轉(zhuǎn)子位置傳感器課件講解

1.霍爾傳感器霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場傳感器?；魻栃?yīng)是磁電效應(yīng)的一種，這一現(xiàn)象是美國物理學(xué)家霍爾（E.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)的。后來人們發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體、導(dǎo)電流體等也有這種效應(yīng)，而半導(dǎo)體的霍爾效應(yīng)比金屬強(qiáng)得多，利用這一現(xiàn)象制成的各種霍爾元件，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)、檢測技術(shù)及信息處理等方面。轉(zhuǎn)子位置傳感器轉(zhuǎn)子位置傳感器安裝在驅(qū)動(dòng)電機(jī)內(nèi)部，起著檢測轉(zhuǎn)子磁極位置、為逆變器提供正確換向信息的重要作用。轉(zhuǎn)子位置傳感器主要包括磁敏式（霍爾傳感器）、光電式（光電編碼器）和電磁式（旋轉(zhuǎn)變壓器）。轉(zhuǎn)子位置傳感器1）霍爾效應(yīng)當(dāng)放在磁場中的半導(dǎo)體基片中通過與磁場垂直的電流時(shí)，半導(dǎo)體基片中的電子將受到電磁力（洛倫茲力）的作用，使電子聚集于半導(dǎo)體基片的一側(cè)成為負(fù)極，而半導(dǎo)體基片的另一側(cè)則因?yàn)槭ル娮佣蔀檎龢O。2）霍爾電壓霍爾電壓可用下式表達(dá)：UH=RH式中，RH為霍爾常數(shù)；I為控制電流；B為磁感應(yīng)強(qiáng)度；d為霍爾元件的厚度。3）霍爾傳感器的工作原理霍爾傳感器以霍爾效應(yīng)為工作基礎(chǔ)，一般是由霍爾元件和其附屬電路組成的集成傳感器，用它可以檢測磁場變化。永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子為永磁體。通過霍爾傳感器可以檢測轉(zhuǎn)子磁場強(qiáng)度，確定轉(zhuǎn)子位置?；魻杺鞲衅髟谟来沤涣麟姍C(jī)上的應(yīng)用如圖2-9所示。轉(zhuǎn)子位置傳感器圖2-9霍爾傳感器在永磁交流電機(jī)上的應(yīng)用霍爾電壓隨磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化而變化：磁場越強(qiáng)，電壓越高；磁場越弱，電壓越低。霍爾電壓值很小，通常只有幾毫伏，但經(jīng)集成電路中的放大器就能使該電壓放大到足以輸出較強(qiáng)的信號(hào)。霍爾傳感器的輸出波形為矩形脈沖，是一種數(shù)字信號(hào)，因此霍爾傳感器表現(xiàn)為具有開關(guān)特性的磁開關(guān)。霍爾傳感器的工作原理及輸出波形如圖2-10所示。轉(zhuǎn)子位置傳感器圖2-10霍爾傳感器的工作原理及輸出波形2.光電編碼器光電編碼器是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。這是目前應(yīng)用最多的編碼器。光電編碼器由光柵盤和光電檢測轉(zhuǎn)子組成。光電編碼器的結(jié)構(gòu)組成及輸入、輸出波形如圖2-11所示。轉(zhuǎn)子位置傳感器圖2-11光電編碼器的結(jié)構(gòu)組成及輸入、輸出波形3.旋轉(zhuǎn)變壓器旋轉(zhuǎn)變壓器簡稱旋變，是一種輸出電壓隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角變化的器件。當(dāng)勵(lì)磁繞組以一定頻率的交流電壓勵(lì)磁時(shí)，輸出繞組的電壓幅值與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角呈余弦函數(shù)關(guān)系，或保持一定比例關(guān)系，或在一定轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)與轉(zhuǎn)角呈線性關(guān)系。旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)組成及輸出波形如圖2-12所示。轉(zhuǎn)子位置傳感器圖2-12旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)組成及輸出波形旋轉(zhuǎn)變壓器的功用主要是檢測電機(jī)轉(zhuǎn)子位置，控制器編碼后可以獲知電機(jī)轉(zhuǎn)速。旋轉(zhuǎn)變壓器的構(gòu)造如圖2-13所示，傳感器線圈固定在殼體上，信號(hào)齒圈固定在轉(zhuǎn)