CN109474129B - 一种模组化绝对位置转角检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种模组化绝对位置转角检测装置，尤其涉及检测技术领域；该装置包括了模组化的线圈及骨架、带齿的环形定子铁芯用于固定模组骨架，具备凸极磁效应转子以及一块连接骨架线圈的印刷电路板，线圈骨架分上槽和下槽，上槽放置一套绕组作为输入激励线圈，下槽放置两套绕组作为两相输出信号线圈，线圈骨架固定在环形定子的内齿上。本发明专利通过模组化设计实现对凸极转子的转角绝对位置检测并通过正交的两相信号输出，模组化的设计提高了绕组复用性和生产效率，提高了两相输出信号的对称性，减小了正交两相输出信号的相位移，上下槽的设计削弱了定子齿与齿之间的漏磁。

Description

一种模组化绝对位置转角检测装置
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，具体是一种模组化绝对位置转角检测装置。
背景技术
在对环境和可靠性要求高的新能源汽车和工业伺服领域需要对电机转角位置进行检测而现有的电机转角装置存在不足。
现有的转角检查装置中正余弦绕组结构机绕是通过内绕机逐个线圈缠绕，效率低，且绕组成型一致性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模组化绝对位置转角检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种模组化绝对位置转角检测装置，包括用于固定模组骨架的带有齿的环形定子铁芯、与环形定子铁芯配合的凸极磁效应的转子和用于连接模组骨架上线圈的印刷电路板，以10槽2对极转子方案为例，所述模组骨架为10个，所述模组骨架分上槽和下槽，所述上槽放置一套作为输入激励线圈（IN）连接Pin脚1,2，所述下槽放置上层输出信号线圈(UP)连接Pin脚4,5和下层输出信号线圈(DOWN)连接Pin脚3,6；为实现上述目的其模块正交排列组合顺序为A、B、C、C、B、A、B、C、C、B。
设定所述多个上槽中的输入激励线圈（IN）为Ain、Bin、Cin、Cin、Bin、Ain、Bin、Cin、Cin、Bin所述线圈之间依次连接，所述线圈PCB连接方向交替反相连接,构成激励相绕组（EX）；
多个所述下槽中第一上层输出信号线圈(UP)为Aup、Bup、Cup、Cup、Bup、Aup、Bup、Cup、Cup、Bup。
多个所述下槽中第二下层输出信号线圈(DOWN)为Adown、Bdown、Cdown、Cdown、Bdown、Adown、Bdown、Cdown、Cdown、Bdown。
每个模块上层输出信号绕组（UP）与下层信号绕组（DOWN）通过PCB印刷电路交替正反连接形成两相正交的正弦输出信号绕组（Sin）和余弦输出信号绕组（COS）。
作为本发明进一步的方案：所述印刷电路板为多层印刷电路板，多个所述第一上层输出信号线圈(UP)、多组第二下层输出信号线圈(DOWN)和多组输入激励线圈(in）均连接在印刷电路板上，构成第一相正交输出信号绕组（Sin）和第二相正交输出信号绕组（COS）和第三相输入激励信号绕组（EX）。
作为本发明再进一步的方案：所述印刷电路板固定设置在模组骨架上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明模组化设计实现对凸极转子的转角绝对位置检测并通过正交的两相信号输出，模组化的设计提高了绕组复用性和生产效率，提高了两相输出信号的对称性，减小了正交两相输出信号的相位移，上下槽的设计削弱了定子齿与齿之间的漏磁。
附图说明
图1为模组化绝对位置转角检测装置的结构示意图。
图2为模组化绝对位置转角检测装置中环形定子铁芯的结构示意图。
图3为模组化绝对位置转角检测装置中模组骨架的结构示意图。
图4为单个模组Pin脚定义示意图。
图5为模组化绝对位置转角检测装置中A、B、C、C、B、A、B、C、C、B模组连接图。
图中：1-环形定子铁芯、2-转子、3-模组骨架、4-印刷电路板。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”“in”、“UP”、“DOWN”、“EX”、“Sin”、“COS”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一相”、“第二相”、“第三相”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一相”、“第二相”、“第三相”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。线圈与绕组区别，线圈为单个骨架上固定线圈，绕组为一相线圈通路。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1～5，本发明实施例1中，一种模组化绝对位置转角检测装置，包括用于固定模组骨架3的带有齿的环形定子铁芯1、与环形定子铁芯1配合的凸极磁效应的转子2和用于连接模组骨架3上线圈的印刷电路板4，所述模组骨架3为10个，所述模组骨架3分上槽和下槽，所述上槽放置一套作为输入激励线圈（IN），所述下槽放置第一上层输出信号线圈(UP)和第二下层输出信号线圈(DOWN)；所述多个上槽中的输入激励线圈（IN）为Ain、Bin、Cin、Cin、Bin、Ain、Bin、Cin、Cin、Bin线圈，所述Ain、Bin、Cin、Cin、Bin、Ain、Bin、Cin、Cin、Bin线圈之间依次连接，所述线圈绕线方向交替反向连接，构成第三相输入激励绕组（EX）。
多个所述下槽中第一上层输出信号线圈(UP)为Aup、Bup、Cup、Cup、Bup、Aup、Bup、Cup、Cup、Bup。线圈，多个所述下槽中第二下层输出信号线圈(DOWN)为Adown、Bdown、Cdown、Cdown、Bdown、Adown、Bdown、Cdown、Cdown、Bdown线圈，所属上层和下层线圈依次交替连接构成第一相正交输出信号线圈(Sin)、第二相正交输出信号线圈(COS)，该设置实现两相正交的输出信号线路，且输出两相信号线路阻抗通过印刷电路整定对称。
所述印刷电路板4为多层印刷电路板，多个所述第一上层输出信号线圈(UP)、多组第二下层输出信号线圈(DOWN)和多组输入激励线圈(in）连接在印刷电路板4上，该设置实现了一相输入励磁信号线路，和两相正交的输出信号线路，且输出两相信号线路阻抗通过印刷电路整定对称。
所述印刷电路板4固定设置在模组骨架3上。
本发明利用模块化绕线的特点，实现了正余弦绕组削弱谐波的特性；利用模块化绕线的特点，实现了平整的绕组端部，削弱了端部漏磁的影响；利用模块化绕线和PCB调理电路配合，实现了正余弦绕组的换位的能力；利用谐波注入转子凸极的方法是凸极具有高次谐波的结构，能够削弱正余弦绕组的取整和齿谐波对误差的影响，本发明可以对每个模组单独绕线，且模组在槽内可以实现多次重复使用，提高了绕线效率和一致性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种模组化绝对位置转角检测装置，包括用于固定模组骨架（3）的带有齿的环形定子铁芯（1）、与环形定子铁芯（1）配合的凸极磁效应的转子（2）和用于连接模组骨架（3）上线圈的印刷电路板（4），所述模组骨架（3）分上槽和下槽，所述上槽放置一套作为输入激励线圈（IN），所述下槽绕组分上下两层，放置上层输出信号线圈(UP)和下层输出信号线圈(DOWN)；
其特征在于，多个所述上槽中的输入激励线圈（IN）为Ain、Bin、Cin、Cin、Bin、Ain、Bin、Cin、Cin、Bin线圈，所述Ain、Bin、Cin、Cin、Bin、Ain、Bin、Cin、Cin、Bin线圈之间依次连接，所述线圈绕线方向交替反相连接；多个所述下槽中第一上层输出信号线圈(UP)为Aup、Bup、Cup、Cup、Bup、Aup、Bup、Cup、Cup、Bup；多个所述下槽中第二下层输出信号线圈(DOWN)为Adown、Bdown、Cdown、Cdown、Bdown、Adown、Bdown、Cdown、Cdown、Bdown线圈；
每个模块上层输出信号绕组（UP）与下层信号绕组（DOWN）通过PCB印刷电路交替正反连接形成两相正交的正弦输出信号绕组（Sin）和余弦输出信号绕组（COS）。
2.根据权利要求1所述的模组化绝对位置转角检测装置，其特征在于，所述印刷电路板（4）为多层印刷电路板，所述输入激励线圈（IN）、上层输出信号线圈(UP)和下层输出信号线圈(DOWN)均连接在印刷电路板（4）上，所述印刷电路板（4）能够通过引线与外电路连接，或者通过pin针与其他印刷电路板连接。
3.根据权利要求1所述的模组化绝对位置转角检测装置，其特征在于，所述印刷电路板（4）固定设置在模组骨架（3）上。
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