德國費斯托FESTO位置傳感器應用:
直流無刷電機
位置傳感器是組成無刷直流電動機系統(tǒng)的三大部分之一,也是區(qū)別于有刷直流電動機的主要標志。其作用是檢測主轉(zhuǎn)子在運動過程中的位置,將轉(zhuǎn)子磁鋼磁極的位置信號轉(zhuǎn)換成電信號,為邏輯開關(guān)電路提供正確的換相信息,以控制它們的導通與截止,使電動機電樞繞組中的電流隨著轉(zhuǎn)子位置的變化按次序換向,形成氣隙中步進式的旋轉(zhuǎn)磁場,驅(qū)動永磁轉(zhuǎn)子連續(xù)不斷地旋轉(zhuǎn)。
直流無刷電機需要位置傳感器來測量轉(zhuǎn)子的位置,電機控制器通過接受位置傳感器信號來讓逆變器換相與轉(zhuǎn)子同步來驅(qū)動電機持續(xù)運轉(zhuǎn)。盡管直流無刷電機也可以通過定子繞組產(chǎn)生的反感生電動勢來檢測轉(zhuǎn)子的位置,而省去位置傳感器,但是電機啟動時,轉(zhuǎn)速太小,反感生電動勢信號太小而無法檢測。
可以用作直流無刷電機位置傳感器的霍爾傳感器芯片分為開關(guān)型和鎖定型兩種。對于電動自行車電機,這兩種霍爾傳感器芯片都可以用來精確測量轉(zhuǎn)子磁鋼的位置。用這兩種霍爾傳感器芯片制作的直流無刷電機的性能,包括電機的輸出功率、效率和轉(zhuǎn)矩等沒有任何差別,并可以兼容相同的電機控制器。
位置傳感器的應用,降低電機運行的噪音、提高電機的壽命與性能,同時達到降低耗能的效果。位置傳感器的應用無疑給電機市場的發(fā)展提供了強大的推動力。
曲軸與凸輪軸
曲軸位置傳感器(Crankshaft Position Sensor,CPS)又稱為發(fā)動機轉(zhuǎn)速與曲軸轉(zhuǎn)角傳感器,其功用是采集曲軸轉(zhuǎn)動角度和發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號,并輸入電子控制單元(ECu),以便確定點火時刻和噴油時刻。
凸輪軸位置傳感器(Camshaft Position Sensor,CPS)又稱為氣缸識別傳感器(Cylinder Identification Sensor,CIS),為了區(qū)別于曲軸位置傳感器(CPS),凸輪軸位置傳感器一般都用CIS表示。凸輪軸位置傳感器的功用是采集配氣凸輪軸的位置信號,并輸入ECU,以便ECU識別氣缸1壓縮上止點,從而進行順序噴油控制、點火時刻控制和爆燃控制。此外,凸輪軸位置信號還用于發(fā)動機起動時識別出第一次點火時刻。因為凸輪軸位置傳感器能夠識別哪一個氣缸活塞即將到達上止點,所以稱為氣缸識別傳感器。
光電式曲軸與凸輪軸位置傳感器
(1)結(jié)構(gòu)特點
日產(chǎn)公司生產(chǎn)的光電式曲軸與凸輪軸位置傳感器是由分電器改進而成的,主要由信號盤(即信號轉(zhuǎn)子)、信號發(fā)生器、配電器、傳感器殼體和線束插頭等組成。
信號盤是傳感器的信號轉(zhuǎn)子,壓裝在傳感器軸上,如圖2-22所示。在靠近信號盤的邊緣位置制作有均勻間隔弧度的內(nèi)、外兩圈透光孔。其中,外圈制作有360個透光孔(縫隙),間隔弧度為1。(透光孔占0.5。,遮光孔占0.5。),用于產(chǎn)生曲軸轉(zhuǎn)角與轉(zhuǎn)速信號;內(nèi)圈制作有6個透光孔(長方形孑L),間隔弧度為60。,用于產(chǎn)生各個氣缸的上止點信號,其中有一個長方形的寬邊稍長,用于產(chǎn)生氣缸1的上止點信號。
信號發(fā)生器固定在傳感器殼體上,它由Ne信號(轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)角信號)發(fā)生器、G信號(上止點信號)發(fā)生器以及信號處理電路組成。Ne信號與G信號發(fā)生器均由一個發(fā)光二極管(LED)和一個光敏晶體管(或光敏二極管)組成,兩個LED分別正對著兩個光敏晶體管。
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