[发明专利]一种筛选旋转角度检测装置的方法及旋转角度检测装置

说明书

本发明提出了一种筛选旋转角度检测装置的方法及旋转角度检测装置。该方法选择每套检测线圈系统包括由多个线圈组成的4列并联的8桥臂桥式电路，每列桥臂包含上下两个桥臂，每个桥臂包括至少两个串联连接的线圈；8桥臂桥式电路的两个并联接点引出两根引线作为励磁引线，从每列桥臂的上下桥臂的接点均引出一根引线作为信号引线；由其中的2根信号引线的差分信号和另外2根信号引线的差分信号分别生成一路随转子的旋转角度变化的第一位置信号电压和第二位置信号电压，两者的相位差为设定的角度，以检测转子的旋转角度。本发明能够得到有效抑制因定转子偏心所造成的测量精度问题的旋转角度检测装置。

技术领域

本发明属于检测技术领域，涉及一种角度检测装置，尤其是旋转角度检测装置。

背景技术

电动汽车、工业自动化、机器人、纺织机械和航空航天等行业均离不开旋转电机的高性能控制，因而需要电机旋转角度传感器，并且经常要求将其应用在高温环境下。

当前，光电式角度编码器因可以容易地实现电机旋转角度的检测而得到了广泛应用，但这种光电式角度编码器含有光电元器件和半导体器件，因而无法应用在高温环境中。

旋转变压器是一种可以实现旋转角度检测的传感器，由于其不使用光电转换器件，因而可以在较高温度的环境中使用。

然而旋转变压器在使用时经常需要将定子和转子分别安装固定在电动机的定子和转子上，由于相关零件机加工有误差，在安装时旋转变压器的定子和转子之间会产生偏心，在这种情况下现有的旋转角度检测装置(尤其指申请号为CN201720411227.4的中国专利中的旋转角度检测装置)很多不能完全保证角度精度，有时会使角度检测系统的精度恶化甚至不能使用。

例如，在申请号为CN201720411227.4的中国专利中，取其中权利要求4所述的K等于2，N等于1时，定子检测齿数为16，转子凸极数为1。图1所示为该16齿1凸极的旋转角度检测装置的定转子的截面示意图(未偏心时)，其8组定子线圈按照图2所示接成8桥臂桥式电路。每个定子检测齿上绕有1个线圈，16个定子检测齿上共有16个线圈沿圆周分布，16个定子检测齿沿圆周顺时针分布依次为1101、1102、1103、1104、1105、1106、1107、1108、1109、1110、1111、1112、1113、1114、1115、1116(为了附图的简明起见，图1中并未对全部的定子检测齿进行标记，仅标记若干个定子检测齿)。图2所示为图1中定子检测齿上的线圈构成的8桥臂桥式电路的电路图，其中Y1、Y2、Y3、……、Y16分别为定子检测齿1101、1102、1103、……、1116上的线圈。图2中，8桥臂桥式电路的6个接点A、B、C、D、E、F分别用1根引线引出作为旋转角度检测装置的引线801、802、803、804、805、806，其中引线801和802为励磁引线，由励磁引线输入励磁信号电压，引线803、804为信号引线，由此生成第一位置信号电压，引线805、806为信号引线，由此生成第二位置信号电压。

参照图1和图2，各线圈的电感随转子的旋转角度θm₁的变化可以分别表示为：

L101＝L1+Lm₁*sin(θm₁)

L102＝L1+Lm₁*sin(θm₁-22.5°)

L103＝L1+Lm₁*sin(θm₁-45°)

L104＝L1+Lm₁*sin(θm₁-67.5°)

L105＝L1+Lm₁*sin(θm₁-90°)

L106＝L1+Lm₁*sin(θm₁-112.5°)