转子位置传感器课件讲解.pptx

1.霍尔传感器霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种，这一现象是美国物理学家霍尔（E.H.Hall，1855—1938）于1879年在研究金属的导电机构时发现的。后来人们发现半导体、导电流体等也有这种效应，而半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这一现象制成的各种霍尔元件，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。转子位置传感器转子位置传感器安装在驱动电机内部，起着检测转子磁极位置、为逆变器提供正确换向信息的重要作用。转子位置传感器主要包括磁敏式（霍尔传感器）、光电式（光电编码器）和电磁式（旋转变压器）。

转子位置传感器1）霍尔效应当放在磁场中的半导体基片中通过与磁场垂直的电流时，半导体基片中的电子将受到电磁力（洛伦兹力）的作用，使电子聚集于半导体基片的一侧成为负极，而半导体基片的另一侧则因为失去电子而成为正极。2）霍尔电压霍尔电压可用下式表达：UH=RH式中，RH为霍尔常数；I为控制电流；B为磁感应强度；d为霍尔元件的厚度。

3）霍尔传感器的工作原理霍尔传感器以霍尔效应为工作基础，一般是由霍尔元件和其附属电路组成的集成传感器，用它可以检测磁场变化。永磁同步电机的转子为永磁体。通过霍尔传感器可以检测转子磁场强度，确定转子位置。霍尔传感器在永磁交流电机上的应用如图2-9所示。转子位置传感器图2-9霍尔传感器在永磁交流电机上的应用

霍尔电压随磁感应强度的变化而变化：磁场越强，电压越高；磁场越弱，电压越低。霍尔电压值很小，通常只有几毫伏，但经集成电路中的放大器就能使该电压放大到足以输出较强的信号。霍尔传感器的输出波形为矩形脉冲，是一种数字信号，因此霍尔传感器表现为具有开关特性的磁开关。霍尔传感器的工作原理及输出波形如图2-10所示。转子位置传感器图2-10霍尔传感器的工作原理及输出波形

2.光电编码器光电编码器是一种通过光电转换将输出轴的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的编码器。光电编码器由光栅盘和光电检测转子组成。光电编码器的结构组成及输入、输出波形如图2-11所示。转子位置传感器图2-11光电编码器的结构组成及输入、输出波形

3.旋转变压器旋转变压器简称旋变，是一种输出电压随转子转角变化的器件。当励磁绕组以一定频率的交流电压励磁时，输出绕组的电压幅值与转子转角呈余弦函数关系，或保持一定比例关系，或在一定转角范围内与转角呈线性关系。旋转变压器的结构组成及输出波形如图2-12所示。转子位置传感器图2-12旋转变压器的结构组成及输出波形

旋转变压器的功用主要是检测电机转子位置，控制器编码后可以获知电机转速。旋转变压器的构造如图2-13所示，传感器线圈固定在壳体上，信号齿圈固定在转子上。其传感器线圈由励磁线圈、正弦线圈、余弦线圈三组线圈组成一个传感器。转子位置传感器图2-13旋转变压器的构造