一种基于冗余传感器电机转速采集系统的制作方法

本实用新型涉及矿用电动卡车领域，即一种基于冗余传感器电机转速采集系统。

背景技术：

电机驱动控制及信号采集技术是矿用电动卡车领域关键技术。目前电机转速信号采集方法多为霍尔传感器采集法，这种方法不仅可以得到电机的转速信息，更关键的是可以得到电机转子的位置信息，以便无刷直流电机或开关磁阻电机通过准确的转子位置来判断对定子线圈通电时机，提高电机的转矩，降低阻矩。电机转速采集系统硬件设置是在被测电机的转子上安装带有小磁钢的圆盘，在电机定子上安装传感器采集电机转速信号，但目前的三相电机一般只安装一套传感器，且容易损坏，一旦其中一个传感器损坏电机则停止运行。维修时需要拆卸电机，并且拆卸、更换和重新安装传感器很麻烦，造成大量人力、物力和时间浪费，耽误工作进度。

技术实现要素：

本实用新型的目的是采用冗余传感器方案，即在原传感器的基础上备份多个相同传感器，杜绝因单一传感器损坏而使电机停转的故障，增加数据稳定性、准确性和工作的可靠性。

上述目的是由以下技术方案实现的：提供一种基于冗余传感器电机转速采集系统，包括三相电机（1）、传感器、电机控制器（4），其特征在于：在三相电机（1）定子（5）上三个位置分别嵌入传感器，这三个位置互成120度布置，并在转子（6）的旋转路径周围，所述的传感器是冗余传感器（2），在每个冗余传感器（2）的输出端设置一或门（3），三个或门（3）的输出端与电机控制器（4）输入端相连。

所述冗余传感器（2）是由多个霍尔传感器（7）或多个光电传感器（8）组成，在多个霍尔传感器（7）或多个光电传感器（８）的输出端分别与或门（3）的多个输入端相连，或门（3）的输出端与电机控制器（4）输入端相连。

所述冗余传感器（2）是由三个霍尔传感器（7）或三个光电传感器（8）组成，三个霍尔传感器（7）或三个光电传感器（8）的电源端连接在一起，接地端连接在一起。所述霍尔传感器（7）型号为A3144，或AH04E。

所述光电传感器（8）为红外传感器或激光传感器。

所述或门（3）型号为SN74s32。

上述一种基于冗余传感器电机转速采集系统，其控制方法：在定子圆周上互成120度均布3个冗余传感器（2），转子旋转过时，冗余传感器（2）中的三个霍尔传感器（7）或三个光电传感器（8）会输出对应的高或低电平，经过或门（3）后成为单一的高或低电平，通过检测经过或门（3）后的这三个冗余传感器（2）脉冲信号，可以得到一个3位编码，编码值的范围从1到6，每个编码值代表转子当前所处的区间，从而为电机控制器（4）提供了需要对哪些定子绕组通电的信息，冗余传感器（2）中只要有一个霍尔传感器（7）或光电传感器（8）未损坏，电机就可正常运转。

其有益效果是：本技术方案采用冗余传感器电机转速采集系统，不需判断故障、自动切换传感器，解决了现有的电机转速传感器损坏后更换和重新安装困难，提高了电机运行的可靠性和寿命。

附图说明

图1是冗余传感器电机转速采集系统的方框图；

图2是冗余传感器布置示意图；

图3是霍尔冗余传感器示意图；

图4是光电冗余传感器示意图。

图中可见：三相电机1，冗余传感器2，或门3，电机控制器4，定子5，转子6，霍尔传感器7，光电传感器8。

具体实施方式

为了解决现有的电机转速传感器损坏后更换和重新安装困难，本发明提供一种不会对电机进行拆装、不需判断故障、自动切换的电机转速传感器切换方案，即一种基于冗余传感器电机转速采集系统，下面结合附图介绍几个实施例：

第一实施例：在现有技术中，要使无刷直流电机和开关磁阻电机转起来，必须要按一定的顺序给定子绕组通电，那么我们就需要知道转子的位置，方法是在定子圆周上互成120度设置三个霍尔传感器，并且把三个传感器安排在转子的旋转路径周围，只要转子的磁极掠过霍尔传感器时，霍尔传感器会输出对应的高或低电平，这样只要根据三个霍尔传感器产生的电平的时序就可以判断当前转子的位置，并对相应定子绕组进行通电。

如图1、图2所示是本发明提供的一种基于冗余传感器电机转速采集系统，包括三相电机1、传感器、电机控制器4，特点是在三相电机1定子5上三个位置分别设置冗余传感器2，这三个位置互成120度布置，并在转子6的旋转路径周围，所述冗余传感器2是由多个霍尔传感器7组成，多个霍尔传感器7的输出端分别与或门3的多个输入端相连，或门3的输出端与电机控制器4输入端相连。

第二实施例：如图3所示，在第一实施例的基础上，均布在三相电机1定子5上三个位置的冗余传感器2，是由三个霍尔传感器7组成，这三个霍尔传感器7的电源端连接在一起，接地端连接在一起。霍尔传感器7的型号为A3144，或AH04E；或门（3）型号为SN74s32。

第三实施例：如图4所示，在第一实施例的中，均布在三相电机1定子5上三个位置的冗余传感器2，是由三个光电传感器8组成，这三个光电传感器8的电源端连接在一起，接地端连接在一起。光电传感器8的型号为KN54H或MOC70T4。

第四实施例：在以上实施例的基础上，这种基于冗余传感器电机转速采集系统的控制方法是：在定子圆周上互成120度均布3个冗余传感器2，转子转动时，冗余传感器2中的3个霍尔传感器7或3个光电传感器8会输出对应的高或低电平，经过或门3后成为单一的高或低电平，通过检测经过或门（3）后的这3个冗余传感器2的脉冲信号，可以得到一个3位编码，编码值的范围从1到6，每个编码值代表转子当前所处的区间，从而为电机控制器4提供了需要对哪些定子绕组通电的信息，冗余传感器2中只要有一个霍尔传感器7或光电传感器8未损坏，电机就可正常运转，这样的方案提高了电机的工作稳定性，减少了检修时间，提高了工作效率。

经过长时间的实验和实际应用，基于冗余传感器电机转速采集系统运行正常、工作稳定，延长了电机的使用寿命。