非接触小型电感式中空电机转子位置传感器设计

摘要

转子位置传感器是实现电机精准控制的关键，针对传统转子位移传感器安装不灵活、成本高的问题，设计了一种电感式电机转子位置传感器。阐述了基于电磁感应原理和电涡流效应获取感应电压信号的工作原理，通过对转子平面距离定子的有限元磁场强度的分析，确定了安装的最佳气隙（2 mm）,并在Maxwell中建立了定、转子的电磁耦合仿真模型，验证了所设计传感器敏感线圈的有效性。根据线圈结构和电路设计制作了传感器样片，传感器定子体积仅有4.715 cm³,转子通过热套在轴上几乎不占空间。利用上位机和算法对其信号进行校准，通过计数器加增量式测量方式实现转子0～360°测量，校准后的信号接近标准正余弦。仿真结果与实验结果一致，传感器结构与电路设计合理，实现了针对电机传感器的小型化。

关键词

转子位置传感器 / 线圈设计 / 涡流效应 / 电磁耦合

基金资助

国家自然科学基金面上项目(52172383); 安徽省自然科学基金重点项目(2022AH051636); 安徽省科技特派员农业物质技术装备领城揭榜挂帅项目(2022296906020001)