CN109995193A - 一种减少电机漏磁对磁编码器干扰的方法及电机组件 - Google Patents

一种减少电机漏磁对磁编码器干扰的方法及电机组件 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种减少电机漏磁对磁编码器干扰的方法及电机组件。该减少电机漏磁对磁编码器干扰的方法包括：检测电机漏磁的分布情况，找出电机漏磁相对较小的第一位置；将电机的第一位置安装靠近磁编码器。通过上述方式，本申请能够减少电机漏磁产生的磁场对磁编码器的磁干扰。

Description

一种减少电机漏磁对磁编码器干扰的方法及电机组件
技术领域
本申请涉及电机转速检测领域，特别是涉及一种减少电机漏磁对磁编码器干扰的方法及电机组件。
背景技术
磁编码器常用于检测和反馈电机转子或舵机输出轴的位置和速度等信息，其采用磁电式设计，通过磁感应器件，利用磁场的变化来检测电机转子的绝对位置。
然而，磁编码器容易受到磁场的干扰，而电机漏磁又是一个很大的磁场干扰源。如果不采取有效措施减小电机漏磁的影响，则磁编码器的精度和性能将大打折扣，甚至失效。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种减少电机漏磁对磁编码器干扰的方法及电机组件，能够减少电机漏磁产生的磁场对磁编码器的磁干扰。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种减少电机漏磁对磁编码器干扰的方法。该减少电机漏磁对磁编码器干扰的方法包括：检测电机漏磁的分布情况，找出电机漏磁相对较小的第一位置；将电机的第一位置安装靠近磁编码器。
为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种减少电机漏磁对磁编码器干扰的方法。该减少电机漏磁对磁编码器干扰的方法包括：将磁编码器固定于固定座上；将磁编码器与磁编码读数仪电连接，记录磁编码读数仪上显示的第一读数；安装电机于固定座上，旋转调节电机的安装方位，并记录磁编码读数仪上显示的多个第二读数；将多个第二读数与第一读数相减，得到多个第一差值，选取多个第一差值中的最小值；旋转调节所述电机，以使最小值对应的位置距磁编码器的距离最短。
为解决上述技术问题，本申请采用的又一个技术方案是：提供一种电机组件。该电机组件包括电机及磁编码器，电机上漏磁分布不均，磁编码器与电机上漏磁分布相对较小的位置相对固定。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，一种减少电机漏磁对磁编码器干扰的方法及电机组件。该减少电机漏磁对磁编码器干扰的方法包括：检测电机漏磁的分布情况，找出电机漏磁相对较小的第一位置；将电机的第一位置安装靠近磁编码器。通过上述方式，本申请将电机上漏磁相对较小的第一位置安装靠近磁编码器，极大地减少了电机漏磁产生的磁场对磁编码器的磁干扰，有效地保证了磁编码器的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请提供的减少电机漏磁对磁编码器干扰的方法的一实施例的流程示意图；
图2是本申请提供的减少电机漏磁对磁编码器干扰的方法的另一实施例的流程示意图；
图3是本申请提供的减少电机漏磁对磁编码器干扰的方法的又一实施例的流程示意图；
图4是本申请提供的减少电机漏磁对磁编码器干扰的方法的再一实施例的流程示意图；
图5是本申请提供的电机组件的一实施例的结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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。
本发明实施例中的术语“第一”、“第二”、“第三”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”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
参阅图1，本申请提供的减少电机漏磁对磁编码器干扰的方法的一实施例的流程示意图。
S11：检测电机漏磁的分布情况，找出电机漏磁相对较小的第一位置。
检测电机漏磁的分布情况，找出电机漏磁相对较小的第一位置。具体地，用高斯计检测电机外壳周身的多个磁场强度，记录多个磁场强度及其对应的位置，比较多个磁场强度，以选出其中最小的磁场强度，进而找到对应最小磁场强度的第一位置。
更具体地，于电机外壳周身均匀设置多个检测位置，用高斯计检测多个检测位置的磁场强度，再记录多个检测位置的磁场强度，进而得到多个磁场强度中的最小值。鉴于电机周身的检测位置，相对而言具有随机性，多个检测位置的磁场强度所比较出来的局部最小值，不一定是整个电机外壳周身的磁场强度最小值，不可避免地存在误差，因而该位置可作为电机漏磁相对较小的第一位置，以便后续根据该第一位置进一步去调整。
可选的，沿电机外壳周身均匀设置12个检测位置，或设置18、24、36等各数目的检测位置，本申请对此不作限制。
S12：将电机的第一位置安装靠近磁编码器。
将电机的第一位置安装靠近磁编码器，就磁编码器与该第一位置间的位置关系而言，可先固定磁编码器，调整电机位置，使该第一位置距磁编码器的距离最小；或先固定电机，确定第一位置后，将磁编码器设置于最靠近该第一位置的地方。
不可避免地，电机会漏磁，进而影响到磁编码器的精度。鉴于电机内部永磁体于壳体上产生的磁场分布不均，检测出电机漏磁相对较小的第一位置，安装时将该第一位置靠近磁编码器，能够有效地降低电机磁场对磁编码器的干扰，从而最大程度上保证磁编码器的准确性。
参阅图2，本申请提供的减少电机漏磁对磁编码器干扰的方法的另一实施例的流程示意图。
S21：检测电机漏磁的分布情况，找出电机漏磁相对较小的第一位置。
于电机外壳周身均匀设置多个检测位置，用高斯计检测多个检测位置的磁场强度，再记录多个检测位置的磁场强度，进而得到多个磁场强度中的最小值，该最小值对应的检测位置为电机漏磁相对较小的第一位置。
S22：于电机外壳上标识出第一位置。
为便于后续根据该第一位置调整电机的安装方位，将该第一位置于电机外壳上标识出。
S23：调整电机的安装方位，以使第一位置到磁编码器的距离最短。
调整电机的安装方位，以使第一位置到磁编码器的距离最短。电机与磁编码器均安装于固定座上，其中，电机呈圆柱状，安装固定于固定座上的电机安装槽内，磁编码器的安装位置位于电机的圆柱状侧面。而检测的电机周身的漏磁分布状况，即为电机侧面一周的漏磁分布状况，第一位置位于电极侧面，因而可调整电机的安装方位以使第一位置到磁编码器的距离最短。
以电机上漏磁相对较小的第一位置朝向磁编码器，电机因漏磁产生的磁场对磁编码器的干扰也极大地减小了。
参阅图3，本申请提供的减少电机漏磁对磁编码器干扰的方法的又一实施例的流程示意图。
S301：固定磁编码器于固定座上。
固定磁编码器于固定座上。磁编码器内磁敏元件沿圆周均匀设置有多个，调整磁编码器的安装方位对磁编码器的精度影响十分有限，而电机的安装方位不同，有不同漏磁区域正对磁编码器，对磁编码器的精度影响或大或小。本实施例中，先固定磁编码器，后调整电机的安装方位。
S302：检测并记录磁编码器的第一读数。
将磁编码器与磁编码读数仪耦接，在未安装电机之前，先检测并记录磁编码器的第一读数，该第一读数为磁编码器在未受任何磁干扰的状况下测得。
S303：检测电机漏磁的分布情况，找出电机漏磁相对较小的第一位置。
于电机外壳周身均匀设置多个检测位置，用高斯计检测多个检测位置的磁场强度，再记录多个检测位置的磁场强度，进而得到多个磁场强度中的最小值，该最小值对应的检测位置为电机漏磁相对较小的第一位置。
S304：于电机外壳上标识出第一位置。
为便于后续根据该第一位置调整电机的安装方位，将该第一位置于电机外壳上标识出。
S305：调整电机的安装方位，以使第一位置到磁编码器的距离最短。
S306：检测并记录磁编码器的第二读数。
在步骤S305之后，再次检测并记录磁编码器的第二读数，该第二读数在电机上的第一位置距磁编码器的距离最短的状况下测得。
S307：将第二读数与第一读数相减得到第一差值，验证第一差值是否在预设阈值范围内。
将第二读数与第一读数相减得到第一差值，验证第一差值是否在预设阈值范围内。若是，则电机对磁编码器的磁干扰在可接受范围内，以电机当前安装方位固定电机于电机安装槽内，流程结束。若否，执行步骤S308。
具体的，预设阈值范围为正负0.5度。
S308：于第一位置左右各30度范围内的电机外壳上，再次检测电机漏磁的分布情况，找出电机在第一位置附近漏磁相对较小的第二位置。
第一差值超出预设阈值范围，可以认为第一位置附近存在漏磁更少的区域。于第一位置左右各30度范围内的电机外壳上，再次检测电机漏磁的分布情况，找出电机在第一位置附近漏磁相对较小的第二位置。即于电极外壳上第一位置左右各30度范围内均匀设置多个检测位置，再次检测个检测位置的磁场强度，比较各磁场强度的大小，得到其中的最小值，将该最小值对应的检测位置记为第二位置。
可选的，鉴于第一次检测电机外壳上，第一位置两侧的检测位置处的磁场强度均比第一位置处的磁场强度大，可在该两处检测位置之间的区域上设置多个检测位置，以得到第二位置。
S309：调整电机的安装方位，以使第二位置到磁编码器的距离最短。
再次调整电机的安装方位，以使第二位置到磁编码器的距离最短。若检测的第二位置与第一位置重合，说明第二次设置的多个检测位置的间隔区间过大，需减小多个检测位置的间隔区间。
S310：检测并记录磁编码器的第三读数。
同理，再次检测并记录磁编码器的第三读数，以与第一读数作比较。
S311：将第三读数与第一读数相减得到第二差值，验证第二差值是否在预设阈值范围内。
将第三读数与第一读数相减得到第二差值，验证第二差值是否在预设阈值范围内。若是，结束流程。若否，该第二差值仍在正负0.5度之外，更换电机，再次执行步骤S303。
可选地，若否，此处还需重新审视一下，第一次检测电机各检测位置的间隔区间是否合理，可减小间隔区间后，即增加检测位置，再次执行步骤S303。
参阅图4，本申请提供的减少电机漏磁对磁编码器干扰的方法的再一实施例的流程示意图。
S41：固定磁编码器于固定座上。
S42：将磁编码器与磁编码读数仪电连接，记录磁编码读数仪上显示的第一读数。
S43：安装电机于固定座上，旋转调节电机的安装方位，并记录磁编码读数仪上显示的多个第二读数。
先在固定座上均匀标记多个检测位置，再将电机安装于固定座上，旋转调节电机的安装方位，以使多个检测位置依次与磁编码器的距离最短，并记录下此时磁编码器的第二读数，得到对应多个检测位置的多个第二读数。
S44：将多个第二读数与第一读数相减，得到多个第一差值，选取多个第一差值中的最小值。
S45：判断最小值是否在预设阈值范围内。
判断最小值是否在预设阈值范围内，若是，执行步骤S46；若否，更换电机，执行步骤S42。
可选的，若否，减小各检测位置的间隔区间，即增加检测位置，再次执行步骤S42。
S46：旋转调节电机，以使最小值对应的位置与磁编码器的距离最短。
参阅图5，本申请提供的电机组件的一实施例的结构示意图。
该电机组件50包括电机51及磁编码器52。其中，电机51漏磁分布不均，磁编码器52与电机上漏磁分布相对较小的位置相对固定。即电机51上漏磁分布相对较小的位置到磁编码器52的距离最短，以使电机漏磁产生的磁场对磁编码器的磁干扰在可许范围内，进而磁编码器52的精度在允许范围内。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，一种减少电机漏磁对磁编码器干扰的方法及电机组件。该减少电机漏磁对磁编码器干扰的方法包括：检测电机漏磁的分布情况，找出电机漏磁相对较小的第一位置；将电机的第一位置安装靠近磁编码器。通过上述方式，本申请将电机上漏磁相对较小的第一位置安装靠近磁编码器，极大地降低了电机漏磁产生的磁场对磁编码器的磁干扰，有效地保证了磁编码器的准确性。
以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种减少电机漏磁对磁编码器干扰的方法，其特征在于，
检测电机漏磁的分布情况，找出所述电机漏磁相对较小的第一位置；
将所述电机的第一位置安装靠近磁编码器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述找出所述电机漏磁相对较小的第一位置之后，包括：于所述电机外壳上标识出所述第一位置；
所述将所述电机的第一位置安装靠近磁编码器包括：调整所述电机的安装方位，以使所述第一位置到所述磁编码器的距离最短。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测出电机漏磁的分布情况，找出电机漏磁相对较小的位置的步骤之前，还包括：
固定磁编码器于固定座上；
检测并记录所述磁编码器的第一读数；
调整所述电机的安装方位，以使所述第一位置到所述磁编码器的距离最短之后，还包括：
检测并记录所述磁编码器的第二读数；
将所述第二读数与所述第一读数相减得到第一差值，验证所述第一差值是否在预设阈值范围内；
若是，确定所述磁编码器的位置设置合适，若否，于所述第一位置附近再次检测所述电机漏磁的分布情况，找出所述电机在所述第一位置附近漏磁相对较小的第二位置，并将所述电机的第二位置安装靠近磁编码器。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述若否，于所述第一位置附近再次检测所述电机漏磁的分布情况，找出所述电机在所述第一位置附近漏磁相对较小的第二位置，所述电机的第二位置安装靠近磁编码器，包括：
于所述第一位置左右各30度范围内的所述电机外壳上，再次检测所述电机漏磁的分布情况，找出所述电机在所述第一位置附近漏磁相对较小的第二位置；
调整所述电机的安装方位，以使所述第二位置到所述磁编码器的距离最短。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述调整所述电机的安装方位，以使所述第二位置到所述磁编码器的距离最短的步骤之后，还包括：
检测并记录所述磁编码器的第三读数；
将所述第三读数与所述第一读数相减得到第二差值，验证所述第二差值是否在所述预设阈值范围内；
若是，确定所述第二位置为对所述编码器读数影响最小的位置；
若否，更换所述电机，重新执行所述检测电机漏磁的分布情况，找出所述电机漏磁相对较小的第一位置。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测电机漏磁的分布情况，找出所述电机漏磁相对较小的第一位置，包括：
用高斯计检测所述电机外壳周身的多个磁场强度；
记录所述多个磁场强度及其对应的位置；
比较所述多个磁场强度，以选出其中最小的磁场强度，进而找到对应最小磁场强度的第一位置。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述用高斯计检测电机外壳周身的多个磁场强度，包括：
于电机外壳周身均匀设置多个检测位置，检测多个所述检测位置的磁场强度。
8.一种减少电机漏磁对磁编码器干扰的方法，其特征在于，
将磁编码器固定于固定座上；
将所述磁编码器与磁编码读数仪电连接，记录所述磁编码读数仪上显示的第一读数；
安装电机于所述固定座上，旋转调节所述电机的安装方位，并记录磁编码读数仪上显示的多个第二读数；
将多个所述第二读数与所述第一读数相减，得到多个第一差值，选取多个所述第一差值中的最小值；
旋转调节所述电机，以使所述最小值对应的位置距所述磁编码器的距离最短。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将多个所述第二读数与所述第一读数相减，得到多个第一差值，选取多个所述第一差值中的最小值之后，还包括：
判断所述最小值是否在预设阈值范围内；
若是，执行所述旋转调节所述电机，以使所述最小值对应的位置距所述磁编码器的距离最短；
若否，更换电机，执行所述将所述磁编码器与磁编码读数仪电连接，记录所述磁编码读数仪上显示的第一读数。
10.一种电机组件，其特征在于，包括：
电机，其漏磁分布不均；
磁编码器，与所述电机上漏磁分布相对较小的位置相对固定。
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