CN215646537U - 一种用于直流电机速度和方向检测的电机传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于直流电机速度和方向检测的电机传感器，包括PCBA、设置于所述PCBA上且用于输出两路正交的方波信号的霍尔芯片和设置于电机的转轴上且与霍尔芯片相配合的信号磁钢，霍尔芯片设置一个。本实用新型的用于直流电机速度和方向检测的电机传感器，利用一个霍尔芯片实现电机速度及方向的检测，可以减少布置时占用的空间，解决PCBA空间受限时布局困难的问题；可以避免加工工艺引入的精度误差；可以减少霍尔芯片及***器件数量，降低成本。

Description

一种用于直流电机速度和方向检测的电机传感器

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，具体地说，本实用新型涉及一种用于直流电机速度和方向检测的电机传感器。

背景技术

电机作为机电能量转换装置，其应用范围遍及各个领域。为了适应不同的应用领域，各种类型的电机应运而生。对于需要控制速度、判断方向的直流电机应用领域，需增加位置传感器检测电机的速度及方向信号。

目前应用于电机的位置传感器主要有电磁式、光电式、磁敏式三种类型。磁敏式霍尔位置传感器具有体积小、使用方便、价格低廉的特点，适用于对价格敏感、驱动精度要求不高的应用场合。常规运用中，一般采用在PCBA(印刷电路板组件)上设置两个霍尔芯片，两个霍尔芯片之间电气夹角为90°*n(其中n为奇数)，两个霍尔芯片通过感应与电机转子同步旋转的信号磁钢磁场的变化使两路输出方波信号正交变化，通过脉冲数量及两信号间的逻辑关系来检测电机的速度和方向。两个霍尔芯片按固定电气夹角布置占用的空间相对较大，在PCBA空间受限时布局比较困难。两个霍尔芯片间夹角的精度受霍尔芯片的焊接工艺影响，存在一定的偏差。从成本的角度，两个霍尔芯片价格相对较高，不利于成本控制。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提供一种电机传感器，目的是减少布置时占用的空间，减少霍尔芯片及***器件数量，降低成本。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种用于直流电机速度和方向检测的电机传感器，包括PCBA、信号磁钢和设置于所述PCBA上且用于输出两路正交的方波信号的霍尔芯片，所述霍尔芯片设置一个，具有两个霍尔单元，霍尔芯片与电机转轴的轴线之间的距离s＝L/(2*sin(45°*n/p))，其中，L为两个霍尔单元之间的距离，p为信号磁钢的极对数，n为奇数，所述信号磁钢设置于电机的转轴上且与霍尔芯片相配合。

所述PCBA固定在电机前端或者后端，与电机定子相对静止。

所述信号磁钢固定在电机的转轴上，信号磁钢和转轴同轴旋转。

所述信号磁钢为一对极或多对极。

本实用新型的用于直流电机速度和方向检测的电机传感器，利用一个霍尔芯片实现电机速度及方向的检测，可以减少布置时占用的空间，解决PCBA空间受限时布局困难的问题；可以避免加工工艺引入的精度误差；可以减少霍尔芯片及***器件数量，降低成本。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本实用新型电机传感器的结构示意图；

图2是本实用新型电机传感器的局部结构示意图；

图3是霍尔芯片在PCBA上的安装位置示意图；

图中标记为：1、霍尔芯片；11、霍尔单元；12、霍尔单元；2、PCBA；3、信号磁钢；4、电机转子；41、转轴；5、电机定子。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1至图3所示，本实用新型提供了一种用于直流电机速度和方向检测的电机传感器，包括PCBA2、设置于PCBA2上且用于输出两路正交的方波信号的霍尔芯片1和设置于电机的转轴41上且与霍尔芯片1相配合的信号磁钢3，霍尔芯片1设置一个。

具体地说，如图1至图3所示，霍尔芯片1具有两个霍尔单元11、12，将两个霍尔单元11、12集成封装在一个霍尔芯片1中。根据两霍尔单元11、12之间的距离调节信号磁钢3的极数及霍尔芯片1到信号磁钢3轴线的垂直距离，使输出的两路方波信号正交变化，通过脉冲数量及两路方波信号间的逻辑关系来检测电机的速度和方向。采用一个集成了两霍尔单元的霍尔芯片1替代两个按固定电气夹角布置的霍尔芯片的传感器方案能节省空间，解决PCBA2空间受限时布局困难的问题。避免加工工艺引入的精度误差，减少霍尔芯片1及***器件数量，降低成本。

如图1至图3所示，霍尔芯片1安装在PCBA2上，信号磁钢3位于PCBA2的一侧，信号磁钢3固定在电机转子4的转轴41上，信号磁钢3与电机转轴41同轴旋转，信号磁钢3可为一对极，也可为多对极。PCBA2固定在电机前端或者后端，与电机定子相对静止。

如图1至图3所示，霍尔芯片1与转轴41的轴线之间的距离s满足公式：s＝L/(2*sin(45°*n/p))，其中，L为两个霍尔单元11、12之间的距离，p为信号磁钢3的极对数，n为奇数。

信号磁钢3和霍尔芯片1之间的距离δ需满足两个要求：①霍尔芯片1对磁感应强度阈值的要求；②实际应用中安全距离的要求。霍尔芯片1集成了霍尔单元11和霍尔单元12，霍尔单元11的中心和霍尔单元12的中心之间的距离L为一固定值。

以信号磁钢3极对数p＝5为例，霍尔单元11和霍尔单元12的轴线之间的机械角度可以为18°、54°、90°等，芯片封装后已经确定L尺寸，根据L按公式计算出s值，结合实际空间布置，选择最优的s值。

以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述。显然，本实用新型具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本实用新型的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于直流电机速度和方向检测的电机传感器，包括PCBA和信号磁钢，其特征在于：还包括设置于所述PCBA上且用于输出两路正交的方波信号的霍尔芯片，所述霍尔芯片设置一个，具有两个霍尔单元，霍尔芯片与电机转轴的轴线之间的距离s＝L/(2*sin(45°*n/p))，其中，L为两个霍尔单元之间的距离，p为信号磁钢的极对数，n为奇数，所述信号磁钢设置于电机的转轴上且与霍尔芯片相配合。

2.根据权利要求1所述的用于直流电机速度和方向检测的电机传感器，其特征在于：所述PCBA固定在电机前端或者后端，与电机定子相对静止。

3.根据权利要求1所述的用于直流电机速度和方向检测的电机传感器，其特征在于：所述信号磁钢固定在电机的转轴上，信号磁钢和转轴同轴旋转。

4.根据权利要求1至3任一所述的用于直流电机速度和方向检测的电机传感器，其特征在于：所述信号磁钢为一对极或多对极。

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