电机测量装置的制作方法

本发明涉及一种电机的测量装置，尤其涉及一种采用轴承编码环对电机的转子转速或位置进行测量和/或控制的装置。

背景技术：

电机采用测量装置对转子位置或转速进行测量、识别和控制。传统的测量装置，一般是光电式的。通常，光电式测量装置必须安装在转轴上，与转子同步运动，当轴为固定式结构时，难于安装在曳引机上，结构具有局限性。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种电机测量装置，采用轴承编码环对电机的转子转速、相对位置或绝对位置进行测量，解决现有技术的不足。本发明采用的技术方案是：

一种电机测量装置，包括轴承编码环和感应装置；所述轴承编码环是轴承与编码环的结合；

所述编码环附在电机的定子与转子间的轴承内圈或外圈上，与电机转子的位置相同或同步，为转子的位置编码；

所述感应装置安装在电机固定部件上，用于感应或读取轴承编码环上编码环的信号。

进一步地，所述编码环的编码特征位置位于轴承的内圈或外圈；编码特征为轴承内圈或外圈上的齿环、或磁齿环或磁带。

更进一步地，编码环的编码特征位置位于轴承内圈或外圈端面，或轴承内圈或外圈周面，或轴承内圈或外圈侧向延伸部的端面，或轴承内圈或外圈侧向延伸部的周面。

更进一步地，对于编码特征为齿环或磁齿环的编码环，编码环直接做在轴承内圈或外圈，或设置独立的编码环然后附着在轴承内圈或外圈。

更进一步地，轴承编码环上的编码环为单个齿环、或单个磁齿环、或单个或多个并列的齿环与磁齿环的混合组合；每个齿环上包括单个或多个齿；每个磁齿环上包括单个或多个磁极单一的磁齿，或多个磁极混合排列的磁齿。

更进一步地，轴承编码环上的编码环上设有参考标记，参考标记为齿环或磁齿环上齿凸的突出、或降低、或少齿、或变化齿型、或设置额外齿槽。

更进一步地，轴承编码环的齿环或磁齿环，包含直齿或斜齿特征，或直齿与斜齿并联或间歇性排布，或单个或多个直齿或斜齿特征的组合。

更进一步地，对于编码特征为磁带的编码环，该编码环附着在轴承内圈或外圈。

更进一步地，编码环上包括单对或多对磁极，磁极产生的磁场沿转子旋转方向，承连续或非连续的磁场分布。

更进一步地，编码环上设有参考标记，参考标记为相对于同极性磁极磁场强度增大或变小的一个磁极。

本发明的优点在于：解决了光电式编码器的结构难题，通过机械和磁场结合的方式，创造性的采用轴承编码环对电机的转子转速、相对位置或绝对位置进行测量，对转子的转速或位置实现精确编码，易于控制系统对电机的位置进行识别和精确控制。

附图说明

图1为本发明的结构组成示意图。

图2a为本发明的电机转子为外转子时轴承编码环与转子装配示意图。

图2b为本发明的电机转子为内转子时轴承编码环与转子装配示意图。

图3a为本发明的实施例一结构示意图。

图3b为本发明的实施例二结构示意图。

图3c为本发明的实施例三结构示意图。

图3d为本发明的实施例四结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1展示了本发明提出的电机测量装置的结构示意图，该电机测量装置，包括轴承编码环4和感应装置5；所述轴承编码环4是轴承7与编码环9的结合；所述编码环9附在电机的定子8与转子2间的轴承7内圈或外圈上，与电机转子2的位置相同或同步，为转子2的位置编码；所述感应装置5安装在电机固定部件3上，用于感应或读取轴承编码环4上编码环9的信号。

由于电机的转子与定子的相对位置可能有两种情况，即转子在外，定子在内；或转子在内，定子在外；图2a和图2b分别展示了此两种情况下，轴承编码环4与转子2的装配关系。

实施例一，如图3a所示；

本实施例中，转子2为外转子；编码环9设置于轴承7的外圈端面；感应装置5设置在编码环9一侧；转子2与轴承7外圈同步转动；

编码环9的编码特征可以是轴承7外圈端面上的齿环、磁齿环或磁带；

对于齿环或磁齿环，可以直接加工在轴承7的外圈端面上；或者先制作一个单独的齿环或磁齿环，然后采用压配、胀紧、或螺栓锁附方式，将编码环9附在轴承7外圈端面上；

当轴承7的外圈周面并不如图3a中所示完全处于转子2之内时，即轴承7外圈周面有一小部分露出于转子2，则可以将编码环9设置在轴承7外圈露出的周面上，此时感应装置5设置在编码环9上方，而非图3a中的一侧。

对于编码特征为齿环或磁齿环的编码环9，编码环9为单个齿环、或单个磁齿环、或单个或多个并列的齿环与磁齿环的混合组合；每个齿环上包括单个或多个齿；每个磁齿环上包括单个或多个磁极单一的磁齿，或多个磁极混合排列的磁齿。编码环9上设有参考标记，参考标记为齿环或磁齿环上齿凸的突出、或降低、或少齿、或变化齿型、或设置额外齿槽。轴承编码环4的齿环或磁齿环，包含直齿或斜齿特征，或直齿与斜齿并联或间歇性排布，或单个或多个直齿或斜齿特征的组合。

对于编码特征为磁带的编码环9，编码环9上包括单对或多对磁极，磁极产生的磁场沿转子2旋转方向，承连续或非连续的磁场分布。编码环9上也设有参考标记，参考标记为相对于同极性磁极磁场强度增大或变小的一个磁极。

所述感应装置5感应轴承编码环4上特征侦测出的测量信号，可以直接输出或修正为周期性的信号，用于电机的控制。

轴承编码环4与感应装置5可以是接触式或非接触式。

实施例二，如图3b所示，

本实施例中，转子2为内转子，编码环9设置于轴承7的内圈端面；转子2与轴承7内圈同步转动；

其余结构与实施例一类似；

实施例三，如图3c所示，

本实施例中，在轴承7内圈、外圈侧向延伸部的端面上均设置了编码环9；相应地，感应装置5也设有两个，与两个编码环9分别相对；

此种结构，可适应转子2为内转子或外转子的两种情况；虽然图3c中转子2为外转子，但其也可以是另一种内转子。

其余结构与实施例一类似。

实施例四，如图3d所示，

本实施例中，转子2为外转子，编码环9设置在轴承7外圈侧向延伸部的周面；感应装置5设置在编码环9上方；转子2与轴承7外圈同步转动；

其余结构与实施例一类似；

当转子2为内转子时，编码环9可设置在轴承7内圈侧向延伸部的周面。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种电机测量装置，包括轴承编码环和感应装置；所述轴承编码环是轴承与编码环的结合；所述编码环附在电机的定子与转子间的轴承内圈或外圈上，与电机转子的位置相同或同步，为转子的位置编码；所述感应装置安装在电机固定部件上，用于感应或读取轴承编码环上编码环的信号。本发明解决了光电式编码器的结构难题，通过机械和磁场结合的方式，创造性的采用轴承编码环对电机的转子转速、相对位置或绝对位置进行测量，对转子的转速或位置实现精确编码，易于控制系统对电机的位置进行识别和精确控制。

技术研发人员：张永涛
受保护的技术使用者：上海昶屹机电科技有限公司
技术研发日：2017.05.27
技术公布日：2017.08.04