CN105634234A - 一种无刷式直流测速发电机 - Google Patents
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Abstract
一种无刷式直流测速发电机,包括转轴、前端盖及轴承、机座、定子铁心、定子线圈、霍尔元件、永磁转子、后端盖及轴承。其中定子铁心固定在机座内侧,定子铁心设有封闭槽,霍尔元件嵌放在封闭槽中,定子铁心另设有凹槽,定子线圈嵌放在凹槽中;定子线圈的轴线位置与霍尔元件的平面法线位置对齐,且定子线圈的两端分别与对应的霍尔元件的控制端相连;转子为两极的永久磁钢,转子中心设有通孔,转轴一端穿过前端盖的轴承后与机座固定,另一端穿过永磁转子中心通孔后与永磁转子固定,再穿过右端盖的轴承后与机座固定。本发明的无刷式直流测速发电机,输出特性的线性误差小,无剩余电压,结构简单,在低速时也能够精确的测量转速,不存在失灵区。
Description
技术领域
本发明涉及一种测速发电机,更具体的是涉及一种基于霍尔效应的无刷式直流测速发电机。
背景技术
直流测速发电机是一种测量转速的微型电气装置,其功能是把输入的机械转速变换为电压信号输出,且输出的电压信号与转速成正比。直流测速发电机按励磁方式可分为永磁式和电磁式两种,其中永磁式直流测速发电机的定子用永久磁钢制成,无需励磁绕组,具有结构简单、不需励磁电源、使用方便、温度对磁场的影响小等优点。
无论是电磁式还是永磁式直流测速发电机,其电枢电路包括电刷和换向片,会产生相应的接触电阻,该接触电阻为非线性,且随负载电流的变化而变化,导致测速发电机的输出特性存在线性误差。此外,当发电机转速较低时,相应的电枢电流较小,而接触电阻较大,电刷压降较大,此时测速发电机虽然有输入信号(转速),但输出电压却很小,因而在输出特性上存在失灵区。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足,提出了一种无刷式直流测速发电机。
本发明的目的采取下述技术方案实现:
一种无刷式直流测速发电机,包括转轴、前端盖及轴承、机座、定子铁心、定子线圈、霍尔元件、永磁转子、后端盖及轴承;
所述定子铁心固定在机座内侧,定子铁心设有封闭槽,霍尔元件嵌放在封闭槽中,定子铁心另设有凹槽,定子线圈嵌放在凹槽中;所述定子线圈的两个有效边排放在相邻的两个凹槽中,定子线圈的轴线位置与霍尔元件的平面法线位置对齐,且定子线圈的两端分别与对应的霍尔元件的控制端相连;所述转子为两极的永久磁钢,转子中心设有通孔;所述转轴一端穿过前端盖的轴承后与机座固定,另一端穿过永磁转子中心通孔后与永磁转子固定,再穿过后端盖的轴承后与机座固定。
所述定子铁心的封闭槽数为四个,在空间平均分布,相互错开90度空间角。
所述定子铁心的凹槽数为四个,在空间平均分布,相互错开90度空间角。
所述定子铁心的封闭槽和凹槽相互错开45度空间角。
所述永磁转子表面气隙的磁场按照正弦规律分布。
所述四片霍尔元件的输出端按照电势叠加的形式,进行相应的正向串联和反向串联。
本发明的有益效果:本发明的无刷式直流测速发电机,由于采用无刷结构,不存在电刷接触电阻造成的非线性误差,且结构简单,在低速时也能够精确的测量转速,不存在低速失灵区。
附图说明
图1为无刷式直流测速发电机的结构图;
图2为无刷式直流测速发电机的剖视图;
图3为无刷式直流测速发电机的气隙磁场示意图;
图4为无刷式直流测速发电机的定子线圈和霍尔元件的接线图。
具体实施方式
以下结合附图进一步描述本发明的无刷式直流测速发电机的实施。
如图1、图2所示,一种无刷式直流测速发电机,包括转轴1、前端盖轴承2、前端盖3、定子线圈4、定子铁心5、机座6、霍尔元件7、永磁转子8、后端盖9和后端盖轴承10。
所述定子铁心5固定在机座6的内侧,定子铁心5设有封闭槽,霍尔元件7嵌放在封闭槽中,定子铁心另设有凹槽,定子线圈4嵌放在凹槽中;所述定子线圈4为四组,分别为401、402、403和404,每组线圈的两个有效边排放在相邻的两个凹槽中,四组线圈401、402、403和404的轴线分别与四片霍尔元件701、702、703和704的平面法线对齐,四组线圈401、402、403和404分别与四片霍尔元件704、701、702和703的控制端相连。
所述转子8为两极的永久磁钢,转子8的中心设有通孔;所述转轴1的一端穿过前端盖3的轴承2后与机座6固定,另一端穿过永磁转子8的中心通孔后与永磁转子8固定,再穿过后端盖9的轴承10后与机座6固定。
所述定子铁心5的封闭槽数为四个,在空间平均分布,相互错开90度空间角。
所述定子铁心5的凹槽数为四个,在空间平均分布,相互错开90度空间角。
所述定子铁心5的封闭槽和凹槽相互错开45度空间角。
所述永磁转子8表面气隙的磁场按照正弦规律分布。
所述四片霍尔元件701、702、703和704的输出端按照电势叠加的形式,进行相应的正向串联或反向串联。
如图3、图4所示,一种无刷式直流测速发电机,永磁转子8的初始位置如图3所示,永磁转子8不转时,定子线圈401、402、403和404中无感应电动势,由于定子线圈401、402、403和404分别与四片霍尔元件704、701、702和703的控制端相连,如图4所示,所以霍尔元件704、701、702和703中无霍尔电势输出,即不存在剩余电压;当永磁转子8顺时针,以旋转角速度Ω转动时,如图3所示,永磁转子8表面的气隙磁场为
B=BmsinΩt(1),
式中Bm为气隙磁场的幅值。
所述定子线圈401、402、403和404的气隙磁场分别为
所述线圈401、402、403和404的轴线分别与霍尔元件701、702、703和704的平面法线对齐,如图3所示,则穿过霍尔元件701、702、703和704的磁场分别为B1、B2、B3和B4。
根据变压器原理,定子线圈401、402、403和404中分别产生感应电动势为
式中K1、K2、K3和K4分别为与定子线圈401、402、403和404的结构相关的常数。
线圈401与霍尔元件704的控制端相连,线圈402与霍尔元件701的控制端相连,线圈403与霍尔元件702的控制端相连,线圈404与霍尔元件703的控制端相连,如图4所示,则霍尔元件704、701、702和703控制回路中的电流分别为
式中R4、R1、R2和R3分别为霍尔元件704、701、702和703的控制回路中的附加电阻,如图4所示,根据霍尔元件的工作原理,则霍尔元件704、701、702和703输出的霍尔电势分别为
式中KH4、KH2、KH3和KH1分别为霍尔元件704、701、702和703的灵敏度。调节霍尔元件704、701、702和703的控制回路中的附加电阻R4、R1、R2、和R3,如图4所示,使得
所述霍尔元件704、701、702和703输出的霍尔电势叠加后为
EH=EH1+EH2+EH3+EH4=KΩ+HΩ(7),
根据式(7)可知,总输出的霍尔电势与转子角速度Ω成正比。
所述的无刷式直流测速发电机,无电刷和换向片,不存在电刷和换向片的接触电阻,其输出特性的线性误差小,结构简单,且在低速时也能够精确的测量转速,不存在失灵区。
实施例不应视为对本发明的限制,但任何基于本发明的精神所作的改进,都应在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种无刷式直流测速发电机,包括转轴、前端盖及轴承、机座、定子铁心、定子线圈、霍尔元件、永磁转子、后端盖及轴承;
其特征在于:所述定子铁心固定在机座内侧,定子铁心设有封闭槽,霍尔元件嵌放在封闭槽中,定子铁心另设有凹槽,定子线圈嵌放在凹槽中;所述定子线圈的两个有效边排放在相邻的两个凹槽中,定子线圈的轴线位置与霍尔元件的平面法线位置对齐,且定子线圈的两端分别与对应的霍尔元件的控制端相连;所述转子为两极的永久磁钢,转子中心设有通孔;所述转轴一端穿过前端盖的轴承后与机座固定,另一端穿过永磁转子中心通孔后与永磁转子固定,再穿过后端盖的轴承后与机座固定。
2.根据权利要求1所述的一种无刷式直流测速发电机,其特征在于:定子铁心的封闭槽数为四个,在空间平均分布,相互错开90度空间角。
3.根据权利要求1所述的一种无刷式直流测速发电机,其特征在于:定子铁心的凹槽数为四个,在空间平均分布,相互错开90度空间角。
4.根据权利要求1所述的一种无刷式直流测速发电机,其特征在于:定子铁心的封闭槽和凹槽相互错开45度空间角。
5.根据权利要求1所述的一种无刷式直流测速发电机,其特征在于:永磁转子表面气隙的磁场按照正弦规律分布。
6.根据权利要求1所述的一种无刷式直流测速发电机,其特征在于:四片霍尔元件的输出端按照电势叠加的形式,进行相应的正向串联或反向串联。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105932851A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-09-07 | 德恩科电机(太仓)有限公司 | 一种三相直流无刷电机 |
CN106253508A (zh) * | 2016-07-14 | 2016-12-21 | 璧垫旦 | 一种角振动激励装置 |
CN106290980A (zh) * | 2016-08-15 | 2017-01-04 | 璧垫旦 | 一种永磁式直流伺服测角加速度机组 |
CN106712430A (zh) * | 2016-11-24 | 2017-05-24 | 张红卫 | 一种低温漂无刷式直流测速发电机 |
TWI797970B (zh) * | 2022-01-22 | 2023-04-01 | 國立高雄科技大學 | 測速發電機 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3314567C1 (de) * | 1983-04-22 | 1984-05-03 | Jiri Dipl.-Ing. 5100 Aachen Sobota | Aufnehmer zur Drehbeschleunigungsmessung an schnell rotierenden Wellen |
DE10008765C1 (de) * | 2000-02-18 | 2001-08-02 | Huebner Elmasch Ag | Vorrichtung zur Erzeugung drehzahlabhängiger Signale |
US20020047348A1 (en) * | 2000-05-23 | 2002-04-25 | Shoji Ohiwa | Magnetic pole position detector for an electric motor |
KR20060115930A (ko) * | 2005-04-29 | 2006-11-13 | 영 춘 정 | 2상 무정류자 모터 |
CN101299048A (zh) * | 2008-07-04 | 2008-11-05 | 嘉兴学院 | 旋转角加速度传感器 |
CN104034917A (zh) * | 2014-06-11 | 2014-09-10 | 杭州电子科技大学 | 一种轴套型永磁旋转角加速度传感器 |
CN104092344A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-10-08 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种内置霍尔传感器的无刷电机 |
-
2015
- 2015-12-29 CN CN201511035329.2A patent/CN105634234B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3314567C1 (de) * | 1983-04-22 | 1984-05-03 | Jiri Dipl.-Ing. 5100 Aachen Sobota | Aufnehmer zur Drehbeschleunigungsmessung an schnell rotierenden Wellen |
DE10008765C1 (de) * | 2000-02-18 | 2001-08-02 | Huebner Elmasch Ag | Vorrichtung zur Erzeugung drehzahlabhängiger Signale |
US20020047348A1 (en) * | 2000-05-23 | 2002-04-25 | Shoji Ohiwa | Magnetic pole position detector for an electric motor |
KR20060115930A (ko) * | 2005-04-29 | 2006-11-13 | 영 춘 정 | 2상 무정류자 모터 |
CN101299048A (zh) * | 2008-07-04 | 2008-11-05 | 嘉兴学院 | 旋转角加速度传感器 |
CN104034917A (zh) * | 2014-06-11 | 2014-09-10 | 杭州电子科技大学 | 一种轴套型永磁旋转角加速度传感器 |
CN104092344A (zh) * | 2014-06-24 | 2014-10-08 | 北京航天控制仪器研究所 | 一种内置霍尔传感器的无刷电机 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105932851A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-09-07 | 德恩科电机(太仓)有限公司 | 一种三相直流无刷电机 |
CN106253508A (zh) * | 2016-07-14 | 2016-12-21 | 璧垫旦 | 一种角振动激励装置 |
CN106253508B (zh) * | 2016-07-14 | 2020-08-11 | 嘉兴学院 | 一种角振动激励装置 |
CN106290980A (zh) * | 2016-08-15 | 2017-01-04 | 璧垫旦 | 一种永磁式直流伺服测角加速度机组 |
CN106290980B (zh) * | 2016-08-15 | 2019-06-18 | 嘉兴学院 | 一种永磁式直流伺服测角加速度机组 |
CN106712430A (zh) * | 2016-11-24 | 2017-05-24 | 张红卫 | 一种低温漂无刷式直流测速发电机 |
TWI797970B (zh) * | 2022-01-22 | 2023-04-01 | 國立高雄科技大學 | 測速發電機 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
CN105634234B (zh) | 2018-10-23 |
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