专利名称：一种电动门电机用磁编码器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电动门电机的位置传感装置，尤其是涉及一种电动门电机用的磁
性编码器。
背景技术：
电梯的轿门、建筑物的出入玻璃门、地铁的屏蔽门、机械装置的操作保护门等一般 都使用电动门，这些电动门都需要电机作为其驱动的动力。对于电动门的电机，需要具有输 出转矩大、体积小、效率高、容易控制等性能。由于电动门的使用频率很高，因此对其电机的 可靠性要求也很高。目前，常用的电动门电机包括有刷直流电机、无刷直流电机、交流异步 电机、永磁同步电机等。在这几种电机中，永磁同步电机因为其输出力矩大、功率密度大、效 率高、控制性能优越、维护量小等优点，非常适合驱动电动门。 永磁同步电机的驱动装置包括安装在电机上的位置传感装置，即编码器。常见的 编码器有光电编码器、旋转变压器和测速发电机等。但是，这几种编码器有的装有轴承，使 用寿命较短；有的防护能力差、工作温度范围小；有的体积过大，或不能输出绝对位置的信 号等等，因此都不是十分适合使用在电动门电机上。并且，以上几种编码器的成本都相对较高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种适合于电动门驱动电 机所使用的磁编码器。 本发明是采用以下的技术方案实现的一种电动门电机用磁编码器，包括一永磁 体和一检测组件。该永磁体固定设置在电机转子上；该检测组件固定设置在电机外壳上，并 与所述永磁体的一端面平行。所述检测组件包括两个霍尔传感器，用以检测永磁体产生的 磁场并输出信号。 进一步，所述检测组件还包括一数字处理器，其接收所述霍尔传感器的信号，经处 理后输出一永磁体相对电机外壳的角度信号。 进一步，所述数字处理器包括一A/D转换器，对霍尔传感器的信号进行处理。
进一步，还包括一印刷电路板，其设置在电机转子上，所述永磁体设置在所述印刷 电路板上。 进一步，所述永磁体为圆柱体，其沿径向分界线分成两个半圆柱体，分别为磁场的 N极和磁场的S极。 进一步，还包括一非导磁性圆柱套，所述圆柱套套在电机转轴的一端，所述永磁体 固定在该圆柱套的另一端。进一步，所述永磁体与所述检测组件之间存在0. 5 2mm的间隙。 进一步，两个霍尔传感器在其平面上与所述永磁体的轴线等距成90度设置。 相对于现有技术，本发明磁编码器没有轴承，耐冲击、振动，寿命长。并且结构简动电机。 为了能更清晰的理解本发明，以下将结合
阐述本发明的具体实施方式
。
图1是本发明电动门电机磁编码器的正面结构示意图。
图2是图1所示永磁体产生磁场的示意图。 图3是图1所示磁编码器的永磁体和霍尔传感器的相对位置示意图。
图4是图1所示磁编码器的输出信号图。
具体实施例方式
请参阅图1，其是本发明电动门电机磁编码器的正面结构示意图。该磁编码器包括 一永磁体10、一检测组件20、一圆柱套30和一印刷电路板(PCB)40。其中，该检测组件20 包括两个霍尔传感器22和一数字处理器24，该数字处理器24具有A/D转换器。
在物理位置上，该圆柱套30紧固地套在电机转轴50的一端，该永磁体10固定在 该圆柱套30的另一端，从而使该永磁体10与该电机转轴50相对固定，随电机一起旋转，永 磁体10的中心轴线与电机转轴50的中心轴线相重合。其中，该永磁体10为非导磁材料， 如铝、铜、塑料等。该检测组件20通过焊接固定在印刷电路板40上，该印刷电路板40设置 在电机的外壳(图未示)，从而使检测组件20固定在电机的外壳上，同时使检测组件20的 中心在电机转轴50的轴线上。该印刷电路板40具有信号接口电路，可与外部信号处理模 块连接。该检测组件20与永磁体10的端面之间平行不接触，存在0. 5 2mm的间隙。
请同时参阅图2，其是图1所示永磁体10产生磁场的示意图。本发明的永磁体10 是一个圆柱体的永磁体，该永磁体10沿径向分界线12分成两个半圆柱体，分别为磁场的N 极和磁场的S极。该永磁体10产生一空间正弦磁场。 请同时参阅图3，其是图1所示磁编码器的永磁体10和霍尔传感器22的相对位置 示意图。该霍尔传感器22为线性双向型霍尔传感器，设置在该印刷电路板40上，与该永磁 体10的端面平行，并在霍尔传感器22的平面上与永磁体10的轴线等距成90度。
请同时参阅图4，其是图1所示磁编码器的输出信号图。其中，X轴向表示永磁体 10的N-S极分界线12与两个霍尔传感器22角平分线之间的夹角13 ， Y轴线表示输出电平。 当永磁体10随着电机转轴50绕着其中心轴线旋转时，霍尔传感器22a和霍尔传感器22b 分别检测到其与夹角P对应的正弦或余弦变化的磁场，然后分别输出相应的正弦电平A和 余弦电平B。该数字处理器24接收两个霍尔传感器22的电平模拟信号，通过A/D转换成数 字信号，然后再进行反正切变换，获得一线性的角度信号C。该线性角度信号C通过模拟量 或串行传输的方式输出。由此，可以获得电机转轴运转的角度信息，实现角度检测的传感器 功能。 相对于现有技术，本发明电动门电机磁编码器的永磁体和检测组件之间不需要接 触，间隙中可以容许空气、水、油或任何非导磁的物质，因此磁编码器的电气零件可以通过 绝缘油密封，防护能力很好。同时，磁编码器没有轴承，耐冲击、振动，寿命长；永磁体和检测 元件的间隙和同心度要求不高，旋转部件和固定部件无须机械约束。此外，永磁体的工作温 度范围广，磁编码器的工作温度范围只受电气部件约束。并且结构简单，机械部件少，成本很低；安装空间小，适合对体积要求严格的电动门电机。 本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明 的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发 明也意图包含这些改动和变形。
权利要求
一种电动门电机用磁编码器，其特征在于包括一永磁体，固定设置在电机转子上；一检测组件，固定设置在电机外壳上，并与所述永磁体的一端面平行；所述检测组件包括两个霍尔传感器，用以检测永磁体产生的磁场并输出信号。
2. 根据权利要求1所述的磁编码器，其特征在于所述永磁体与所述检测组件之间存 在0. 5 2mm的间隙。
3. 根据权利要求1所述的磁编码器，其特征在于两个霍尔传感器在其平面上与所述 永磁体的轴线等距成90度设置。
4. 根据权利要求l所述的磁编码器，其特征在于所述检测组件还包括一数字处理器， 其接收所述霍尔传感器的信号，经处理后输出一永磁体相对电机外壳的角度信号。
5. 根据权利要求4所述的磁编码器，其特征在于所述数字处理器包括一A/D转换器， 对霍尔传感器的信号进行处理。
6. 根据权利要求1至5任一权利要求所述的磁编码器，其特征在于还包括一印刷电 路板，其设置在电机转子上，所述永磁体设置在所述印刷电路板上。
7. 根据权利要求1至5任一权利要求所述的磁编码器，其特征在于所述永磁体为圆柱体，其沿径向分界线分成两个半圆柱体，分别为磁场的N极和磁场的S极。
8. 根据权利要求7所述的磁编码器，其特征在于还包括一圆柱套，所述圆柱套套在电机转轴的 一端，所述永磁体固定在该圆柱套的另 一端。
9. 根据权利要求8所述的磁编码器，其特征在于所述圆柱套为非导磁材料。
全文摘要
本发明涉及一种电动门电机用磁编码器，包括一永磁体和一检测组件。该永磁体固定设置在电机转子上；该检测组件固定设置在电机外壳上，并与所述永磁体的一端面平行。所述检测组件包括两个霍尔传感器，用以检测永磁体产生的磁场并输出信号。相对于现有技术，本发明磁编码器没有轴承，耐冲击、振动，不怕灰尘、油污，寿命长。
文档编号H02K29/06GK101789672SQ201010135308
公开日2010年7月28日 申请日期2010年3月26日 优先权日2010年3月26日
发明者邓之江 申请人:江门市蒙德电气有限公司