基于远程控制的高可靠性传感器及开关磁阻电机的制作方法
【专利摘要】本发明属于开关磁阻电机控制领域，尤其涉及一种基于远程控制的高可靠性传感器及开关磁阻电机。包括线路板，线路板设置在开关磁阻电机的壳体内部，线路板设置依次电连接的采集器、处理器和发送单元，发送单元通过双绞线连接接收单元，接收单元的输出端连接控制器。通过采用该信号传输方式，大幅度提高了信号的抗干扰能力，能过实现下述功能：1、在信号传输效果不降低的情况下，信号的传输通过普通的工业导线即可，不需要用屏蔽线，方便了工业现场的安装使用；2、采用本技术后，信号传输距离大幅度提高，最远传输距离可达2000米，便于实现远程控制，扩大了开关磁阻电机的使用场合。
【专利说明】
基于远程控制的高可靠性传感器及开关磁阻电机
技术领域
[0001]本发明属于开关磁阻电机控制领域，尤其涉及一种开关磁阻电机位置速度信号传感器，以及应用该传感器的开关磁阻电机。
【背景技术】
[0002]开关磁阻电机具备良好的电力拖动特性，如:启动扭矩大，启动电流小，适合频繁的正反转，四象限控制等，在工业生产中得到了广泛应用。
[0003]位置传感器是开关磁阻电机的关键组成部分。该传感器主要完成定转子位置信息传送的功能。目前的实际应用中，有两种形式:一种采用光耦作为核心元器件完成信号的采集，一种采用霍尔磁传感作为核心元器件完成信号的采集。不论是光耦还是霍尔形式，都是将元器件焊接在线路板上，另外辅助其他的一些电子元器件，组成信号处理电路。在电机上做一个密闭的传感器结构，将线路板固定里面，实现信号的采集处理。电路一般采用一个标准直流电压作为电源。在线路板上完成位置信号处理后，通过屏蔽线传输到控制器。
[0004]作为开关磁阻电机的关键组成部分，上述结构存在一些不足:
[0005]1、目前通用的传感器，为了克服EMI干扰，一般采用屏蔽线，对于一些工业现场，造成了使用上的不方便；
[0006]2、目前通用的传感器，抗干扰能力较低，考虑工作的可靠性，一般要求传输距离不大于20米，而在一些工业现场，控制器和电机距离较远，远超过上述距离，在这种情况下，现有的传感器就不能使用了。
【发明内容】
[0007]根据以上现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题是:提供一种基于远程控制的高可靠性传感器，能够稳定的在5米-2000米范围内传输信号。另外提供一种基于远程控制的高可靠性传感器的开关磁阻电机。
[0008]本发明所述的基于远程控制的高可靠性传感器，包括线路板，线路板设置在开关磁阻电机的壳体内部，其特征在于:所述的线路板设置依次电连接的采集器、处理器和发送单元，发送单元通过双绞线连接接收单元，接收单元的输出端连接控制器。
[0009]所述的发送单元包括发送器SDl和第一电阻Rl，发送单元采用平衡驱动方式。
[0010]所述的发送器SDl 采用集成电路 DS75176B，MAX481，MAX490，MAX491，MAX1497 型号中的一种。
[0011]所述的接收单元包括接收器RCl和第二电阻R2，接收单元采用差分接收方式。
[0012]所述的接收器RCl 采用集成电路 DS75176B，MAX481，MAX490，MAX491，MAX1497 型号中的一种。
[0013]所述的双绞线长度为5米-2000米。
[0014]所述的线路板为月型板，线路板的两端设置安装孔。
[0015]所述的安装孔为1-3个弧形长孔。
[0016]—种采用上述基于远程控制的高可靠性传感器的开关磁阻电机，包括壳体、主轴和检测盘，线路板设置在开关磁阻电机的壳体内部，线路板的圆心与主轴同心，线路板的发送单元连接接线器，接线器固定在壳体上。
[0017]所述的接线器通过螺栓固定，螺栓穿过安装孔的弧形长孔。
[0018]本发明与现有技术相比所具有的有益效果是:[〇〇19]基于远程控制的高可靠性传感器通过采用该信号传输方式，大幅度提高了信号的抗干扰能力，能过实现下述功能:1、在信号传输效果不降低的情况下，信号的传输通过普通的工业导线即可，不需要用屏蔽线，方便了工业现场的安装使用；2、在一些场合，考虑安全使用，一些电机和控制器距离较远，但受传感器距离限制，导致在这些场合不能使用。
[0020]开关磁阻电机采用本技术后，信号传输距离大幅度提高，最远传输距离可达1200 米，解决了这一问题，扩大了开关磁阻电机的使用场合。【附图说明】
[0021]图1是本发明的原理方框图；
[0022]图2是本发明的接收单元和发送单元的电路原理图；
[0023]图3是本发明的线路板的结构示意图；
[0024]图4是本发明的线路板安装示意图；
[0025]图5是本发明的测试波形；[〇〇26]图中:SD1、发送器RC1、接收器R1、第一电阻R2、第二电阻。1、线路板2、4、安装孔3、传感器5、螺栓6、接线器7、壳体8、检测盘9、主轴。【具体实施方式】[〇〇27]下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述:[〇〇28] 实施例1:
[0029]如图1所示，基于远程控制的高可靠性传感器，包括线路板，线路板设置在开关磁阻电机的壳体内部，线路板设置依次电连接的采集器、处理器和发送单元，发送单元通过双绞线连接接收单元，接收单元的输出端连接控制器。
[0030]如图2所示，发送单元包括发送器SD1和第一电阻R1，发送单元采用平衡驱动方式。 发送器SD1采用集成电路DS75176B，MAX481，MAX490，MAX491，MAX1497型号中的一种。Ain为信号输入，为电压信号，高为逻辑1，低为逻辑〇,以GDI为参考点;A+，A-为信号发送部分的输出，当A+大于A-，且数值在+2V?+6V时，才能作为逻辑1;当A+小于A-，且数值在-2V?-6V时， 才能作为逻辑〇;其他状态，都是无效状态;R1为电阻，范围为20?1000 Q，两端接在发送部分输出信号A+，A-之间。[〇〇31] Ain输入为DC0?5V直流脉冲电压信号，进入SD1后，进行处理。SD1的功能是输出差分信号，当输入信号电压Ain为0时，SD1输出上线为负电压，下线为正电压；当输入信号电压 Ain为DC5V时，SD1输出上线为正电压，下线为负电压；该差分信号具备很强的抗干扰能力。 在RD1接受端，将接收到的差分信号转换位0?5V直流脉冲电压信号Aout。[〇〇32]接收单元包括接收器RC1和第二电阻R2,接收单元采用差分接收方式。接收器RC1 采用集成电路〇3751768，嫩乂481，]\^乂490，嫩乂491，]\^乂1497型号中的一种。接收器的+端连接从双绞线的A+，接收器的-端连接从双绞线的A-，当A+时，才能作为逻辑O;其他状态，都是无效状态;R2为电阻，范围为20?1000Ω，两端接在接收器输入信号A+，A-之间;Aout为信号输出，为电压信号，高为逻辑I，低为逻辑O，以GD2为参考点；
[0033]双绞线长度为5米-1200米。为工业使用的双绞线，分别连接发送部分输出信号A+，A-;其长度最长可达1200米。
[0034]线路板I为月型板，线路板I的两端设置安装孔2、4。
[0035]安装孔2、4为1-3个弧形长孔，优选为同心的两个。弧形长孔与线路板I同心。
[0036]实施例2:
[0037]如图3、4所示，该开关磁阻电机包括壳体7、主轴9和检测盘8，线路板I设置在开关磁阻电机的壳体7内部，线路板I的圆心与主轴9同心，线路板I的发送单元连接接线器6，接线器6固定在壳体7上。线路板I的两端接线器6通过螺栓5固定，螺栓5穿过安装孔2、4的弧形长孔。
[0038]如图5所示，由于发送端采用了平衡驱动器，接收端采用了差分接收器，发送部分和接受部分没有公共参考端，系统具备很强的抗噪声干扰性，可靠性很高。从图中可以看出，上部信号为要传输的信号，下部分信号为外部干扰信号。通过该种方式的传输，有用的要传输的信号远离了与高频的干扰信号距离较远，不受干扰信号的影响，可以稳定的、无误的有效传输。
[0039]实施例3:
[0040]所述的线路板I上设置传感器3。传感器3采用霍尔传感器。检测盘8背面固定设置检测用磁铁，提供检测磁通。
[0041 ] 实施例4:
[0042]所述的传感器3采用光电传感器，检测盘8为检测齿盘。盘面圆周均布设置4-12个齿。齿间距与光电传感器相对应。
【主权项】
1.一种基于远程控制的高可靠性传感器，包括线路板，线路板设置在开关磁阻电机的 壳体内部，其特征在于:所述的线路板设置依次电连接的采集器、处理器和发送单元，发送 单元通过双绞线连接接收单元，接收单元的输出端连接控制器。2.根据权利要求1所述的基于远程控制的高可靠性传感器，其特征在于:所述的发送单 元包括发送器SD1和第一电阻R1，发送单元采用平衡驱动方式。3.根据权利要求2所述的基于远程控制的高可靠性传感器，其特征在于:所述的发送器 SD1 采用集成电路 DS75176B，MAX481，MAX490，MAX491，MAX1497 型号中的一种。4.根据权利要求1所述的基于远程控制的高可靠性传感器，其特征在于:所述的接收单 元包括接收器RC1和第二电阻R2,接收单元采用差分接收方式。5.根据权利要求4所述的基于远程控制的高可靠性传感器，其特征在于:所述的接收器 RC1 采用集成电路 DS75176B，MAX481，MAX490，MAX491，MAX1497 型号中的一种。6.根据权利要求1所述的基于远程控制的高可靠性传感器，其特征在于:所述的双绞线 长度为5米-2000米。7.根据权利要求1所述的基于远程控制的高可靠性传感器，其特征在于:所述的线路板 为月型板，线路板的两端设置安装孔。8.根据权利要求7所述的基于远程控制的高可靠性传感器，其特征在于:所述的安装孔 为1-3个弧形长孔。9.一种采用上述基于远程控制的高可靠性传感器的开关磁阻电机，包括壳体、主轴和 检测盘，其特征在于:线路板设置在开关磁阻电机的壳体内部，线路板的圆心与主轴同心， 线路板的发送单元连接接线器，接线器固定在壳体上。10.根据权利要求9所述的开关磁阻电机，其特征在于:所述的接线器通过螺栓固定，螺 栓穿过安装孔的弧形长孔。
【文档编号】H02K29/06GK105973179SQ201610291896
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】郭源生, 石光峰, 董义鹏, 李明贤, 杨会清, 李雪岩
【申请人】淄博京科电气研究所