一種復(fù)合式磁編碼器的研究.pdf

1、國(guó)內(nèi)圖書(shū)分類號(hào)：TM351國(guó)際圖書(shū)分類號(hào)：621.3工學(xué)碩士學(xué)位論文工學(xué)碩士學(xué)位論文一種復(fù)合式磁編碼器的研究碩士研究生：武亭導(dǎo)師：吳輝副教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：電力電子與電力傳動(dòng)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(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要磁編碼器是一種新型以磁敏感元件為基礎(chǔ)的檢測(cè)裝置，相對(duì)于光電編碼器，它具有許多優(yōu)點(diǎn)，轉(zhuǎn)速高、可靠性高、抗震動(dòng)等級(jí)高、抗干擾能力強(qiáng)；惡劣環(huán)境下適應(yīng)能力強(qiáng)，防塵、防油；整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安

2、裝簡(jiǎn)易、可靠；調(diào)試方便，易于小型化且價(jià)格低廉。因此，磁編碼器具備很大的市場(chǎng)潛力，未來(lái)將在許多領(lǐng)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(shù)。由于采用高分辨率磁柵的編碼器制作工藝比較復(fù)雜、開(kāi)發(fā)費(fèi)用高，體積相對(duì)大；而采用單對(duì)磁極磁柵的磁編碼器，需要進(jìn)行高倍電子細(xì)分，在外界擾動(dòng)下容易產(chǎn)生較大的角度誤差，導(dǎo)致精度變低。因此，本論文研究一種采用具有固定的低細(xì)分倍數(shù)集成霍爾芯片和低分辨率磁柵(50極磁場(chǎng))的方法，來(lái)解決

3、以上矛盾。在磁場(chǎng)分布方面，基于靜態(tài)磁場(chǎng)理論，建立了理想情況下多極式磁柵的磁場(chǎng)分布模型，通過(guò)使用Ansys12.0軟件對(duì)磁柵上的磁場(chǎng)分布進(jìn)行了實(shí)物仿真計(jì)算，獲得了磁場(chǎng)三維分布圖以及芯片檢測(cè)位置的磁場(chǎng)強(qiáng)度變化情況。通過(guò)以上兩種方式的理論研究，用于指導(dǎo)信號(hào)發(fā)生部分的設(shè)計(jì)和檢測(cè)結(jié)構(gòu)的安裝定位設(shè)計(jì)。磁柵磁場(chǎng)的質(zhì)量和分布決定了信號(hào)發(fā)生部分產(chǎn)生的模擬量信號(hào)的質(zhì)量，它的優(yōu)劣對(duì)編碼器的精度和信號(hào)處理的難度影響很大；信號(hào)處理部分能否在電機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)下實(shí)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(chǎng)分布和磁柵加工、安裝會(huì)帶來(lái)的誤差進(jìn)行分析。磁場(chǎng)信號(hào)檢測(cè)芯片采用奧地利為電子的AS5306芯片，該芯片具有固定的細(xì)分倍數(shù)，每對(duì)磁極產(chǎn)生40個(gè)脈沖。由于加工安裝時(shí)存在偏差，會(huì)造成磁柵檢測(cè)極距的變化，在不嚴(yán)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(chǔ)上研制了一臺(tái)微型、高速化的復(fù)合式磁編碼器，通過(guò)測(cè)試編碼器的頻響，研制的磁編碼器達(dá)到了項(xiàng)目一定的性能