[实用新型]带光栅的电机转子位置检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种检测系统，特别涉及一种用来检测电机转子位置的检测机构。

背景技术

对于某些电动设备(如电动缝纫机)任何时候都需要悉知电机转子的位置，然后才能通过相应的控制器对电机进行控制。目前检测电机转子的位置主要通过从电机供电端取电流的方式获得，根据电流的大小通过相应的计算来确定电机的位置。但采用这种方法仅在电机转动时能取得所需电流参数，这样在电机停转或者不通电的情况下就无法确定电机转子的位置。而且采用这种方法当电机转速变化时，由于电机自身线圈电感带来的干扰，通常会引入滞后电信号过冲等问题，当电路中有过流保护元件时，在这些过冲时刻无法获得电机位置信息，而恰恰这些时刻正是非常需要获得电机转子位置信号时刻，在这些时刻如不能确定电机转子的位置，就不能有效保证电机安全运转，进而有可能影响电动设备的正常工作。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种可实时对电机转子位置进行检测的系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种带光栅的电机转子位置检测系统，包括一电机，其还包括一环形永磁体、一环形光栅和一光耦元件，所述环形永磁体、环形光栅与所述电机的电机轴同轴固定连接，所述环形光栅穿过所述光耦元件，所述环形永磁体的外周设有三个霍尔元件，三个霍尔元件之间间隔一定的角度，所述光耦元件、霍尔元件与一单片机控制单元连接。

优选的，所述三个霍尔元件中两侧的霍尔元件与中间霍尔元件的间隔角度相等。

优选的，所述光耦元件及三个霍尔元件固定在一支架上。

优选的，所述光耦元件为双光束光耦。

上述技术方案具有如下有益效果：该带光栅的电机转子位置检测系统在工作时，电机轴带动环形永磁体及环形光栅旋转，光耦元件输出脉冲信号给单片机控制单元，同时霍尔元件也会根据环形永磁体磁极的变换输出脉冲信号，单片机控制单元设有相应的存储器，用来记录每个霍尔元件两个相邻脉冲信号之间光耦元件输出脉冲的脉冲个数，然后根据存储器记录的光耦元件输出脉冲的脉冲个数通过相应的算法即可计算出电机轴旋转的角度，进而确定电机转子的位置。该电机转子位置检测系统可实时的检测电机转子的位置，不易受环境因数的干扰，检测精度高、结构简单、易于实现，并且具有体积小、成本低的优点。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1为本实用新型实施例的俯视图。

图2为本实用新型实施例中环形光栅的结构示意图。

图3为本实用新型实施例中环形光栅与光耦元件的配合示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细介绍。

如图1、2、3所示，该带光栅的电机转子位置检测系统包括电机、环形永磁体2、环形光栅3、光耦元件4和三个霍尔元件5。环形永磁体2、环形光栅3与电机的电机轴1同轴固定连接，环形光栅3穿过光耦元件4，三个霍尔元件5分布在环形永磁体2的外周，三个霍尔元件5之间间隔一定的角度，其中两侧的霍尔元件与中间霍尔元件的间隔角度相等。为了方便固定，光耦元件4及三个霍尔元件5可固定在一支架上。光耦元件4采用双光束光耦，这样可根据两路光耦输出脉冲的前后判断电机的正反转。三个霍尔元件5及光耦元件4均与一单片机控制单元连接。

该带光栅的电机转子位置检测系统在工作时，电机轴1带动环形永磁体2及环形光栅3旋转。随着环形光栅3的旋转，光耦元件4会发出连续的脉冲信号给单片机控制单元。因环形永磁体2包括多对磁极，当环形永磁体2旋转时，作用在霍尔元件5上的磁场强度会发生变化，从而使霍尔元件5发出脉冲信号，由于三个霍尔元件5之间相隔一定的角度，因此三个霍尔元件5发出的脉冲信号也相隔一定的时间。

单片机控制单元设有相应的存储器，用来记录每个霍尔元件两个相邻脉冲信号之间光耦元件输出脉冲的脉冲个数，因为三个霍尔元件每次输出的脉冲信号都间隔一段时间，因此单片机控制单元中相应的存储器存储的脉冲个数不同，根据霍尔元件之间相隔的角度及脉冲个数差值，通过相应的算法，即可确定电机轴旋转的角度，进而确定电机转子的位置。

该带光栅的电机转子位置检测系统可实时的检测电机转子的位置，不易受环境因数的干扰，检测精度高、结构简单、易于实现，并且具有体积小、成本低的优点。

以上对本实用新型实施例所提供的一种带光栅的电机转子位置检测系统进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制，凡依本实用新型设计思想所做的任何改变都在本实用新型的保护范围之内。