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集成霍爾磁PILZ編碼器的研究 
在電動機控制系統(tǒng)中,一般需要位置傳感器來提供轉子位置以實現電動機的位置控制,位置傳感器已成為電動機控制系統(tǒng)中重要的組成部件。常用的位置傳感器包括電磁感應式旋轉變壓器、光電PILZ編碼器和磁敏電阻式PILZ編碼器。位置傳感器的應用領域十分廣闊,隨著各領域對位置檢測的要求不斷提高,傳統(tǒng)的位置傳感器由于其自身的缺陷已經不能滿足某些應用領域的特殊要求。

集成霍爾磁PILZ編碼器的研究 
在大功率或惡劣環(huán)境場合中通常使用體積偏大、精度偏低的傳統(tǒng)電磁感應式旋轉變壓器。在對傳統(tǒng)電磁感應式旋轉變壓器、光電PILZ編碼器和磁敏電阻式PILZ編碼器的原理進行對比分析的基礎上,設計出一種新型位置傳感器——集成霍爾磁PILZ編碼器。為了使集成霍爾磁PILZ編碼器能夠達到商用水平,針對影響集成霍爾磁PILZ編碼器精度、穩(wěn)定性、*性的幾個關鍵問題,進行深入的理論分析與研究。在磁場計算和分析的基礎上,提出磁場整定方法和電路補償方法,然后設計出基于數字信號處理器(DSP)的集成霍爾磁PILZ編碼器。該PILZ編碼器與傳統(tǒng)電磁感應式旋轉變壓器相比,精度提高,體積更小;其環(huán)境適應性優(yōu)于光電PILZ編碼器;幅值誤差、相位誤差很小,對安裝偏差不敏感;*性好,結構與制造工藝簡單,可輸出多種模式的位置信號,能夠替代傳統(tǒng)位置傳感器。在集成霍爾磁PILZ編碼器研究中,獲得高質量的氣隙磁場是其設計的難點和重要研究內容。首先介紹了兩極氣隙磁場的獲取方法,并對磁鋼充磁方法進行研究,給出了磁鋼充磁后磁場的空間分布圖。進一步提出多極氣隙磁場的建立方法,并分析了磁鋼形狀以及材料對空間磁場分布產生的影響。通過磁場計算和分析歸納,得出氣隙磁場的特性曲線,為氣隙磁場優(yōu)化提供對比依據。在集成霍爾磁PILZ編碼器的實際生產過程中,由于充磁或機械加工原因,氣隙磁場和霍爾元器件的位置都是非理想的,都會對zui終角位置計算產生影響。對各種誤差來源及其影響進行分析,包括信號幅度不平衡誤差、信號正交性誤差、直流分量誤差、諧波誤差以及磁場過強引起的誤差,并根據公式推導得出各種條件下角位置計算誤差數學表達式。針對誤差產生原因,提出在磁鋼外圍放置同心環(huán)形鐵心的方法進行磁場優(yōu)化,并對此時磁場空間分布進行計算。對磁鋼、鐵心和霍爾器件非理想放置時磁場變化進行分析,分析結果表明,與無鐵心磁場相比,該優(yōu)化方法能夠改善氣隙磁場的質量,減小磁鋼安裝不同心、霍爾位置不對稱等偏差的影響,間接減小了幅值誤差和相位誤差。磁場信息需要通過霍爾器件進行檢測,霍爾器件將磁場信息轉換為電信號,進一步通過模數轉換器轉換為數字量,將數字量送入微處理器進行軸角變換計算。軸角變換是指根據兩路正交信號計算角位置的方法,分別提出基于反正切法和跟蹤型RDC變換器法的數字軸角變換方法。同時對CORDIC算法進行適當的改進,使之適用于集成霍爾磁PILZ編碼器的解碼運算。對集成霍爾磁PILZ編碼器的機械結構進行優(yōu)化,設計出一種全新的雙磁鋼復合磁路結構,進一步實現體積小型化。在計算角位置信息后,需要將該信息進行輸出,不同應用場合對于角位置信息傳遞方式有不同的要求。根據實際需要,實現了多種輸出模式,包括:同步串口信號、PWM信號、增量A、B、Z信號和模擬信號形式。雙磁鋼復合磁路結構的集成霍爾磁PILZ編碼器還能夠輸出無刷直流電機換相信號。

集成霍爾磁PILZ編碼器的研究 
針對每種輸出模式,均進行了實驗分析,得出了大量的實驗數據和波形,并指出不同信號模式的集成霍爾磁PILZ編碼器的特點和應用范圍。zui后將其應用于車載衛(wèi)星天線跟蹤伺服系統(tǒng),實際應用表明,該集成霍爾磁PILZ編碼器具有體積小,精度較高,可靠性高等優(yōu)點,適用于不同條件下的電動機驅動控制系統(tǒng)。