CN201608680U - 电机旋转检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电机旋转检测装置，包括PCB板，还包括安装于电机转轴上的永磁体装置、以及设于所述PCB板上的磁编码电路和电机旋转方向识别电路，所述磁编码电路主要由线性霍尔传感器和单片机组成，用于判断转子位置及检测电机转速；所述电机旋转方向识别电路主要由两个开关霍尔传感器和D触发器组成，其中，一个开关霍尔传感器输出的脉冲信号传送至D触发器的脉冲输入CP端，另一个开关霍尔传感器输出的脉冲信号传送至D触发器的信号输入D端，该D触发器输出端输出的高低电平用于判断电机旋转的方向。本实用新型电机旋转检测装置，检测精度不受线数约束，也不受尘埃的影响，判断电机的旋转方向简单，性价比高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电机检测装置，尤其涉及一种电机旋转检测装置。
背景技术
目前，国内市场上对于电机磁极位置、转速等进行检测判断的装置，普遍采用增量式光电编码器。增量式光电编码器虽然应用较广，但是其控制精度受线数的约束，此外对于较高精度的光电编码器，若码盘上落有尘埃就可能导致误脉冲的出现，从而影响整个检测装置的检测准确度。另外对于电机的旋转方向的判断缺乏一种简单而又直接的方法。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种电机旋转检测装置，该装置的检测精度不受线数约束，也不受尘埃的影响，而且该装置判断电机的旋转方向简单。
为了解决上述技术问题，本实用新型电机旋转检测装置，包括PCB板，还包括安装于电机转轴上的永磁体装置、以及设于所述PCB板上的磁编码电路和电机旋转方向识别电路；
所述磁编码电路主要由线性霍尔传感器和单片机组成，用于判断转子位置及检测电机转速，该线性霍尔传感器与单片机相连接，并依据所述永磁体装置产生的交变磁场输出正弦波信号至该单片机；
所述电机旋转方向识别电路主要由两个开关霍尔传感器和D触发器组成，其中，一个开关霍尔传感器输出的脉冲信号传送至D触发器的脉冲输入CP端，另一个开关霍尔传感器输出的脉冲信号传送至D触发器的信号输入D端，该D触发器输出端输出的高低电平用于判断电机旋转的方向。
优选的，所述两个开关霍尔传感器靠近放置，以保证该两个开关霍尔传感器的输出脉冲相差半个周期以内。
优选的，所述永磁体装置为稀土磁钢。
本实用新型电机旋转检测装置，检测精度不受线数约束，也不受尘埃的影响，而且由于该检测装置使用开关霍尔元件判别转动方向及转子的位置，判断方法简单直接，且本发明检测装置的价格远低于光电编码器，性价比高，具有更强的市场竞争力。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型电机旋转检测装置的电路原理框图；
图2是本实用新型电机旋转检测装置中线性霍尔传感器输出的波形示意图；
图3是本实用新型电机旋转检测装置中两个开关霍尔传感器输出的波形示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型电机旋转检测装置，包括PCB板(印刷线路板)，还包括安装于电机转轴上的永磁体装置1、以及设于PCB板上的磁编码电路2和电机旋转方向识别电路3。
磁编码电路2主要由线性霍尔传感器4和单片机5组成，用于判断转子位置及检测电机转速，该线性霍尔传感器4与单片机5相连接，并依据永磁体装置1产生的交变磁场输出正弦波信号至该单片机5。
电机旋转方向识别电路3主要由两个开关霍尔传感器6和D触发器7组成，其中，一个开关霍尔传感器6.1输出的脉冲信号传送至D触发器7的脉冲输入CP端，另一个开关霍尔传感器6.2输出的脉冲信号传送至D触发器7的信号输入D端，该D触发器7输出端输出的高低电平用于判断电机旋转的方向。
本实用新型电机旋转检测装置在磁编码电路2和电机旋转方向识别电路3中采用霍尔传感器，霍尔传感器的输出是根据磁场的变化而发生变化，对于线性霍尔传感器而言其输出可为正弦波，理论上可以将一个周期的正弦波进行无限等份(即线数趋于无穷)，因此本实用新型有效解决了现有光电编码器因线数限制而影响测量精度的问题，粉尘对于磁场也没有影响，本实用新型的检测装置适应场合更广。
在本实用新型的一个实施例中，电机旋转检测装置包括安装于电机端盖的PCB板及焊接在PCB板上的电机旋转方向识别电路3、磁编码电路2，以及安装于电机转轴上的条形稀土磁钢(属于永磁体装置1的一种)，判断转子位置及其转速的磁编码电路2主要是由线性霍尔传感器4和单片机5组成，线性霍尔传感器4安装在条形稀土磁钢的上方，它的输出信号为一正弦波(如图2所示)。稀土磁钢产生交变磁场，当置于电机转轴上的条形稀土磁钢的N极正好处于线性霍尔传感器4的下方时，线性霍尔传感器4输出为正弦波的谷值；当条形稀土磁钢的S极处于线性霍尔传感器4的下方时，线性霍尔传感器4的输出为正弦波的峰值；当条形稀土磁钢的位置和线性霍尔传感器4垂直时，线性霍尔传感器4输出则处于正弦波的零值。磁编码电路2的功能是将线性霍尔传感器4输出的0-5V正弦波信号送至单片机5，单片机5根据精度的要求不停地对连续的正弦信号进行采样，将采样的值与事先输入单片机的位置值进行查表对比，若等于其中某个值时则产生一个磁脉冲信号。例如：对于转子旋转360度产生的一个周期的正弦波，一个脉冲信号对应1度，那么电机旋转一圈则产生360个脉冲。同时单片机还可以根据两个脉冲之间的时间而计算出电机的转速。
电机旋转方向识别电路3主要由两个开关霍尔传感器6.1、6.2和一个D触发器7组成(见图1)，开关霍尔传感器6安装位置是放在条形稀土磁钢的下方，两个开关霍尔传感器6.1、6.2要尽可能的靠近放置，以保证两个开关霍尔传感器的输出脉冲相差在半个周期以内，紧靠在一起的两个开关霍尔传感器6.1、6.2输出的信号波形如图3所示。对于转子顺时针旋转时，开关霍尔传感器6.2输出的脉冲信号超前于开关霍尔传感器6.1输出的脉冲信号，转子逆时针旋转时，开关霍尔传感器6.2输出的脉冲信号滞后于开关霍尔传感器6.1输出的脉冲信号，将开关霍尔传感器6.1、6.2输出的脉冲信号分别送至D触发器7的脉冲输入CP端和信号输入D端。如图3所示开关霍尔传感器6.2的输出信号作为CP端输入信号，开关霍尔传感器6.1的输出作为D触发器D端的输入信号，选择下降沿触发的D触发器，由于两个开关霍尔传感器紧靠在一起，脉冲信号CP和输入信号D之间相差在半个周期以内。D触发器7输出信号的状态Q＝D(在CP脉冲的下降沿到来时)，因此若D触发器7的输出OUT2为低电平，则说明电机逆时针旋转，若D触发器7的输出OUT2为高电平，则说明电机顺时针旋转。这样只需要根据D触发器7输出端OUT2输出电平的高低情况就可以判断电机的旋转方向。由于本实用新型检测装置采用开关霍尔传感器结合一个D触发器判别转动方向，判断方法简单直接，且价格低廉，性价比高，具有很强的市场竞争力。
以上仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种电机旋转检测装置，包括PCB板，其特征在于，还包括安装于电机转轴上的永磁体装置、以及设于所述PCB板上的磁编码电路和电机旋转方向识别电路；
所述磁编码电路主要由线性霍尔传感器和单片机组成，用于判断转子位置及检测电机转速，该线性霍尔传感器与单片机相连接，并依据所述永磁体装置产生的交变磁场输出正弦波信号至该单片机；
所述电机旋转方向识别电路主要由两个开关霍尔传感器和D触发器组成，其中，一个开关霍尔传感器输出的脉冲信号传送至D触发器的脉冲输入CP端，另一个开关霍尔传感器输出的脉冲信号传送至D触发器的信号输入D端，该D触发器输出端输出的高低电平用于判断电机旋转的方向。
2.根据权利要求1所述的电机旋转检测装置，其特征在于，所述两个开关霍尔传感器靠近放置，以保证该两个开关霍尔传感器的输出脉冲相差半个周期以内。
3.根据权利要求1所述的电机旋转检测装置，其特征在于，所述永磁体装置为稀土磁钢。
4.根据权利要求1所述的电机旋转检测装置，其特征在于，所述PCB板安装于电机端盖上。
5.根据权利要求1所述的电机旋转检测装置，其特征在于，所述线性霍尔传感器位于永磁体装置的上方。
6.根据权利要求1所述的电机旋转检测装置，其特征在于，所述开关霍尔传感器位于永磁体装置的下方。
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