CN111457946A - 一种自发电磁电编码器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自发电磁电编码器，用于记录、储存磁电编码器磁钢的转动圈数，读取磁电编码器的数据，本发明包括磁电编码器、发电机、整流器、储能电容。本发明通过磁电编码器齿轮a带动齿轮b转动，使发电机产生电流，产生的电流通过整流器转化为直流电储存在储能电容中，储能电容给磁电编码器供电,单对极霍尔a、b采集单对极角度值信号，经过编码器信号解算板得到单对极角度值，将其存储到EEprom存储器10000中，使磁电编码器在无电力供应情况下，可以读取上次转动的数据。

Description

一种自发电磁电编码器
技术领域
本发明公开了一种磁电编码器领域，尤其涉及一种自发电磁电编码器。
背景技术
在风力发电、注塑机伺服***等应用领域需要记录电机通电及未通电状态下电机转子转动的圈数值，并且在断点停机，再次上电时仍然能够获取电机已经旋转圈数，为了实现该种功能，目前该技术领域采用的方式为在编码器内部放入一颗电池，为编码器持续供电，当伺服***断电时，电池为编码器供电，这样就保证了编码器能够持续记录电机当前已经旋转过的圈数值，但是该种工作方式存在一定的问题，放入编码器内的电池存在工作时效，当电池能量用尽时，则需要重新更换电池，更换电池后则无法在记录之前的转动圈数，***工作可靠性低。
在风力发电应用领域，伺服***大部分时间处于待机状态，但是自然风会吹动叶片旋转，在深海领域的风力发电***，当电池电量耗尽时，人力难以频繁进入去维护编码器，因此需要一种更加可靠、持久的编码器技术，能够实现编码器的角度值记录和长时间稳定工作。
发明内容
本发明内容的目的，采用一种永磁同步电机驱动的磁电编码器带动发电机产生电流，经过整流器变为直流电，储存在储能电容中实现磁电编码器自发电下记录、储存磁电编码器的转动圈数，同时采用EEprom存储器实现了磁电编码器读取数据，使磁电编码器在无电力供应情况下，可以读取上次转动的数据，本发明可用于需要储存数据的磁电编码器。
本发明解决其技术问题的解决方案是：
本发明公布了一种自发电磁电编码器，它包括磁电编码器、发电机、整流器、储能电容、底座五部分；其特征在于：
所述的发电机、整流器、储能电容与底座螺钉连接，磁电编码器与底座螺栓连接。
作为优选，所述的磁电编码器由编码器外壳、齿轮a、齿轮b、转轴a、轴承a、轴承b、转轴b、轴承c、轴承d、联轴器、单对极磁钢、单对极霍尔a、单对极霍尔b、编码器信号解算板，EEprom存储器组成，其中轴承a、轴承b、轴承c、轴承d与编码器外壳固接，齿轮a与转轴a固接，转轴a与轴承a、轴承b固接，齿轮a与齿轮b啮合，齿轮b与转轴b固接，转轴b与轴承c、轴承d固接，联轴器与转轴b、转轴k固接，单对极磁钢与齿轮a胶接，单对极霍尔a与单对极霍尔b与编码器信息解算板焊锡焊接，编码器信息解算板与编码器外壳胶接，EEprom存储器与编码器信号解算板焊锡焊接。
作为优选，所述的发电机由发电机主体、转轴组成，发电机主体与转轴k固接，转轴k与联轴器固接。
本发明的有益效果是：
1.采用大齿数齿轮带动小齿数齿轮，小齿数齿轮连接发电机，提高了发电机转子转动速度，提高发电机的发电能力。
2.采用磁电编码器转子带动发电机转轴转动，使发电机产生电能，实现无外供电源情况下磁电编码器数据的正常存储，提高了编码器工作的可靠性。
3.采用整流器，将发电机产生的电流转变为电容可以储存的电能，保证自发电过程后，能够持续输出一定时间的稳定电压，实现在无外供电源情况下的编码器数据正常记录，外部伺服控制***可以随时通过与EEprom存储器通讯获取当前工作状态下角度值，解决了目前市场上采用电池为编码器供电情况下，编码器工作时间有限的问题。
附图说明
附图1：本发明的整体结构示意图；
附图2：本发明的电路连接示意图
附图3：本发明的轴承分布示意图；
附图4：本发明的编码器示意图；
附图5：本发明的局部结构示意图；
附图6：本发明的齿轮啮合示意图；
附图7：本发明的编码器与发电机连接示意图；
图中，1、磁电编码器，1-1、编码器外壳，1-2、齿轮a，1-3、齿轮b，1-4、转轴a，1-5、轴承a，1-6、轴承b，1-7、转轴b，1-8、轴承c，1-9、轴承d，1-10、联轴器，1-11、单对极磁钢，1-12、单对极霍尔a，1-13、单对极霍尔b，1-14、编码器信号解算板，1-15、EEprom存储器10000，2、发电机，2-1、发电机主体，2-2、转轴k，3、整流器，4、储能电阻，5、底盘组成。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
以下结合附图进一步说明本发明的具体结构及实施方式。
本发明的结构组成如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7。
本发明的自发电磁电编码器，它包括磁电编码器1、发电机2、整流器f 3、储能电容4、底座5五部分；其特征在于：所述的发电机2、整流器3、储能电容4与底座5螺钉连接，磁电编码器1与底座5螺栓连接。
进一步的，所述的磁电编码器1由编码器外壳1-1、齿轮a 1-2、齿轮b 1-3、转轴a1-4、轴承a 1-5、轴承b 1-6、转轴b 1-7、轴承c 1-8、轴承d 1-9、联轴器1-10、单对极磁钢1-11、单对极霍尔a 1-12、单对极霍尔b 1-13、编码器信号解算板1-14，EEprom存储器1-15组成，其中轴承a 1-5、轴承b 1-6、轴承c 1-8、轴承d 1-9与编码器外壳1-1固接，齿轮a 1-2与转轴a 1-5固接，转轴a 1-4与轴承a 1-5、轴承b 1-6固接，齿轮a 1-2与齿轮b 1-3啮合，齿轮b 1-3与转轴b 1-7固接，转轴b 1-7与轴承c 1-8、轴承d 1-9固接，联轴器1-10与转轴b1-7、转轴k 2-2固接，单对极磁钢1-11与齿轮a 1-2胶接，单对极霍尔a 1-12与单对极霍尔b1-13与编码器信息解算板1-14焊锡焊接，编码器信息解算板1-14与编码器外壳1-1胶接，EEprom存储器1-15与编码器信号解算板1-14焊锡焊接。
进一步的，所述的发电机2由发电机主体2-1、转轴k 2-2组成，发电机主体2-1与转轴k 2-2固接，转轴k 2-2与联轴器1-10固接。
其工作原理：电机转轴a 1-4转动，齿轮a 1-2与转轴a 1-4固接，从而齿轮a 1-2转动，并且通过齿轮副使得齿轮b 1-3转动，齿轮b 1-3与转轴b 1-7固接，从而转轴b 1-7转动，转轴b 1-7通过联轴器与发电机转轴k2-2固接，转轴k 2-2旋转，从而发电机2发电；发电机2产生交流电后，通过整流器3转化为储能电容4可存储的直流电，保证自发电过程后，储能电容4存储的电能向磁电编码器1和EEprom存储器1-15供电，提高了编码器工作的可靠性；单对极磁钢与齿轮a 1-2胶接，单对极霍尔a 1-12与单对极霍尔b 1-13与编码器信号解算板1-14焊锡焊接，且单对极霍尔a 1-12、单对极霍尔b 1-13互相垂直，位于单对极磁钢1-11正上方，此时齿轮a 1-2转动，使得单对极磁钢1-11转动，单对极霍尔a 1-12、单对极霍尔b 1-13采集单对极角度值信号A+、A-，编码器信号解算板1-14对角度值模拟信号A+、A-进行模数转换，得到角度值数字信号HA+、HA-，再对得到的单对极角度值数字信号HA+、HA-进行解算，得到单对极角度值θ1，解算公式如下：
Figure BDA0002502219170000051
EEprom存储器1-15与编码器信号解算板1-14焊锡焊接，得到单对极角度值θ1后，将其存储到EEprom存储器1-15中，外部伺服控制***可以随时通过与EEprom存储器1-15通讯获取当前工作状态下角度值。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种自发电磁电编码器，它包括磁电编码器(1)、发电机(2)、整流器(3)、储能电容(4)、底座(5)五部分；其特征在于：所述的发电机(2)、整流器(3)、储能电容(4)与底座(5)螺钉连接，磁电编码器(1)与底座(5)螺栓连接。
2.根据权利要求1所述的磁电编码器，其特征在于：所述的磁电编码器(1)由编码器外壳(1-1)、齿轮a(1-2)、齿轮b(1-3)、转轴a(1-4)、轴承a(1-5)、轴承b(1-6)、转轴b(1-7)、轴承c(1-8)、轴承d(1-9)、联轴器(1-10)、单对极磁钢(1-11)、单对极霍尔a(1-12)、单对极霍尔b(1-13)、编码器信号解算板(1-14)，EEprom存储器(1-15)组成，其中轴承a(1-5)、轴承b(1-6)、轴承c(1-8)、轴承d(1-9)与编码器外壳(1-1)固接，齿轮a(1-2)与转轴a(1-5)固接，转轴a(1-4)与轴承a(1-5)、轴承b(1-6)固接，齿轮a(1-2)与齿轮b(1-3)啮合，齿轮b(1-3)与转轴b(1-7)固接，转轴b(1-7)与轴承c(1-8)、轴承d(1-9)固接，联轴器(1-10)与转轴b(1-7)、转轴k(2-2)固接，单对极磁钢(1-11)与齿轮a(1-2)胶接，单对极霍尔a(1-12)与单对极霍尔b(1-13)与编码器信息解算板(1-14)焊锡焊接，编码器信息解算板(1-14)与编码器外壳(1-1)胶接，EEprom存储器(1-15)与编码器信号解算板(1-14)焊锡焊接。
3.根据权利要求1所述的发电机,其特征在于：所述的发电机(2)由发电机主体(2-1)、转轴(2-2)组成，发电机主体(2-1)与转轴k(2-2)固接，转轴k(2-2)与联轴器(1-10)固接。
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