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霍尔元件在超声波电动机定位控制中的应用

返回列表 来源:未知 浏览: 发布日期:2020-05-22 08:52:36【
超声波电动机是近二十年来新发展起来的新型电机,它不同于传统的绕线式电机,由压电陶瓷的逆压电效应产生振动,通过定转子之间的摩擦力传递能量,驱动电机转子旋转或直线运动而对外做功。

 
优点

它具有结构简单低速大转矩无电磁干扰功率密度大断电自锁控制响应快等传统电机所无可比拟的优点。在工业控制系统、汽车专用电器精密仅器仅表办公自动化设备智能机器人等领域有广阔的应用前景。

由于超声波电动机控制响应快断电自锁关断后的转角很小,因此可通过外部传感器直接关断,适合作为控制型步进电机使用。

 
霍尔元件在系统中的应用
 
我们使用霍尔元件作为超声波电机转子的位置检测器,它在电机控制中通常用于检测磁体的有无,以此反映被测物体的位置关系。但是因为这里的电机尺寸较小, 对磁钢的设计和加工精度要求高,很难满足要求。如图1所示的装置,装置材料为铁,其中突起部分我们定义为“齿”,共8

个,在空间位置上相差45o;均匀分布于电机转子上。利用霍尔元件检测齿的边缘,作为电机转子位置的反馈信号。


我们选择使用的是华芯霍尔元件HX6689,只有电源输入及地输出三个管脚。本设计的电路系统结构包含有:霍尔传感器、电压调节器温度补偿电路放大器施密特触发器和集电极开路输出单元等。它的功能为对铁质物体的靠近和离开而引起的磁场变化作出反应而输出数字信号。该霍尔元件

主要用于齿轮检测位置检测及电机调速等场合。


当铁质的齿边缘靠近或离开重尔元件时,由于铁质材料对磁场的影响使两个霍尔传感器感应到的磁场强度不同,它们的输出信号也不同,经片内信号处理电路处理后输出高电平。同理,当铁质的齿边缘离开霍尔元件时,它输出低电平。因此,实时检测输出信号,以检测到信号

的上升沿,作为电机转子转过了45o 角的标志。

 
由于霍尔元件片内集成有温度补偿电路和施密特触发器,使检测结果受有效工作气隙的变化和温度变化而引起的霍尔传感器动作点的变化的影响减到最小,保证检测结果有较高的精度。

系统中的核心元件为DSP芯片,主要完成::生成驱动行波型超声波电动机旋转所需的两组频率可调、相位差可调的PWM信号;实时检测霍尔元件的输出信号,判断电机是否转过45o 角,完成定位控制。