[发明专利]一种基于线性霍尔传感器的编码器装置及容错控制方法

说明书

本发明公开了一种基于线性霍尔传感器的编码器装置，包括：线性霍尔传感器模块、信号解析模块、磁环模块；所述线性霍尔传感器模块包括四个线性霍尔传感器，四个所述线性霍尔传感器成，相邻两个所述线性霍尔传感器成90°夹角分布，所述线性霍尔传感器用于获取磁环模块中磁场的强度；所述信号解析模块与所述线性霍尔传感器模块连接，所述信号解析模块用于对线性霍尔传感器输出的电信号进行处理并得出角度；所述磁环模块套接在转子上，所述磁环模块用于产生随电信号改变而改变的磁场。本发明对不同损坏问题采用了不同的容错控制方法，提升效率，以确保电机的稳定性。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机技术领域，具体涉及一种基于线性霍尔传感器的编码器装置及容错控制方法。

背景技术

编码器是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器能够把角位移或直线位移转换成电信号，因此编码器在测量、自动化、计算机和信息技术领域得到广泛的应用。

传统的编码器通常采用机械式方法获取绝对位置，通过光栅以及光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲及数字量。但其一，此方法精度不高，在大量程和恶劣环境下受影响较严重，且随着长时间的接触产生磨损导致偏差，同时会造成一定的光污染。其二，根据霍尔效应，编码器通过四个正交的霍尔器件产生4个相位差为90°的正弦波形，解析波形获得信息。但是电磁干扰和温度变化会使其产生位置偏移，从而产生误差。

本发明提出一种基于线性霍尔传感器的编码器装置及容错控制方法，根据霍尔器件的不同状态，选择不同角度计算方法，给电机提供准确的转子位置。

发明内容

本发明提供了一种基于线性霍尔传感器的编码器装置及容错控制方法，以解决传统编码器由于霍尔传感器错误而产生的偏差的问题。

本发明提供了一种基于线性霍尔传感器的编码器装置，包括：线性霍尔传感器模块、信号解析模块、磁环模块；

所述线性霍尔传感器模块包括四个线性霍尔传感器，四个所述线性霍尔传感器成，相邻两个所述线性霍尔传感器成90°夹角分布，所述线性霍尔传感器用于获取磁环模块中磁场的强度；

所述信号解析模块与所述线性霍尔传感器模块连接，所述信号解析模块用于对线性霍尔传感器输出的电信号进行处理并得出角度；

所述磁环模块套接在转子上，所述磁环模块用于产生随电信号改变而改变的磁场。

本发明还提供了一种基于线性霍尔传感器的编码器装置容错控制方法，包括如下步骤：

步骤1：获得四个线性霍尔传感器的输出波形，根据输出波形获取四个线性霍尔传感器相互之间的相位差、幅值差；

步骤2：根据相位差、幅值差判断线性霍尔传感器的错误类型；

步骤3：根据不同的错误类型选择不同角度计算方法；获取至少一个角度作为编码器的输出角度来对电机旋转角度进行调整，使电机平稳旋转。

进一步地，所述步骤2中所述的错误类型包括：

错误类型1：一个线性霍尔传感器损坏；错误类型2：相对的两个线性霍尔传感器损坏；错误类型3：相邻的两个线性霍尔传感器损坏；错误类型4：三个线性霍尔传感器损坏；错误类型5：四个线性霍尔传感器均损坏。

进一步地，所述错误类型1的判断方式为：

当只存在两个输出相位差为90°时，则为错误类型1；

所述错误类型2的判断方式为：

当不存在输出相位差为90°，且相对线性霍尔传感器的输出相位差为180°时，则为错误类型2；

所述错误类型3的判断方式为：