全文摘要
本实用新型提供了一种用于磁悬浮电机的速度检测系统，包括速度传感器、滤波电路以及PLC控制器，所述速度传感器沿磁悬浮电机的转子齿轮径向设置，且所述速度传感器的检测端与所述转子齿轮的齿顶圆之间距离为第一间隔；所述速度传感器的输出端通过所述滤波电路与所述PLC控制器的输入端连接。本实用新型通过速度传感器来检测高速永磁电机的转子速度，将检测到的磁信号转换为电压信号后进行滤波和数字化处理，得出精确的转子转速。该速度检测系统测量精确、抗干扰能力强，能够有效降低复杂的磁场变化带来的信号干扰，实用性强。
主设计要求
1.一种用于磁悬浮电机的速度检测系统，其特征在于，所述速度检测系统包括速度传感器（1）、滤波电路（2）以及PLC控制器（3），所述速度传感器（1）沿磁悬浮电机的转子齿轮（4）径向设置，且所述速度传感器（1）的检测端与所述转子齿轮（4）的齿顶圆之间为第一间隔；所述速度传感器（1）的输出端通过所述滤波电路（2）与所述PLC控制器（3）的输入端连接；所述第一间隔的长度小于或等于1.2mm。
设计方案
1.一种用于磁悬浮电机的速度检测系统，其特征在于，所述速度检测系统包括速度传感器（1）、滤波电路（2）以及PLC控制器（3），所述速度传感器（1）沿磁悬浮电机的转子齿轮（4）径向设置，且所述速度传感器（1）的检测端与所述转子齿轮（4）的齿顶圆之间为第一间隔；所述速度传感器（1）的输出端通过所述滤波电路（2）与所述PLC控制器（3）的输入端连接；
所述第一间隔的长度小于或等于1.2mm。
2.如权利要求1所述的速度检测系统，其特征在于，所述速度检测系统还包括屏蔽电缆（5），所述速度传感器（1）的输出端与所述滤波电路（2）的输入端之间、所述滤波电路（2）的输出端与所述PLC控制器（3）的输入端之间均通过所述屏蔽电缆（5）连接。
3.如权利要求1所述的速度检测系统，其特征在于，所述速度传感器（1）为ATS675速度传感器。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及磁悬浮技术领域，尤其涉及一种用于磁悬浮电机的速度检测系统。
背景技术
随着科学技术的发展和生产的需求，磁悬浮高速电机已成为国际工业领域研究的热点之一。由于磁悬浮高速电机具有噪声低、转矩波动小、控制特性好、能量密度高、结构尺寸小、效率高等优点，目前已经广泛应用于微型燃气轮机、高速离心压缩机、分子泵、高速加工中心、飞轮储能等工业领域，并且其应用领域仍在不断扩大。
磁悬浮电机在工作过程中，电机转子的稳定性是保证电机平稳、高效运行的关键，电机长期稳定运行是主要目的。为保证电机转子稳定运转，需要实时监控转子的状态，而转子的运行状态包括运行速度、运行中位置变化等。现有技术下，高速永磁电机的转子速度是通过变频器电压、电流及电机模型计算出来的，所得到的速度精度和速度响应比较差，而且速度的闭环控制系统响应速度慢，难以满足实际生产和应用的需求。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型旨在解决上面描述的问题。本实用新型的一个目的是提供一种解决以上问题中的任何一个的速度检测系统。具体地，本实用新型提供速度测量精确、抗干扰能力强的速度检测系统。
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于磁悬浮电机的速度检测系统，所述速度检测系统包括速度传感器、滤波电路以及PLC控制器，所述速度传感器沿磁悬浮电机的转子齿轮径向设置，且所述速度传感器的检测端与所述转子齿轮的齿顶圆之间为第一间隔；所述速度传感器的输出端通过所述滤波电路与所述PLC控制器的输入端连接。
其中，所述速度检测系统还包括屏蔽电缆，所述速度传感器的输出端与所述滤波电路的输入端之间、所述滤波电路的输出端与所述PLC控制器的输入端之间均通过所述屏蔽电缆连接。
其中，所述第一间隔的长度小于或等于1.2mm。
其中，所述速度传感器为ATS675速度传感器。
本实用新型通过速度传感器来检测高速永磁电机的转子速度，将检测到的磁信号转换为电压信号后进行滤波和数字化处理，得出精确的转子转速。该速度检测系统测量精确、抗干扰能力强，能够有效降低复杂的磁场变化带来的信号干扰，实用性强。
参照附图来阅读对于示例性实施例的以下描述，本实用新型的其他特性特征和优点将变得清晰。
附图说明
并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且与描述一起用于解释本实用新型的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示例性地示出了本实用新型的速度检测系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
本实用新型的基本思想是，应用带定制磁路的速度传感器，对磁悬浮电机的转子速度进行检测，通过接收转子运行时的磁信号并转换为电压信号，然后对该电压信号进行滤波和数字化处理，从而得出精确的转子实时转速，监控电机转子的运行状态，以便于在闭环控制系统中精确调整电机转速，保证转子运行的稳定性。
下面结合附图，对根据本实用新型所提供的用于磁悬浮电机的速度检测系统进行详细描述。
图1示出了本实用新型用于磁悬浮电机的速度检测系统的一种具体实施例的结构示意图，参照图1所示，该速度检测系统包括速度传感器1、滤波电路2以及PLC控制器3。本实用新型将汽车应用的凸轮轴速度传感器应用在磁悬浮电机上，通过接收磁悬浮电机转子的磁信号后转换为电压信号，再对该电压信号进行滤波等处理，进而得出精确的转子运行速度值。
其中，速度传感器1沿磁悬浮电机的转子齿轮4径向设置，且速度传感器1的检测端与转子齿轮4的齿顶圆之间距离为第一间隔，保证速度传感器1能够接收到清晰的磁信号，同时不会影响转子齿轮4的运行。具体地，速度传感器1的输出端通过滤波电路2与PLC控制器3的输入端连接。
速度传感器1内设置有经优化的定制磁路，可以响应转子齿轮转动过程中磁场变化产生的磁信号而进行开关操作，从而吸收转子齿轮运行时产生的磁信号；然后将此磁信号通过信号转换模块转换为电信号，并输出。速度传感器1对于信号的吸收和转换处理，属于速度传感器1自身部件可实现的功能，为现有技术，并不是本实用新型所改进或创新的技术点。
速度传感器1吸收转换的信号中带有一定的杂波信号，经滤波电路2进行滤波处理后，得出精确的电压信号，再输送至PLC控制器3进行信号处理，计算出脉冲信号，并输出精确的转速值。PLC控制器3对信号的处理、计算过程依据信号处理领域的常规技术手段即可实现，不是本实用新型的设计和改进要点。本实用新型的技术方案主要是将汽车应用的凸轮轴速度传感器应用在磁悬浮电机上，速度传感器1的安装位置以及本速度检测系统的构成和信号传输路径及方向等。
在图1所示的实施例中，本速度检测系统还包括屏蔽电缆5，速度传感器1的输出端与滤波电路2的输入端之间、滤波电路2的输出端与PLC控制器3的输入端之间均通过屏蔽电缆5连接，以进一步降低复杂的磁场变化带来的信号干扰。示例性地，屏蔽电缆5可以选用耐高温带屏蔽电缆，可以有效降低高速磁悬浮电机运转过程中产生的热量导致的信号衰减问题，同时有效降低复杂的磁场变化导致的信号干扰，确保PLC控制器3接收到的信号的精确度，保证计算出的电机转子运行速度的精确度，进而保证在后续闭环控制系统中能够精确调整电机转速，通过反馈的精确转速实时监控高速磁悬浮电机转子的运行状态，保证磁悬浮电机运行的稳定性。
需要指出的是，速度传感器1的检测端与转子齿轮4的齿顶圆之间的第一间隔小于或等于1.2mm，优选地，第一间隔在0~1mm范围内，以保证速度传感器1能够有效接收精确的磁场变化信号。
在一个典型的实施例中，速度传感器1可以选用ATS675速度传感器。此器件包含一个单元件霍尔IC，带有经优化的定制磁路，可响应转子齿轮4运行过程中生成的磁性信号而进行开关操作。IC包含一个先进的数字电路，该电路设计可减少磁铁不良影响和系统偏差。信号处理设计使设备可在目标零速情况下工作，不依赖气隙并可动态适应转子齿轮4速度传感应用的特定工作条件。ATS675还带有一个低带宽滤波器，可提高对噪声干扰的容忍度和 IC的信噪比，进一步保证获取的速度精确值。
上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本实用新型的保护范围之内。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201921106910.2
申请日:2019-07-16
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:37(山东)
授权编号:CN209283040U
授权时间:20190820
主分类号:H02K 11/215
专利分类号:H02K11/215
范畴分类:37A;
申请人:山东天瑞重工有限公司
第一申请人:山东天瑞重工有限公司
申请人地址:261061 山东省潍坊市高新区银通街6699号
发明人:李永胜;张海刚;刘明波;娄合庆;吕前阔;李致宇;王秋景;郑伟
第一发明人:李永胜
当前权利人:山东天瑞重工有限公司
代理人:李冬梅;苗源
代理机构:11453
代理机构编号:北京名华博信知识产权代理有限公司
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计