发明名称 具非接触式角度感测监测装置之伺服马达及其旋转因子计算方法
摘要 一种具非接触式角度感测监测装置之伺服马达及其旋转因子之计算方法。该伺服马达包含一定子、一转子、一角度感测监测装置,及一控制装置。该角度感测监测装置包括一设于该转子的磁性元件,及二设于该定子,并可感测该磁性元件所产生之磁场变化的霍尔元件。该控制装置用于接受该等霍尔元件输出之回馈讯号,并配合该旋转因子之计算方法处理该回馈讯号,最后比较处理之回馈讯号与外部操控信号以决定输出至该转子的驱动讯号。藉此提供一种可感测监测的旋转角度及旋转圈数无限制的伺服马达及感测监测方式。
申请公布号 TWI273391 申请公布日期 2007.02.11
申请号 TW093140774 申请日期 2004.12.27
申请人 夏建国 发明人 夏建国
分类号 G06F11/30(2006.01) 主分类号 G06F11/30(2006.01)
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路3段248号7楼;陈文郎 台北市松山区南京东路3段248号7楼
主权项 1.一种具非接触式角度感测监测装置之伺服马达, 可依自外部输入的操作信号而作动,该伺服马达包 含: 一定子; 一转子,相对该定子绕自身轴线旋转; 一角度感测监测装置,包括一与该转子与定子其中 之一连动的磁性元件,及一与该转子与定子其中另 一连动的感测元件组,藉此使相对该感测元件组而 言,该磁性元件绕一基线并与该转子同步旋转,且 该感测元件组用于感测该磁性元件所产生的磁场 变化;及 一控制装置,用于接受该角度感测监测装置输出的 回馈讯号,并比较回馈讯号与外部操作信号以决定 输出至该转子的驱动讯号。 2.依据申请专利范围第1项所述之具非接触式角度 感测监测装置之伺服马达,其中,该感测元件组包 括分别用于感测该磁场周期变化的一第一感测元 件及一第二感测元件,且该第一感测元件与该基线 的连线,及该第二感测元件与该基线的连线之间的 夹角小于180度。 3.依据申请专利范围第2项所述之具非接触式角度 感测监测装置之伺服马达,其中,该第一、第二感 测元件分别为一可输出反应磁场之霍尔电压的霍 尔元件。 4.依据申请专利范围第2项所述之具非接触式角度 感测监测装置之伺服马达,其中,该第一感测元件 与该基线的连线,及该第二感测元件与该基线的连 线之间的夹角为90度。 5.依据申请专利范围第1项所述之具非接触式角度 感测监测装置之伺服马达,其中,该感测元件组包 括一用于感测该磁场周期变化的感测元件。 6.依据申请专利范围第5项所述之具非接触式角度 感测监测装置之伺服马达,其中,该感测元件为一 可输出反应磁场之霍尔电压的霍尔元件。 7.依据申请专利范围第1项所述之具非接触式角度 感测监测装置之伺服马达,其中,该磁性元件为一 环形永久磁铁。 8.依据申请专利范围第1项所述之具非接触式角度 感测监测装置之伺服马达,其中,该控制装置包括 一用于接受该角度感测监测装置的回馈讯号的监 测模组,及一用于输出驱动讯号至该转子的驱动模 组。 9.一种具非接触式角度感测监测装置之伺服马达 的旋转因子计算方法,其中,该角度感测监测装置 包括一绕一基线旋转以产生磁场变化的磁性元件, 及分别用于感测该磁场变化的一第一感测元件及 一第二感测元件,且该第一感测元件与该基线的连 线,及该第二感测元件与基线的连线之间夹角小于 180度,并定义一相当于该角度的预定径度,该旋转 因子计算方法包含下列步骤: a)使该磁性元件旋转一旋转角度; b)记录该第一、第二感测元件测得的磁场变化; c)选取一磁场指标,且该磁场指标介于步骤b)中的 磁场变化之最大最小値之间; d)记录该第一感测元件测得该磁场指标的相位; e)记录该第二感测元件测得该磁场指标的相位;及 f)依据步骤d)及步骤e)的结果判断该磁性元件的旋 转因子。 10.依据申请专利范围第9项所述之具非接触式角度 感测监测装置之伺服马达的旋转因子计算方法,其 中,步骤f)包括下列判断该磁性元件的旋转方向的 子步骤: f-1)计算步骤d)及步骤e)的差値; f-2)判断步骤f-1)的结果是否不为零; f-3)比较步骤f-1)的结果是否大于该预定径度; f-4)依据步骤f-3)的结果决定该磁性元件邻近该第 一、第二感测元件的切线方向;及 f-5)换算步骤f-4)的结果为该磁性元件的旋转方向 。 11.依据申请专利范围第9项所述之具非接触式角度 感测监测装置之伺服马达的旋转因子计算方法,其 中,步骤d)更包括比对该标准値与该第一感测元件 测得的量値,且步骤e)更包括比对该标准値与该第 二感测元件测得的量値。 12.依据申请专利范围第9项所述之具非接触式角度 感测监测装置之伺服马达的旋转因子计算方法,其 中,步骤d)更包括比对该标准値与该第一感测元件 测得的微分量値,且步骤e)更包括比对该标准値与 该第二感测元件测得的微分量値。 13.依据申请专利范围第9项所述之具非接触式角度 感测监测装置之伺服马达的旋转因子计算方法,更 包含步骤g)换算磁场变化的相位为旋转角度。 14.依据申请专利范围第13项所述之具非接触式角 度感测监测装置之伺服马达的旋转因子计算方法, 更包含步骤h)换算旋转角度为转速。 15.一种具非接触式角度感测监测装置之伺服马达 的旋转因子计算方法,其中,该角度感测监测装置 包括一绕一基线旋转以产生磁场变化的磁性元件, 及一用于感测该磁场变化的感测元件,该旋转因子 计算方法包含下列步骤: g)使该磁性元件旋转一旋转角度; h)记录该感测元件测得之磁场的量値; i)记录该感测元件测得之磁场的微分値;及 j)依据步骤h)及步骤i)的结果判断该磁性元件的旋 转因子。 16.依据申请专利范围第15项所述之具非接触式角 度感测监测装置之伺服马达的旋转因子计算方法, 其中,步骤j)包括下列判断该磁性元件绝对的相位 的子步骤: j-1)依据步骤h)判断该磁性元件在360度以内可能的 相位;及 j-2)自该等可能位置当中,依据步骤i)判断绝对的相 位。 图式简单说明: 图1是一习知伺服机的立体组合图; 图2是本发明具有角度感测监测旋转装置之伺服马 达的较佳实施例的立体组合图; 图3是该较佳实施例的俯视图; 图4是该较佳实施例的电子方块图; 图5是应用该较佳实施例之旋转因子计算方法第一 较佳实施例的流程图; 图6是该第一较佳实施例的理论图,说明一径度差 小于一预定径度; 图7是该第一较佳实施例的位置示意图,配合图6说 明一感测监测装置之细部构件的相关位置; 图8是类似图6的理论图,说明该径度差小于该预定 径度; 图9是类似图7的位置示意图,配合图8说明该感测监 测装置之细部构件的相关位置; 图10是类似图6的理论图,说明该径度差大于该预定 径度; 图11是类似图6的理论图,说明该径度差等于该预定 径度; 图12是应用该较佳实施例之旋转因子计算方法第 二较佳实施例的流程图; 图13该第二较佳实施例的位置示意图;及 图14是该第二较佳实施例的理论图。
地址 桃园县桃园市中正路1071号5楼之1
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