一種復合式磁編碼器的研究.pdf

1、國內圖書分類號：TM351國際圖書分類號：621.3工學碩士學位論文工學碩士學位論文一種復合式磁編碼器的研究碩士研究生：武亭導師：吳輝副教授申請學位：工學碩士學科：電力電子與電力傳動所在單位：電氣工程系答辯日期：2011年6月哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文I摘要磁編碼器是一種新型以磁敏感元件為基礎的檢測裝置，相對于光電編碼器，它具有許多優(yōu)點，轉速高、可靠性高、抗震動等級高、抗干擾能力強；惡劣環(huán)境下適應能力強，防塵、防油；整體結構簡單，安

2、裝簡易、可靠；調試方便，易于小型化且價格低廉。因此，磁編碼器具備很大的市場潛力，未來將在許多領域代替光電編碼器。磁編碼器性能主要取決于磁傳感元件的性能以及磁柵的充磁技術。由于采用高分辨率磁柵的編碼器制作工藝比較復雜、開發(fā)費用高，體積相對大；而采用單對磁極磁柵的磁編碼器，需要進行高倍電子細分，在外界擾動下容易產(chǎn)生較大的角度誤差，導致精度變低。因此，本論文研究一種采用具有固定的低細分倍數(shù)集成霍爾芯片和低分辨率磁柵(50極磁場)的方法，來解決

3、以上矛盾。在磁場分布方面，基于靜態(tài)磁場理論，建立了理想情況下多極式磁柵的磁場分布模型，通過使用Ansys12.0軟件對磁柵上的磁場分布進行了實物仿真計算，獲得了磁場三維分布圖以及芯片檢測位置的磁場強度變化情況。通過以上兩種方式的理論研究，用于指導信號發(fā)生部分的設計和檢測結構的安裝定位設計。磁柵磁場的質量和分布決定了信號發(fā)生部分產(chǎn)生的模擬量信號的質量，它的優(yōu)劣對編碼器的精度和信號處理的難度影響很大；信號處理部分能否在電機高速轉動下實現(xiàn)快速

4、、精確的位置信息解算，決定了編碼器的性能好壞。所以本文將圍繞磁柵上的磁場分布和磁柵加工、安裝會帶來的誤差進行分析。磁場信號檢測芯片采用奧地利為電子的AS5306芯片，該芯片具有固定的細分倍數(shù)，每對磁極產(chǎn)生40個脈沖。由于加工安裝時存在偏差，會造成磁柵檢測極距的變化，在不嚴重的情況下，該芯片也能夠抑制這些誤差，最終，本文在理論分析與仿真的基礎上研制了一臺微型、高速化的復合式磁編碼器，通過測試編碼器的頻響，研制的磁編碼器達到了項目一定的性能