风电偏航控制器用磁编码器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型一种编码器，具体的说是涉及一种风电偏航控制器用磁编码器。
【背景技术】
[0002]目前风电机组偏航控制器的编码器多采用传统的光电编码器，偏航控制器的小齿轮需要与偏航系统主齿轮相咬合，振动较大，电信号也容易受到干扰，此种环境下极易造成光电编码器的损坏，频繁替换原光电编码器不仅费用较高，而且影响了风电机组的正常运行，进而会造成因机组停机维修而给用户造成巨大的经济损失。
[0003]磁编码器较光电编码器抗振动能力较强，在恶劣的工业现场不易损坏，用磁编码器取代电编码器是风电机组偏航控制器的发展趋势，但目前市面上现有的增量型磁编码器，其脉冲数相对固定，脉冲数可选择范围较窄，不如光电编码器灵活，无法直接替换现有设备中的光电编码器。如果替换前后的编码器脉冲数不同，那么则需要对偏航控制器整个控制系统的软件进行重新编程，工作量较大，而且有可能影响的整个系统的稳定性。
[0004]此外，风电机偏航控制器本身体积小，而编码器装在其内部，这就要求编码器的体积要更小，同时又具有抗电磁干扰能力，这对其电气设计而言是一个亟待解决的技术难题，目前国内外没有具备此功能的微型磁编码器。
【发明内容】
[0005]鉴于已有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是要提供一种能适应风力发电现场恶劣的工作环境并能精确检测风机相对于参考零点的偏航角度的风电偏航磁控制器用磁编码器。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型的技术方案:
[0007]风电偏航控制器用磁编码器，包括磁编码器本体以及随被测目标同步旋转的旋转轴，其特征在于:
[0008]还包括:
[0009]安装于所述旋转轴上，随旋转轴同步旋转的永磁体；
[0010]设置于所述永磁体下方，采集所述永磁体角度变化信息并转换成相应脉冲信号进行输出的霍尔传感器；
[0011]以及接收所述霍尔传感器输出的脉冲信号进行实时同步采集，并转换成风电机组偏航控制器相应脉冲数的MCU脉冲转换控制单元。
[0012]所述MCU脉冲转换控制单元包括:
[0013]电源芯片；
[0014]实时同步采集所述霍尔传感器输出的脉冲信号，并对所述脉冲信号进行转换处理的微控制芯片；
[0015]对所述微控制芯片输出的脉冲信号进行电平转换处理的模拟开关芯片；
[0016]以及用于连接外部电路的接插件。
[0017]所述永磁体优选两极圆柱状径向永磁体。
[0018]所述霍尔传感器优选霍尔传感器芯片AS5040。
[0019]所述微控制芯片优选单片机STM32F103 ;所述模拟开关芯片优选ADG5433芯片。
[0020]所述风电偏航控制器用磁编码器利用AS5040芯片的增量输出模式，将采集到的磁场信息以正交A/B和索引Index信号形式输出即输出增量式A、B、INDEX的脉冲信号；同时将AS5040芯片输出端的信号A_IN、B_IN、INDEX_IN送至STM32F103芯片的外部中断引脚，采用中断响应的方式对所述脉冲信号进行实时同步采集，并对采集到的脉冲信号进行实时处理转换相应脉冲信号，得到被测目标角位置变化信息即编码器旋转的圈数以及旋转方向。
[0021]与现有技术相比，本实用新型的有益效果:
[0022]1、本实用新型增加了 MCU脉冲转换控制单元，有效的解决了其输出脉冲数有限的现状，使磁编码器具有良好的替换性。
[0023]2、其体积微小，可使用于安装空间受限制的设备中。
[0024]3、采用霍尔技术进行非接触无刻度位置检测，抗振动、抗干扰能力强。
【附图说明】
[0025]图1a本实用新型所述风电偏航控制器用磁编码器外部结构示意图；
[0026]图1b本实用新型所述风电偏航控制器用磁编码器外部结构左视示意图；
[0027]图2本实用新型所述风电偏航控制器用磁编码器安装位置示意图；
[0028]图3本实用新型所述风电偏航控制器用磁编码器-永磁铁的垂直安装位置示意图；
[0029]图4本实用新型所述风电偏航控制器用磁编码器原理框图；
[0030]图5本实用新型所述风电偏航控制器用磁编码器电路原理图。
[0031]图中:1、磁编码器本体，11、安装孔，2、旋转轴，3、永磁铁，4、霍尔传感器。
【具体实施方式】
[0032]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。
[0033]鉴于现有风电偏航磁控制器用磁编码器存在的弊端，本实用新型的设计原理为:磁钢元件采用永磁体3，将其安装于编码器的旋转轴2上，使其随被测目标旋转，进而产生位置信息变化的磁场；霍尔传感器4与永磁体3配合，用于检测磁场变化信息；并发送至由单片机、模拟开关等组成微型控制单元MCU(霍尔传感器与MCU可集成于一块电子线路板上，安装于编码器内部)，用来接收和处理永磁体产生的磁场信息，并将其转化为PLC、计数器等数据处理设备能够识别的信号传递出去。其中信号处理是将传感器输出的脉冲数量进行转换得到工业现场实际需要的分辨率值，从而实现增量型磁编码器的输出脉冲编程控制。
[0034]基于上述目的，所述的风电偏航磁控制器用磁编码器，包括磁编码器本体1，随被测目标同步旋转的旋转轴2 ;安装于所述旋转轴2上，随旋转轴2同步旋转的永磁体3 ;设置于所述永磁体3下方，采集所述永磁体3角度变化信息并转换成相应脉冲信号进行输出的霍尔传感器4 ;以及接收所述霍尔传感器4输出的脉冲信号进行实时同步采集，并转换成风电机组偏航控制器所需脉冲数的MCU脉冲转换控制单元。
[0035]其中，磁编码器本体I如图1所示，可在其底部三个相距120°的安装孔11，用来将其于被测对象连接在一起，从图2可以看出，将其安装于偏航控制器的壳体内部，用于测量机舱相对于参考零点的位置。
[0036]永磁体3采用两极圆柱状径向永磁体，可固定于编码器旋转轴2的顶端，并使得该永磁体3位于所述AS5040芯片的上方，永磁3体与芯片封装表面的间距为1.3mm具有较好的使用效果，其位置图如图3所示。
[0037]霍尔传感器4选用霍尔传感器芯片AS5040，利用霍