[发明专利]用于转子位置估计的环形磁体

说明书

一种磁性位置感测系统包括至少一个环形磁体，所述至少一个环形磁体安装到旋转主体的表面。所述环形磁体包括第一端、第二端、内径表面和外径表面。所述内径表面和所述外径表面在其间限定径向厚度，并且所述径向厚度从所述第一端向所述第二端变化。

背景技术

涉及旋转部件的许多应用需要对转子位置、速度和/或方向的准确检测。典型的转子位置估计技术包括基于编码器、分解器和霍尔效应传感器的技术，这些技术涉及围绕轴或其他旋转主体的圆周表面或端面放置具有交替极性的单独永磁体。一个或多个磁场传感器放置在磁场内并且可针对每个北-南极对产生输出波形，使得输出波形可根据转子的回转重复多次，并且此类波形的数量是安装在转子主体上的磁性对数量的函数。然而，这些波形可能无法与彼此区分开来以提供单个圆周点的位置。因此，需要一种可在零速度和固定速度两者下检测沿着转子圆周的离散点的更准确的位置估计系统。

发明内容

一种磁性位置感测系统包括至少一个环形磁体，所述至少一个环形磁体安装到旋转主体的表面。所述环形磁体包括第一端、第二端、内径表面和外径表面。所述内径表面和所述外径表面在其间限定径向厚度，并且所述径向厚度从所述第一端向所述第二端变化。

一种制造位置感测系统的方法包括将至少一个环形磁体定位在旋转主体的表面上。所述环形磁体包括第一端、第二端、内径表面和外径表面。所述内径表面和所述外径表面在其间限定径向厚度，并且所述径向厚度从所述第一端向所述第二端变化。

一种估计旋转主体的位置的方法包括将至少一个环形磁体定位在旋转主体的表面上。所述环形磁体包括第一端、第二端、内径表面和外径表面。所述内径表面和所述外径表面在其间限定径向厚度，并且所述径向厚度从所述第一端向所述第二端变化。所述方法还包括使用放置在所述环形磁体附近的位置传感器来感测所述环形磁体的磁通密度。所述磁通密度对应于所述环形磁体的所述径向厚度。

附图简述

图1是磁性位置感测系统的透视图。

图2是磁性位置感测系统的前视图。

图3A是第一替代磁性位置感测系统的透视图。

图3B和3C是根据图3A的实施方案的环形磁体的横截面。

图4是表示图3A所示的轴的整个回转过程中的角度特征的曲线图。

图5是表示用于计算转子位置的步骤的流程图。

图6是第二替代磁性位置感测系统的透视图。

图7是第三替代磁性位置感测系统的透视图。

图8是第四替代磁性位置感测系统的前视图。

具体实施方式

本文描述一种磁性位置感测系统。所述系统包括附接到轴的一个或多个环形磁体。每个环形磁体的宽度可从一端向另一端轴向地和/或径向地渐缩。渐缩设计在磁体的每个周向/径向位置处提供唯一的磁通特征，所述磁通特征对应于轴的位置。

图1是磁性位置感测系统10的透视图。系统10包括环形磁体12，所述环形磁体12附接到轴14的端面30。磁体12包括第一端16、第二端18、外径(OD)表面20、内径(ID)表面22、前表面24和后表面26。轴14包括外径(OD)表面28和端面表面30。在图1所示的实施方案中，环形磁体12在后表面26处附接到端面表面30。磁体12是轴向极化的，使得北极与前表面24对齐，并且南极与后表面26对齐。在替代实施方案中，极性可颠倒过来。第一端16可邻接第二端18，如图所示，或者两端16、18可间隔开一定距离。