本技术涉及位置检测,尤其涉及一种基于mcr-wpt的电机转子位置检测装置。
背景技术:
1、电机位置检测是电机控制的重要环节,目前一般通过转子位置传感器进行电机转子位置的监测。
2、中国专利202011601217.x中公开的转子位置传感器,分为发射线圈、反馈线圈和接收线圈三个部分,其接收线圈采用三相y型连接结构。对于上述使用三相y型结构的接收线圈,在位置解算过程中,由于a线圈、b线圈、c线圈相互为120°,无法直接通过三相的电压比较得出转子的角度数值,而是需要将于a线圈、b线圈、c线圈中一路信号的相位通过三角变换公式做移相处理后才可利用反正切公式求得电机转子位置角度值。在此过程中,相位转换成为必须环节,极大增加了计算量。
3、中国专利201811150745.0公开的转子位置传感器,对于副边线圈使用相差90°的正交绕组结构,原边和副边线圈均构造成圆形或螺旋线型线圈,即将互感线圈集中式布置,每对极具备完整的线圈结构,无需进行相位转换。而在实际的pcb上绘制圆形或螺旋旋线型线圈时,往往受到pcb的面积限制和布线间距限制,集中式线圈绘制方案难以达到最佳的有效磁通面积和线圈匝数。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析,本实用新型实施例旨在提供一种基于mcr-wpt(磁耦合谐振式无线电能传输)的电机转子位置检测装置,用以解决现有技术集中式线圈绘制方案难以达到最佳的有效磁通面积和线圈匝数的问题。
2、本实用新型实施例提供了一种基于mcr-wpt的电机转子位置检测装置,包括高频激励电路、传感元件和解调解算电路,所述传感元件至少包括与电机定子固连的发射线圈和接收线圈,以及与电机转子固连的反馈线圈,发射线圈连接高频激励电路,接收线圈连接解调解算电路,所述接收线圈由三维几何空间上相互错开且构造成正交结构的第一线圈、第二线圈组成;并且,
3、第一线圈、第二线圈均为独立的多极对数分布式线圈,第一线圈、第二线圈的极对数、匝数均相同,且所述极对数为≥2的偶数。
4、上述技术方案的有益效果如下:提出副边线圈(接收线圈)设计充分利用三维几何空间设计,使用分布式线圈绘制方案,充分利用了三维空间有效平面面积,达到更好的有效磁通面积和线圈匝数。接收线圈设计成两个互为正交的线圈,无需对相位进行移相处理即可应用反正切公式求得位置角度值。
5、基于上述装置的进一步改进,该基于mcr-wpt的电机转子位置检测装置还包括两层以上基材板;其中,
6、所有基材板呈上下堆叠设置;
7、第一线圈、第二线圈分别布设于不同的基材板上。
8、进一步,第一线圈、第二线圈的形状和尺寸均相同。
9、进一步,第一线圈、第二线圈均采用花瓣形结构;并且,
10、第一线圈、第二线圈的极对数均为4或6;
11、第一线圈、第二线圈的匝数均≥2。
12、进一步,还包括在第一线圈外增加的一组相邻线圈,以及在第二线圈外增加的另一组相邻线圈;并且,每一所述相邻线圈的绕线方向与其对应相邻的第一线圈或第二线圈的绕线方向相反。
13、进一步,高频激励电路内具有至少一个高频开关器件。
14、进一步,解调解算电路包括基于锁相环的解算电路。
15、进一步,该基于mcr-wpt的电机转子位置检测装置还包括控制器;其中,
16、控制器的输出端接高频激励电路的控制端,其输入端接解调解算电路的输出端。
17、进一步,控制器具有显示模块;其中,
18、显示模块的显示屏上显示当前时刻电机转子的位置角度。
19、进一步,该基于mcr-wpt的电机转子位置检测装置还包括用于记录电机转子起始位置的光敏传感器;并且,
20、光敏传感器的输出端接控制器的输入端。
21、提供
技术实现要素:
部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择,它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。实用新型内容部分无意标识本实用新型的重要特征或必要特征,也无意限制本实用新型的范围。
1.一种基于mcr-wpt的电机转子位置检测装置,包括高频激励电路、传感元件和解调解算电路,所述传感元件至少包括与电机定子固连的发射线圈和接收线圈,以及与电机转子固连的反馈线圈,发射线圈连接高频激励电路,接收线圈连接解调解算电路,其特征在于,所述接收线圈由三维几何空间上相互错开且构造成正交结构的第一线圈(1)、第二线圈(2)组成;并且,
2.根据权利要求1所述的基于mcr-wpt的电机转子位置检测装置,其特征在于,还包括两层以上基材板;其中,
3.根据权利要求1或2所述的基于mcr-wpt的电机转子位置检测装置,其特征在于,第一线圈(1)、第二线圈(2)的形状和尺寸均相同。
4.根据权利要求3所述的基于mcr-wpt的电机转子位置检测装置,其特征在于,第一线圈(1)、第二线圈(2)均采用花瓣形结构;并且,
5.根据权利要求4所述的基于mcr-wpt的电机转子位置检测装置,其特征在于,还包括在第一线圈(1)外增加的一组相邻线圈,以及在第二线圈(2)外增加的另一组相邻线圈;并且,每一所述相邻线圈的绕线方向与其对应相邻的第一线圈(1)或第二线圈(2)的绕线方向相反。
6.根据权利要求5所述的基于mcr-wpt的电机转子位置检测装置,其特征在于,高频激励电路内具有至少一个高频开关器件。
7.根据权利要求6所述的基于mcr-wpt的电机转子位置检测装置,其特征在于,解调解算电路包括基于锁相环的解算电路。
8.根据权利要求7所述的基于mcr-wpt的电机转子位置检测装置,其特征在于,还包括控制器;其中,
9.根据权利要求8所述的基于mcr-wpt的电机转子位置检测装置,其特征在于,控制器具有显示模块;其中,
10.根据权利要求8或9所述的基于mcr-wpt的电机转子位置检测装置,其特征在于,还包括用于记录电机转子起始位置的光敏传感器;并且,