[实用新型]低速电机的信号采集与控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电机的信号采集与控制装置，尤其是低速电机的信号采集与控制装置。

背景技术

目前，在通常的情况下，低速电机的信号采集与控制是靠在电机的输出轴上安装光电脉冲发生器、光电编码器等作为输出信号源，或者是利用电机的磁对极数和与之对应的霍尔元件来作为驱动和输出信号源。采用光电脉冲发生器、光电编码器等作为输出信号源时，由于光电脉冲发生器、光电编码器等的价格较高，同时还存在安装复杂、安装要求高、体积大、对使用环境要求高等不足，尤其是灰尘、水和油污等对光电脉冲发生器、光电编码器等的影响很大，严重时还会导致其失效、毁坏，因而其使用成本高，运行不可靠；而利用电机的磁对极数和与之对应的霍尔元件来作为驱动和输出信号源时，由于霍尔元件的主要作用是用以作为电机驱动换向，其霍尔元件的数目与电机的磁对极数有关，因而可以设置的霍尔元件的数量有限，其输出的信号数目严重不足，极大的影响了对电机的准确控制。如对于磁对极数为6个对极的低速无刷电机，驱动电机的霍尔元件的数目为3个，当使用该霍尔元件来作为驱动和输出信号共用的信号源时，电机转一圈，只能得到36个输出脉冲信号，因而其作为控制电机的输出信号太少而不能使电机准确的定位。

实用新型内容

为了克服现有低速电机的信号采集与控制所使用的信号源价格较高、对使用环境要求高、运行不可靠或输出的信号数目太少因而不能使电机准确的定位的不足，本实用新型提供一种环境适应性强、价格便宜、可提供足够的输出控制信号对低速电机进行准确定位的低速电机的信号采集与控制装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：低速电机的信号采集与控制装置，包括电机轴、电机转子和电机外壳，所述电机转子以外的电机轴上设置有至少一块磁环，磁环的径向截面的周边设置有南北极间隔排列的磁体，至少一个与电机外壳相对固定的霍尔元件与磁体相对布置且间隔有距离。

本实用新型的有益效果是，由于采用了在电机轴上设置磁环，利用磁环上的磁体和与之相对布置的霍尔元件作为输出信号源的方式，不仅降低了输出信号源的制作成本，同时还可以根据需要在磁环上设置多个对极的磁体以及多个与之相对布置的霍尔元件，从而可根据需要增加信号输出的数量，方便了对电机控制并实现准确定位。同时，霍尔元件与光电脉冲发生器、光电编码器等相比较，还具有环境适应性强、体积小、对使用环境要求不高以及对温度、湿度、灰尘、水、油污、电场、磁场等的干扰影响不敏感，从而可靠性高、输出信号稳定、性价比高等优点。由于其体积小，还可以将上述磁环和霍尔元件安装在电机以内，从而进一步方便了使用，提高了对环境的适应性和工作的可靠性。另外，使用上述输出信号源的方式，还可以很好的解决低速电机在传动中的粘滑振荡(STICK-STIP)即电机爬行问题。本实用新型可广泛的应用于需对电机的角位移进行准确控制以及慢速驱动的场合，如：雷达系统、随动系统、电动门、汽车刮雨器、卷扬机、电动窗帘、数控机床等。

附图说明

图1是本实用新型的结构和布置示意图。

图2是本实用新型图1沿A—A方向的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1、图2所示，本实用新型的低速电机的信号采集与控制装置，包括电机轴1、电机转子6和电机外壳4。在所述电机转子6以外的电机轴1上设置有至少一块磁环2，磁环2与电机轴1固定连接。磁环2的径向截面的周边设置有南北极间隔排列的磁体3，至少一个霍尔元件5与磁体3相对布置且间隔有距离，该距离按霍尔元件的安装技术要求确定。如图2所示，南极用S表示，北极用N表示。霍尔元件5固定在电路板上，电路板与电机外壳4相对固定。所述磁环2与磁体3可以是一体结构，即在磁环2上直接充磁而形成南北极间隔排列的磁体3；也可以将以充磁而形成的磁体3以南北极间隔排列并固定在磁环2径向截面的周边。所述磁环2和霍尔元件5可以设置在电机外壳4以外的电机轴1的前端或末端，也可以设置在电机外壳4以内靠近电机转子6的位置。此处所述的电机外壳4是指包括端盖在内的整个电机的壳体部分。为了进一步方便了使用，提高了对环境的适应性和工作的可靠性，以及防止灰尘、水和油污等的影响，最好将磁环2和霍尔元件5设置在电机外壳4以内。若需要更多数量的输出的信号数，磁环2还可以设置为相互层叠的多块，相邻的磁环2之间间隔一定距离，各层磁环2上的磁体3的相对位置处设置一个或多个间隔排列的霍尔元件，使得输出信号的数目成倍增加。当电机旋转时，通过霍尔元件5与磁体3之间的耦合作用，产生反映电机转动角位移的脉冲信号，用于对电机进行控制和精确定位。

实施例：如图1、图2所示，本实用新型的低速电机的信号采集与控制装置，包括电机轴1、电机转子6和电机外壳4。在电机外壳4以内靠近转子6的电机轴1的末端设置有磁环2，磁环2与电机轴1固定连接。磁环2的径向截面的周边采用充磁的方式，形成南北极间隔排列的16个对极(南极和北极共64个)的磁体3，3个霍尔元件5与磁体3相对布置且间隔有距离，霍尔元件5之间沿电机回转方向相互错开7.5°。霍尔元件5固定在电路板上，电路板与电机外壳4相对固定。当电机旋转一圈时，通过霍尔元件5与磁体3之间的耦合作用，产生出反映电机转动角位移的192个脉冲信号，即可对电机进行控制和精确定位。