本發(fā)明屬于電機(jī)檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)及其方法。
背景技術(shù)：
：電機(jī)控制系統(tǒng)對轉(zhuǎn)子位置檢測在運(yùn)行的速度范圍內(nèi)要滿足檢測的準(zhǔn)確度、電路結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠以及抗干擾能力強(qiáng)的基本要求。常見的位置傳感器有光敏式、磁敏式及接近開關(guān)等，其輸出為數(shù)字信號，轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過一個步進(jìn)腳，位置檢測器的輸出信號發(fā)生相應(yīng)變化，電機(jī)控制系統(tǒng)據(jù)此發(fā)出控制指令，控制相對應(yīng)繞組通電或者斷電。現(xiàn)有技術(shù)中采用霍爾位置傳感器來檢測電機(jī)轉(zhuǎn)子位置，其存在的缺陷是：位置檢測分辨率不高，無法實(shí)現(xiàn)電機(jī)順時針和逆時針兩個方向的快速啟動。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)，其具有占用主控制器的io資源少，且成本低，能實(shí)現(xiàn)電機(jī)順時針和逆時針兩個方向的快速啟動的效果；本發(fā)明的一種電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)，包括：三組霍爾位置傳感器，分別用于檢測電機(jī)順時針啟動位置、電機(jī)逆時針啟動位置檢測和電機(jī)正常運(yùn)行位置；每組霍爾位置傳感器包括三個霍爾位置傳感器，每組霍爾位置傳感器安裝在電機(jī)殼體的內(nèi)部；及磁環(huán)，其固定于轉(zhuǎn)子軸端部，其用于與轉(zhuǎn)子同時旋轉(zhuǎn)且產(chǎn)生變化的磁場信號來為霍爾位置傳感器提供磁場激勵；及多路復(fù)用器，其輸入端與所述霍爾位置傳感器相連，控制端分別與微處理器的電機(jī)轉(zhuǎn)速輸出端和電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向輸出端相連，所述微處理器分別與電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和電流傳感器相連，所述電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和電流傳感器均安裝在電機(jī)上，分別用于實(shí)時檢測電機(jī)的轉(zhuǎn)速以及電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向；所述多路復(fù)用器的輸出端與主控制器相連，所述主控制器與顯示模塊相連。進(jìn)一步的，每組霍爾位置傳感器中的三個霍爾位置傳感器彼此之間相差120度安裝在電機(jī)上。進(jìn)一步的，所述電流傳感器為電流互感器。進(jìn)一步的，所述主控制器還與pc端服務(wù)器相連，所述pc端服務(wù)器與pc機(jī)相連。進(jìn)一步的，所述主控制器通過光纖與pc端服務(wù)器相連。進(jìn)一步的，所述pc端服務(wù)器還與云端服務(wù)器相連，所述遠(yuǎn)端服務(wù)器與移動監(jiān)控終端。進(jìn)一步的，所述pc端服務(wù)器通過無線模塊與云端服務(wù)器相連。本發(fā)明還提供了一種電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)的檢測方法。該方法包括：三組霍爾位置傳感器檢測電機(jī)順時針啟動位置、電機(jī)逆時針啟動位置檢測和電機(jī)正常運(yùn)行位置；同時磁環(huán)與轉(zhuǎn)子同時旋轉(zhuǎn)且產(chǎn)生變化的磁場信號來為霍爾位置傳感器提供磁場激勵；及多路復(fù)用器接收霍爾位置傳感器傳送來的信號，多路復(fù)用器還根據(jù)控制端接收到的電機(jī)轉(zhuǎn)速和電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向信息來輸出相應(yīng)組霍爾位置傳感器傳送來的信號至主控制器并進(jìn)行實(shí)時顯示。該方法還包括：主控制器將接收到的信號經(jīng)pc端服務(wù)器傳送至云端服務(wù)器進(jìn)行存儲。該方法還包括：移動監(jiān)控終端從云端服務(wù)器調(diào)取相應(yīng)信號并進(jìn)行遠(yuǎn)端實(shí)時監(jiān)控。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：(1)本發(fā)明的三組霍爾位置傳感器所檢測的信號通過多路復(fù)用器進(jìn)行切換，進(jìn)行控制切換，通過多路復(fù)用器的兩個控制端口就可以實(shí)現(xiàn)三組信號的轉(zhuǎn)換，占用主控制器的io資源極少，且成本低。(2)本發(fā)明的電機(jī)轉(zhuǎn)子檢測系統(tǒng)，通過設(shè)置三組霍爾位置傳感器，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)順時針和逆時針兩個方向的快速啟動，相對于采用旋轉(zhuǎn)變壓器作為位置檢測裝置的轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)成本更低，實(shí)現(xiàn)起來更為簡單。附圖說明構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進(jìn)一步理解，本申請的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。圖1是本發(fā)明的本發(fā)明的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)結(jié)電路原理圖；圖3順時針啟動狀態(tài)霍爾信號時序圖與正常運(yùn)行霍爾信號時序圖的對照；圖4逆時針啟動狀態(tài)霍爾信號時序圖與正常運(yùn)行霍爾信號時序圖的對照。具體實(shí)施方式應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對本申請?zhí)峁┻M(jìn)一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。圖1是本發(fā)明的本發(fā)明的一種電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明的一種電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)，包括：三組霍爾位置傳感器，分別用于檢測電機(jī)順時針啟動位置、電機(jī)逆時針啟動位置檢測和電機(jī)正常運(yùn)行位置；每組霍爾位置傳感器包括三個霍爾位置傳感器，每組霍爾位置傳感器安裝在電機(jī)殼體的內(nèi)部；及磁環(huán)，其固定于轉(zhuǎn)子軸端部，其用于與轉(zhuǎn)子同時旋轉(zhuǎn)且產(chǎn)生變化的磁場信號來為霍爾位置傳感器提供磁場激勵；及多路復(fù)用器，其輸入端與所述霍爾位置傳感器相連，控制端分別與微處理器的電機(jī)轉(zhuǎn)速輸出端和電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向輸出端相連，所述微處理器分別與電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和電流傳感器相連，所述電機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和電流傳感器均安裝在電機(jī)上，分別用于實(shí)時檢測電機(jī)的轉(zhuǎn)速以及電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向；所述多路復(fù)用器的輸出端與主控制器相連，所述主控制器與顯示模塊相連。其中，微處理器可以采用51單片機(jī)或arm單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)。主控制器可采用arm單片機(jī)或fpga芯片來實(shí)現(xiàn)。每組霍爾位置傳感器中的三個霍爾位置傳感器彼此之間相差120度安裝在電機(jī)上。所述電流傳感器為電流互感器。顯示模塊為液晶屏或led顯示屏。具體地，本發(fā)明的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)采用霍爾位置傳感器，分為3組，每組采用3個，一共9個霍爾傳感器。采用8對ns磁極的磁環(huán)固定于轉(zhuǎn)子軸端部，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，磁環(huán)同時旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生變化的磁場信號，以便為霍爾位置傳感器提供磁場激勵。采用兩片74hc153作為三組霍爾位置信號的多路復(fù)用器。分別在電機(jī)分別處于順時針啟動、逆時針啟動和正常運(yùn)行三種狀態(tài)時，通過多路復(fù)用器的切換信號，實(shí)現(xiàn)三種位置信號的切換。如圖2所示，u1～u2為雙路4輸入多路復(fù)用器；u3～u9為雙極霍爾開關(guān)；c1～c2為芯片電源濾波電容；p1為轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)輸出接口。u3、u4、u5為電機(jī)正常運(yùn)行轉(zhuǎn)子位置檢測開關(guān)，用于電機(jī)正常運(yùn)行時，提供轉(zhuǎn)子位子洗好；u6、u7、u8為電機(jī)順時針啟動轉(zhuǎn)子位置檢測開關(guān)，用于電機(jī)順時針啟動時，提供轉(zhuǎn)子位子信號；u9、u10、u11為電機(jī)逆時針啟動轉(zhuǎn)子位置檢測開關(guān)，用于電機(jī)順時針啟動時，提供轉(zhuǎn)子位子信號。u3～u9的輸出信號，傳送到u1、u2的輸入管腳，通過s1、s2兩個多通道選擇信號，進(jìn)行輸出信號的切換，具體切換如表所示。表1霍爾位置信號輸出選擇真值表s0s1hall_ahall_bhall_c100abc210a1b1c1301a2b2c2411×××當(dāng)s0＝0,s1＝0時，轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)輸出的信號為電機(jī)正常運(yùn)行位置檢測信號；當(dāng)s0＝1,s1＝0時，轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)輸出的信號為電機(jī)順時針啟動位置檢測信號；當(dāng)s0＝0,s1＝1時，轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)輸出的信號為電機(jī)逆時針啟動位置檢測信號；當(dāng)s0＝1,s1＝1時，輸出信號為無效信號。a、b、c代表轉(zhuǎn)子位置檢測開關(guān)u3、u4、u5的機(jī)械位置，它們彼此之間相差120度機(jī)械角度，代表開關(guān)磁阻電機(jī)三相繞組定子和轉(zhuǎn)子對其的位置。a1、b1、c1代表轉(zhuǎn)子位置檢測開關(guān)u6、u7、u8的機(jī)械位置；它們彼此之間相差120度機(jī)械角度。另外，為了實(shí)現(xiàn)電機(jī)的順時針快速啟動，它們比開關(guān)磁阻電機(jī)三相繞組定子和轉(zhuǎn)子對齊的位置，順時針提前了一個角度。順時針啟動的霍爾位置信號時序如圖3所示。a2、b2、c2代表轉(zhuǎn)子位置檢測開關(guān)u9、u10、u11的機(jī)械位置；它們彼此之間相差120度機(jī)械角度。另外，為了實(shí)現(xiàn)電機(jī)的逆時針快速啟動，它們比開關(guān)磁阻電機(jī)三相繞組定子和轉(zhuǎn)子對齊的位置，逆時針提前了一個角度。順時針啟動的霍爾位置信號時序如圖4所示。相對于正常運(yùn)行的轉(zhuǎn)子位置檢測開關(guān)，順時針啟動和逆時針啟動的轉(zhuǎn)子位置檢測開關(guān)分別相對于各自轉(zhuǎn)向提前了一個角度。本發(fā)明可以使電機(jī)啟動狀態(tài)下，各相繞組在相電感最小時更快速的注入電流，產(chǎn)生更大的啟動轉(zhuǎn)矩，提高電機(jī)啟動的加速度，實(shí)現(xiàn)電機(jī)快速啟動的目的。本發(fā)明的三組霍爾位置傳感器所檢測的信號通過多路復(fù)用器進(jìn)行切換，進(jìn)行控制切換，通過多路復(fù)用器的兩個控制端口就可以實(shí)現(xiàn)三組信號的轉(zhuǎn)換，占用主控制器的io資源極少，且成本低。本發(fā)明的電機(jī)轉(zhuǎn)子檢測系統(tǒng)，通過設(shè)置三組霍爾位置傳感器，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)順時針和逆時針兩個方向的快速啟動，相對于采用旋轉(zhuǎn)變壓器作為位置檢測裝置的轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)成本更低，實(shí)現(xiàn)起來更為簡單。在其他實(shí)施例中，本發(fā)明的主控制器還與pc端服務(wù)器相連，所述pc端服務(wù)器與pc機(jī)相連。在其他實(shí)施例中，主控制器通過光纖與pc端服務(wù)器相連。在其他實(shí)施例中，pc端服務(wù)器還與云端服務(wù)器相連，所述遠(yuǎn)端服務(wù)器與移動監(jiān)控終端。在其他實(shí)施例中，pc端服務(wù)器通過無線模塊與云端服務(wù)器相連。在其他實(shí)施例中，移動監(jiān)控終端為手機(jī)或筆記本電腦。本發(fā)明還提供了一種電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)的檢測方法。該方法包括：三組霍爾位置傳感器檢測電機(jī)順時針啟動位置、電機(jī)逆時針啟動位置檢測和電機(jī)正常運(yùn)行位置；同時磁環(huán)與轉(zhuǎn)子同時旋轉(zhuǎn)且產(chǎn)生變化的磁場信號來為霍爾位置傳感器提供磁場激勵；及多路復(fù)用器接收霍爾位置傳感器傳送來的信號，多路復(fù)用器還根據(jù)控制端接收到的電機(jī)轉(zhuǎn)速和電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向信息來輸出相應(yīng)組霍爾位置傳感器傳送來的信號至主控制器并進(jìn)行實(shí)時顯示。該方法還包括：主控制器將接收到的信號經(jīng)pc端服務(wù)器傳送至云端服務(wù)器進(jìn)行存儲。該方法還包括：移動監(jiān)控終端從云端服務(wù)器調(diào)取相應(yīng)信號并進(jìn)行遠(yuǎn)端實(shí)時監(jiān)控。上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。當(dāng)前第1頁12