一种霍尔电机转子位置采集装置的制作方法

本发明涉及电机转子位置检测设备技术领域，具体为一种霍尔电机转子位置采集装置。

背景技术：

霍尔电机泛指能使机械能转化为电能、电能转化为机械能的一切机器。特指发电机、电能机、电动机，按工作电源分类根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机，按结构及工作原理分类电动机按结构及工作原理可分为直流电动机，异步电动机和同步电动机。

传统的电机霍尔位置传感器有供电线、接地线、三条霍尔输出线，连线多容易连接错误导致电机不工作或者烧毁电机，极大的影响了电机的正常使用。

技术实现要素：

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种霍尔电机转子位置采集装置，具备连接线只需要一条或者两条，特别在需要用长连接线的电动旋转工具产品上，很大节约了三条线改成一条线的成本，在要求导线数量的产品上有明显优势等优点，解决了传统的电机霍尔位置传感器有供电线、接地线、三条霍尔输出线，连线多容易连接错误导致电机不工作或者烧毁电机，极大的影响了电机正常使用的问题。

（二）技术方案

为实现上连接线只需要一条或者两条，特别在需要用长连接线的电动旋转工具产品上，很大节约了三条线改成一条线的成本，在要求导线数量的产品上有明显优势的目的，本发明提供如下技术方案：一种霍尔电机转子位置采集装置，包括电机、检测模块和控制模块，所述电机内固定连接有转轴，所述转轴的外壁固定连接有转子，所述转轴的外壁固定连接有磁环，所述电机的内壁固定连接有安装环，所述安装环的内壁固定连接有多个与磁环相对应的霍尔传感器，所述检测模块包括用于检测转子位置的检测单元和感应单元，所述控制模块包括主板、三个信号转换单元和信号放大单元，所述主板、三个信号转换单元和信号放大单元均通过导线电性连接。

优选的，多个所述霍尔传感器在安装环上的分布位置呈120度或60度。

优选的，包括单线的实现方法：

步骤一：将电机转子转动位置经过霍尔传感器输出的弱信号转换为电流信号；

步骤二：使供电电压通过三个二极管与电机相线产生电流变化回路；

步骤三：根据检测的电流变化从而得出转子位置。

优选的，包括双线的实现方法：

步骤一：将电机转子转动位置经过霍尔传感器输出的弱信号转换为电流信号，直接经过地产生电流变化回路；

步骤二：根据检测电流变化从而得出转子位置；

步骤三：使整个装置的电路和电机供电隔离开。

优选的，包括单线的电路原理：

信号转换单元是安装在电机上的电路，电路供电由信号放大单元中的电路供电和检测供电线上r6电流变化从而得出转子位置，供电电压vcc通过sensor感应单元端传递给信号转换单元，经过c1滤波到u1稳压，u1接地端是经过d1、d2和d3连接到电机相线产生回路，在六步算法控制中，因为电机工作时不管什么时刻都会有相线接地，利用这个接地就可以产生电流回路，c2滤波输出5v电压，霍尔传感器u2、u3和u4的供电就由这个5v电压提供，霍尔传感器u2、u3和u4分别以60度或120度电角度安装在电机定子上，用来检测转子的转动角度，霍尔传感器u2、u3和u4输出信号去驱动mos管q1、q2和q3，让mos管上s极的电阻r1、r2和r3产生不同的电流，这个电流会经过mos管q1、q2和q3和u1传到整个sensor感应单元线上，在由信号放大单元的高侧电流放大电路将r6的电流信号放大送给主板mcu进行角度换算。

优选的，包括双线的电路原理：

双线和单线的工作原理基本一致，不同的地方在于没有用到信号转换单元的d1、d2和d3三个二极管，将接地线引出单独连接到地产生电流回路，电流放大也可以用低侧电流放大电路，单独引出的好处在于避免二极管的耐压不足，双线采集不限制电机和电机的工作方式，只要电机在运转就可以输出电流信号，用于电机转子位置换算。

优选的，所述u1为稳压单元，所述d1、d2和d3为三个二极管，所述r1、r2、r3和r6均为电阻，所述u2、u3和u4均为霍尔传感器，所述q1、q2和q3均为mos管。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种霍尔电机转子位置采集装置，具备以下有益效果：

该霍尔电机转子位置采集装置，将原来的五条信号线简化为两条或者一条，将原来的霍尔开关信号转换成电流变化的模拟信号，用两根或一根导线传输到主板，主板再将电流信号用adc（模数转换器）转换为数字信号，利用主板上的mcu（微控制器）结合相应程序把数字信号换算成电机转子角度信息，本发明的连接线只需要一条或者两条，特别在需要用长连接线的电动旋转工具产品上，很大节约了三条线改成一条线的成本，在要求导线数量的产品上有明显优势。

附图说明

图1为本发明提出的一种霍尔电机转子位置采集装置结构示意图；

图2为本发明提出的一种霍尔电机转子位置采集装置信号转换单元的电路原理图；

图3为本发明提出的一种霍尔电机转子位置采集装置信号放大单元的电路原理图；

图4为本发明提出的一种霍尔电机转子位置采集装置电机的工作原理图。

图中：1电机、2转轴、3转子、4磁环、5安装环、6霍尔传感器、7检测模块、8控制模块、9主板、10信号转换单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，一种霍尔电机转子位置采集装置，包括电机1、检测模块7和控制模块8，电机1内固定连接有转轴2，转轴2的外壁固定连接有转子3，转轴2的外壁固定连接有磁环4，电机1的内壁固定连接有安装环5，安装环5的内壁固定连接有多个与磁环4相对应的霍尔传感器6，检测模块7包括用于检测转子3位置的检测单元和感应单元，控制模块8包括主板、三个信号转换单元10和信号放大单元，主板、三个信号转换单元10和信号放大单元均通过导线电性连接。

多个霍尔传感器6在安装环5上的分布位置呈120度或60度。

包括单线的实现方法：

步骤一：将电机转子转动位置经过霍尔传感器输出的弱信号转换为电流信号；

步骤二：使供电电压通过三个二极管与电机相线产生电流变化回路；

步骤三：根据检测的电流变化从而得出转子位置。

包括双线的实现方法：

步骤一：将电机转子转动位置经过霍尔传感器输出的弱信号转换为电流信号，直接经过地产生电流变化回路；

步骤二：根据检测电流变化从而得出转子位置；

步骤三：使整个装置的电路和电机供电隔离开。

包括单线的电路原理：

信号转换单元10是安装在电机上的电路，电路供电由信号放大单元中的电路供电和检测供电线上r6电流变化从而得出转子位置，供电电压vcc通过sensor感应单元端传递给信号转换单元10，经过c1滤波到u1稳压，u1接地端是经过d1、d2和d3连接到电机相线产生回路，在六步算法控制中，因为电机工作时不管什么时刻都会有相线接地，利用这个接地就可以产生电流回路，c2滤波输出5v电压，霍尔传感器u2、u3和u4的供电就由这个5v电压提供，霍尔传感器u2、u3和u4分别以60度或120度电角度安装在电机定子上，用来检测转子的转动角度，霍尔传感器u2、u3和u4输出信号去驱动mos管q1、q2和q3，让mos管上s极的电阻r1、r2和r3产生不同的电流，这个电流会经过mos管q1、q2和q3和u1传到整个sensor感应单元线上，在由信号放大单元的高侧电流放大电路将r6的电流信号放大送给主板mcu进行角度换算。

包括双线的电路原理：

双线和单线的工作原理基本一致，不同的地方在于没有用到信号转换单元10的d1、d2和d3三个二极管，将接地线引出单独连接到地产生电流回路，电流放大也可以用低侧电流放大电路，单独引出的好处在于避免二极管的耐压不足，双线采集不限制电机和电机的工作方式，只要电机在运转就可以输出电流信号，用于电机转子位置换算。

u1为稳压单元，d1、d2和d3为三个二极管，r1、r2、r3和r6均为电阻，u2、u3和u4均为霍尔传感器，q1、q2和q3均为mos管。

综上所述，该霍尔电机转子位置采集装置，将原来的五条信号线简化为两条或者一条，将原来的霍尔开关信号转换成电流变化的模拟信号，用两根或一根导线传输到主板，主板再将电流信号用adc（模数转换器）转换为数字信号，利用主板上的mcu（微控制器）结合相应程序把数字信号换算成电机转子角度信息，本发明的连接线只需要一条或者两条，特别在需要用长连接线的电动旋转工具产品上，很大节约了三条线改成一条线的成本，在要求导线数量的产品上有明显优势。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。