一种有刷电机换向角的角度检测方法与流程

[0001]
本发明涉及一种对有刷电机换向角的角度检测和测量的方法，可以应用在有刷电机的生产厂家及科研单位，对电机的换向角进行测量和验证。


背景技术：

[0002]
有刷电机主要由旋转的转子和静止的定子组成，电机工作时，其内部形成定子和转子两个磁场。根据磁场同性相斥，异性相吸的原理，定子的磁场与转子的磁场相互作用，产生磁力转化为转矩，推动电机的转子转动，将电能转化为机械能。依据力的矢量特性，要求产生磁力的定子与转子的磁场磁极轴线不能重合，必须有一个夹角，这个夹角称做电机的启动角度。根据电机的制造工艺以及性能参数的要求，电机的启动角度，是在设计时确定的。实际的电机生产中，电机启动角是用换向器的换向角来保证的。转子在绕线开始时，在起始钩挂线后，要扭转的角度，作为换向器的换向角。电机工作时，位置相向的通电的两个换向片的连线，与转子产生的磁场的磁极轴线之间的夹角，与换向角相等。长期以来，对电机换向角度的检测，缺少简便可靠的方法。
[0003]
本发明是对有刷电机换向器的换向角度进行检测的方法，可以用来验证电机的设计，或对生产中的电机产品质量进行检控。


技术实现要素：

[0004]
本发明提供一种对有刷电机换向器的换向角度进行测量的方法，具备作为一种测量手段的条件。
[0005]
本发明的技术，是将有刷电机的转子产生磁场的磁极做为被测对象，进行测量。电机转子静止时，在指定的相向位置的换向器的换向片上通直流电，使转子的绕组产生一个静止的磁场。
[0006]
本发明的技术，是沿转子圆周方向，按指定位置与转子同心分布磁场传感器，用以测量并获得转子磁场的磁极的位置。磁场传感器的数目，可以是一个，也可以是多个。
[0007]
本发明的技术，将加电的两个相向位置上的换向片的连线，与垂直线或水平线的几何角度，做为测量参数。
[0008]
本发明的技术，将转子磁场的磁极轴线，与垂直线或水平线的几何角度，做为测量的参数。
[0009]
本发明的技术，将磁感应传感器所在位置和转子圆心的连线，与垂直线或水平的几何角度，做为测量的参数。
[0010]
本发明的技术，利用通电换向片连线的几何角度，与转子磁极轴线的几何角度，计算出转子换向器的换向角度，也就是转子在绕线时，起始钩要扭转的角度。
附图说明
[0011]
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0012]
图1为本发明采用单个磁感应传感器示意图；
[0013]
图2为本发明采用多个磁感应传感器示意图。
[0014]
图中1.水平线，2.垂直线，3.电机轴，4.转子铁芯，5.换向器，6.换向片，7.通电换向片，8.通电换向片，9.转子通电方向，10.转子通电方向，11.转子磁极，12.转子磁极，13.磁感应传感器固定座，14.磁感应传感器可旋转方向，15.磁感应传感器可旋转方向，16.转子可旋转方向，17.转子可旋转方向，18.磁感应传感器。
[0015]
图中a.通电换向片连线与垂直线的夹角，b.磁极轴线与垂直线的夹角，c.磁感应传感器与垂直线的夹角。
具体实施方式
[0016]
【实施例1】
[0017]
本发明中按图1布置，将电机轴3支承，让相向换向片7和换向片8的连线，与垂直线2的夹角为a。在换向片7和换向片8上通电，通电的转子产生磁场的磁极11和磁极12。旋转磁感应传感器固定座13，检测磁感应传感器18的感应信号，当信号最强时，磁感应传感器18与转子磁极11和磁极12重合，固定磁感应传感器固定座13。此时，磁感应传感器18和转子圆心的连线，与垂直线2的夹角为b。据此，可以计算出换向角为b-a。也就是说，转子绕线时起始钩扭转的角度为b-a。
[0018]
【实施例2】
[0019]
本发明中按图1布置，将磁感应传感器18和转子圆心的连线，与垂直线的夹角固定为b，在换向片7和换向片8上通电，通电的转子产生磁场的磁极11和磁极12。旋转转子铁芯4，检测磁感应传感器18的感应信号，当信号最强时，磁感应传感器18与转子磁极11和12重合时。此时换向片7和换向片8连线与垂直线的夹角为a，可以计算出换向角为b-a。也就是说，转子绕线时起始钩扭转的角度为b-a。
[0020]
【实施例3】
[0021]
本发明中按图2布置，将电机轴3支承，固定转子铁芯4和磁感应传感器座13，在磁感应传感器座13的圆周方向上均布多个磁感应传感器。每一个磁感应传感器所在位置与转子圆心连线的几何角度，每一片换向片的几何角度，都是已知的。顺序依次在相向的换向片上通电，同时检测各个磁感应传感器的感应信号。如当换向片7和换向片8能电时，检测到磁感应传感器18的信号最强，就可确定磁极在磁感应传感器18处。此时，换向片7和换向片8的连线的几何角度a是已知的，磁感应传感器18的几何角度b是已知的。两个几何角度之差b-a，就是换向器的换向角度。就是转子绕线时，转子起始钩扭转的角度。磁极的几何角度，可以根据一个或多个磁感应传感器的信号的规律确认。如当某一对换向片通电时，检测到两个相邻的磁感应传感器信号最大，则磁极在两个磁感应传感器中间。如检测到某个磁感应传感器的信号最大，则磁极与该传感器的几何位置相同。