大幅降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問(wèn)題:本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種雙極性勵(lì)磁三相開關(guān)磁阻電機(jī)霍爾位置檢測(cè)裝置。該裝置結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，位置檢測(cè)的磁環(huán)磁極對(duì)數(shù)減少一半，能夠提高位置檢測(cè)的精度、誤差更??；對(duì)磁環(huán)的加工精度的要求降低，降低了工業(yè)加工的難度；位置檢測(cè)裝置的成本大幅降低。
[0006]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0007]本發(fā)明的雙極性勵(lì)磁三相開關(guān)磁阻電機(jī)霍爾位置檢測(cè)裝置，包括磁環(huán)和霍爾檢測(cè)元件，適用于主電路為三相全橋拓?fù)潆p極性勵(lì)磁的開關(guān)磁阻電機(jī)，所述的磁環(huán)固定在轉(zhuǎn)子上并與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，磁環(huán)上的NS磁極對(duì)數(shù)為電機(jī)轉(zhuǎn)子極數(shù)的一半，每個(gè)磁極N或磁極S跨過(guò)一個(gè)電周期，N、S極依次交替排列；霍爾檢測(cè)元件固定在開關(guān)磁阻電機(jī)的定子上，電角度β=720°，即2個(gè)電周期，3個(gè)霍爾元件在這兩個(gè)電周期內(nèi)均勻分布，相鄰兩個(gè)霍爾元件之間的電角度為2/3個(gè)電周期。
[0008]該裝置還適用于雙極性勵(lì)磁的三相開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)。
[0009]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:[0010]1.該檢測(cè)裝置能夠提高位置檢測(cè)的精度、誤差更小。本發(fā)明的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)裝置中磁環(huán)所包含的磁極對(duì)數(shù)是電機(jī)轉(zhuǎn)子齒數(shù)的一半，即傳統(tǒng)裝置磁環(huán)中磁極對(duì)數(shù)的一半，這樣可以降低轉(zhuǎn)子位置的誤差，提高位置檢測(cè)的精度。
[0011]2.對(duì)磁環(huán)加工精度的要求降低，降低了工業(yè)加工的難度。本發(fā)明的位置檢測(cè)裝置中磁環(huán)包含的磁極對(duì)數(shù)減少一半，加工難度降低。
[0012]3.位置檢測(cè)裝置的成本大幅降低。本發(fā)明的位置檢測(cè)裝置磁環(huán)包含的磁極對(duì)數(shù)減少，制作更加容易，成本降低。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明提出的用于12/16外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)裝置的示意圖。
[0014]圖2是用于12/16外轉(zhuǎn)子開關(guān)磁阻電機(jī)傳統(tǒng)位置檢測(cè)裝置，
[0015]圖3是雙極性勵(lì)磁的功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，
[0016]圖4在不同轉(zhuǎn)子位置下三相繞組電感波形與電流波形。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0018]本發(fā)明的一種雙極性勵(lì)磁三相開關(guān)磁阻電機(jī)霍爾位置檢測(cè)裝置，包括磁環(huán)I和霍爾檢測(cè)元件2。適用于主電路為三相全橋拓?fù)潆p極性勵(lì)磁的開關(guān)磁阻電機(jī)，所述的磁環(huán)I固定在轉(zhuǎn)子上并與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，NS磁極對(duì)數(shù)為電機(jī)轉(zhuǎn)子極數(shù)的一半，每個(gè)磁極N或S極跨過(guò)一個(gè)電周期，N、S極依次排列；霍爾檢測(cè)元件2固定在開關(guān)磁阻電機(jī)的定子上，電角度β=720°，即2個(gè)電周期，3個(gè)霍爾元件在這兩個(gè)點(diǎn)周期內(nèi)均勻分布，相鄰兩個(gè)霍爾元件之間的電角度為2/3個(gè)電周期。
[0019]以12/16開關(guān)磁阻外轉(zhuǎn)子輪轂電機(jī)為例，圖1為本發(fā)明的位置檢測(cè)裝置，圖1所示位置檢測(cè)裝置中磁環(huán)2包含8對(duì)NS磁極在圓周上均勻分布，3個(gè)霍爾元件在I對(duì)NS磁極范圍內(nèi)均勻分布，相鄰兩個(gè)霍爾元件之間的電角度為2/3個(gè)電周期，機(jī)械角度為15度。圖2所示傳統(tǒng)位置檢測(cè)裝置中磁環(huán)2包含16對(duì)NS磁極在圓周上均勻分布，3個(gè)霍爾元件在I對(duì)NS磁極范圍內(nèi)均勻分布，相鄰兩個(gè)霍爾元件之間的電角度為1/3個(gè)電周期，機(jī)械角度為
7.5度。兩個(gè)位置檢測(cè)裝置都是用于12/16開關(guān)磁阻電機(jī)上的，本發(fā)明提出的裝置比傳統(tǒng)裝置更加簡(jiǎn)單，磁環(huán)只需要包含8個(gè)磁極對(duì)，加工更容易，誤差更小。
[0020]圖3為雙極性勵(lì)磁的功率拓?fù)?，采用三相全橋電路。位置檢測(cè)裝置的霍爾元件每轉(zhuǎn)過(guò)I對(duì)NS磁極，輸出六個(gè)狀態(tài)，在不同位置狀態(tài)下三相繞組的電感波形以及繞組電流波形如圖4。使用本發(fā)明中位置檢測(cè)裝置，能夠?yàn)殚_關(guān)磁阻電機(jī)運(yùn)行提供可靠的位置信號(hào)。
[0021]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不以上述實(shí)施方式為限，但凡本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所揭示內(nèi)容所作的等效修飾或變化，皆應(yīng)納入權(quán)利要求書中記載的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種雙極性勵(lì)磁三相開關(guān)磁阻電機(jī)霍爾位置檢測(cè)裝置，包括磁環(huán)(I)和霍爾檢測(cè)元件(2)，其特征在于，適用于主電路為三相全橋拓?fù)潆p極性勵(lì)磁的開關(guān)磁阻電機(jī)，所述的磁環(huán)(I)固定在轉(zhuǎn)子上并與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，磁環(huán)(I)上的NS磁極對(duì)數(shù)為電機(jī)轉(zhuǎn)子極數(shù)的一半，每個(gè)磁極N或磁極S跨過(guò)一個(gè)電周期，N、S極依次交替排列；霍爾檢測(cè)元件(2)固定在開關(guān)磁阻電機(jī)的定子上，電角度β=720°，即2個(gè)電周期，3個(gè)霍爾元件在這兩個(gè)電周期內(nèi)均勻分布，相鄰兩個(gè)霍爾元件之間的電角度為2/3個(gè)電周期。
2.按照權(quán)利要求1所述的三相開關(guān)磁阻電機(jī)的霍爾位置檢測(cè)裝置，其特征在于，該裝置還適用于雙極性勵(lì)磁的三相開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)。
【文檔編號(hào)】H02K29/08GK103762813SQ201410014021
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】花為, 趙桂書, 華浩, 程明 申請(qǐng)人:東南大學(xué)