[发明专利]直线电机位置检测装置

说明书

 

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，特别涉及一种直线电机位置检测装置。

背景技术

    直线电机由旋转电机被展平而来，两者工作原理相同。在旋转电机中，动子和定子需要旋转轴承支撑动子以保证相对运动部分的气隙。同样，直线电机需要直线导轨来保持动子在磁轨产生的磁场中的位置。直线电机在机床、油田等需要直接驱动的场合有大量应用。和旋转伺服电机的编码器安装在轴上反馈位置一样，直线电机需要反馈直线位置的反馈装置，它可以直接测量负载的位置从而提高负载的位置精度。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种直线电机位置检测装置。

本发明的技术方案是这样实现的：该装置包括直线电机、编码器、信号处理电路和DSP，电机连接编码器输入端，编码器的输出端连接信号处理电路的输入端，信号处理电路的输出端连接DSP。

通过附加一个不打滑的小滑轮间接测量电机速度。只要测得小滑轮的转速，就可以通过计算得到直线电机的实际速度。直线电动机的小滑轮转速可以通过光电脉冲编码器检测的，旋转编码器来检测电机位移，计算电机速度。编码器有三路输出，分别为A相、B相、Z相，其中A与B用于测速，它们的相位差为90度，每转一圈输出1500个脉冲，从A、B两相脉冲的脉冲个数和相位超前关系可以得到位置偏移量，而Z脉冲为每转一圈输出一个脉冲，用于伺服控制系统中的定位。结合DSP的正交编码脉冲单元，A、B两路脉冲可直接作为DSP的输入。QEP单元中的方向检测逻辑首先判断两路脉冲前沿到达的先后，进而决定计数器的计数方向，实现鉴相，即得到直线电机的运动方向。计数器在两路脉冲的上升沿和下降沿均触发计数，从而达到4倍频。实际应用中，由于光电脉冲发生器通常装在小滑轮的轴上，必然受到较强的电磁干扰，为提高系统的抗干扰性能，它发出的脉冲信号需要先经过差动输入和光电隔离元件隔离后才能进行处理，光电隔离器件6N137使控制电路和光电编码器不发生点的联系，避免了高速CPU信号对反馈信号的干扰。

附图说明

图1为直线电机位置检测装置结构图

具体实施方式

本发明的详细结构结合实施例加以说明。

该直线电机位置检测装置结构如图1所示， 直线电机位置检测装置由直线电机、编码器、信号处理电路和DSP组成，电机与传感器相连接，编码器的输出段连接信号处理电路，信号处理电路的输出端连接DSP。编码器选择增量式旋转编码器型号为E6B2-CWZ6C，隔离光耦选择6N137。

本设计选择增量式旋转编码器来检测电机位移，计算电机速度。旋转编码器的输出用来检测、速度，其精度直接影响了电机动作的精确度和速度闭环的精度，应该选择高性能的器件。型号为E6B2-CWZ6C，是一种直接把角位移转换为数字信号的检测元件，它由5—24V供电，有三路输出，分别为A相、B相、Z相，其中A与B用于测速，它们的相位差为90度，每转一圈输出1500个脉冲，从A、B两相脉冲的脉冲个数和相位超前关系可以得到位置偏移量，而Z脉冲为每转一圈输出一个脉冲，用于伺服控制系统中的定位。结合TMS320F2812的正交编码脉冲(QEP)单元，A、B两路脉冲可直接作为TMS320F2812的QEP1和QEP2引脚的输入。QEP单元中的方向检测逻辑首先判断两路脉冲前沿到达的先后，进而决定计数器的计数方向，实现鉴相，即得到电机的运动方向。计数器在两路脉冲的上升沿和下降沿均触发计数，从而达到4倍频。实际应用中，由于光电脉冲发生器通常装在小滑轮的轴上，必然受到较强的电磁干扰，为提高系统的抗干扰性能，它发出的脉冲信号需要先经过差动输入和光电隔离元件隔离后才能进行处理，光电隔离器件6N137使控制电路和光电编码器不发生点的联系，避免了高速CPU信号对反馈信号的干扰。