C140600 电机转子位置传感器故障

一辆奇瑞QQ7080轿车,仪表盘上的故障指示灯点亮,发动机转速无法上升到4000r／min以上,且发动机油耗很高。

维普资讯

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器，现确实无信号输出。判断可发

曲轴位置传感器

能是车辆受到碰撞后，速器壳体变发生微量变形，致传感器与信号导

轮之间的间隙变大，传感器无信使号输出。

故障排除一例口安徽/ 5光 2伟一

根据标准气隙值

(. 11±

08 .mm )磨变速器壳体上安装曲修轴位置传感器的平面，复曲轴位装辆奇瑞 QQ7 8 0 0轿车，仪表 灯又点亮了。再次读取故障码， 依

置传感器。清除故障码后起动试车，障指示灯不再点亮，测电故检

盘上的故障指示灯点亮，动机转发速无法上升到 4 0 r mi以上， 0 0/ n且

然存在

“轴位置传感器”故障曲

码，说明该故障码不是历史故障

控系统也无故障码输出。辆恢复车正常。

发动机油耗很高。 经询问车主得知，车曾出过该交通事故，虽更换了一系列零部件，之后便出现了上述问题。根但

码，不是临时故障码。也 再次询问车主，知该车出事得故后，并没有更换曲轴位置传感器。检查曲轴位置传感器，现其发外表有明显的压痕。更换一个新的

导致曲轴位置传感器无信号

输出的原因一般有：曲轴位置传 1)感器本身有故障

毕 业 设 计（论 文）

题 目 基于电感测量无位置传感器

无刷电机实验研究

姓 名 学 号 所在学院 专业班级 指导教师 日 期

摘要

无传感器控制技术是无刷直流电机控制领域研究的热点。针对无刷直流电机在静止和低速状态下检测转子位置困难，提出了无刷直流电机采用无位置传感器控制策略时转子位置检测的一种新方法。基于定子电感是转子位置的函数，用该方法推导出三相无刷直流电动机在两相通电工作方式下的等效电感，并用简单的电子电路实现直流无刷电机无位置传感器的驱动控制。本文采用DSP 56F8346芯片对无位置传感器的无刷直流电动机控制系统进行了设计，并且进行了相应的系统硬件、软件设计。

关 键 词: 无刷直流电动机；无位置传感器；转子位置检测；电感

I

Abstract

Sensorless ontrol technology has been a hot rese

论坛中总是有人问及伺服电机编码器相位与转子磁极相位零点如何对齐的问题，这样的问题论坛中多有回答，本人也曾在多个帖子有所回复，鉴于本人的回复较为零散，早就想整理集中一下，只是一直未能如愿，今借十一长假之际，将自己对这一问题的经验和体会整理汇总一下，以供大家参考，或者有个全面的了解。

永磁交流伺服电机的编码器相位为何要与转子磁极相位对齐

其唯一目的就是要达成矢量控制的目标，使d轴励磁分量和q轴出力分量解耦，令永磁交流伺服电机定子绕组产生的电磁场始终正交于转子永磁场，从而获得最佳的出力效果，即“类直流特性”，这种控制方法也被称为磁场定向控制（FOC），达成FOC控制目标的外在表现就是永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致，如下图所示：

图1

因此反推可知，只要想办法令永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致，就可以达成FOC控制目标，使永磁交流伺服电机的初级电磁场与磁极永磁场正交，即波形间互差90度电角度，如下图所示：

图2

如何想办法使永磁交流伺服电机的“相电流”波形始终与“相反电势”波形保持一致呢？由图1可知，只要能够随时检测到正弦型反电势波形的电角度相位，然后就可以相对容易地根据电角度相位生成

无位置传感器控制技术是无刷直流电机研究的热点之一，国内外相关研究已经取得阶段性成果。

在无刷直流电机工作过程中，各相绕组轮流交替导通，绕组表现为断续通电。在绕组不通电时，由于绕组线圈的蓄能释放，会产生感应电动势，该感应电动势的波形在绕组两端有可能被检测出来。利用感应电动势的一些特点，可有取代转子上的位置传感器功能，来得到需要的换相信息。由此，就出现了无位置传感器的无刷直流电动机。

尽管无位置传感器控制方式使得转子位置检测的精确度有所降低，但由于取消了位置传感器，电机的结构更加简单，安装更加方便，成本降低，可靠性进一步提高，在对体积和可靠性有要求的领域以及不适合安装位置传感器的场合，无位置传感器无刷直流电机应用广泛。

无位置传感器控制方式下的无刷直流电机具有可靠性高、抗干扰能力强等优点，同时在一定程度上克服了位置传感器安装不准确引起的换相转矩波动。

无位置传感器技术是从控制的硬件和软件两方面着手，以增加控制的复杂性换取电机结构复杂性的降低。

以采用120o电角度两两导通换相方式的三相桥式Y接无刷直流电机为例，讨论基于现代控制理论和智能算法的无刷直流电机无位置传感器控制方法。

转子位置间接检测法

目前无刷直流电机中主要采用电磁式、光电式、磁敏式等

氧传感器的检测

1、结构和工作原理

在使用三效催化转化器降低排放污染的发动机上，氧传感器是必不可少的。三效催化转化器安装在排气管的中段，它能净化排气中CO、HC和NOx三种主要的有害成分，但只在混合气的空燃比处于接近理论空燃比的一个窄小范围内，三效催化转化器才能有效地起到净化作用。故在排气管中插入氧传感器，借检测废气中的氧浓度测定空燃比。并将其转换成电压信号或电阻信号，反馈给ECU。ECU控制空燃比收敛于理论值。目前使用的氧传感器有氧化锆式和氧化钛式两种，其中应用最多的是氧化锆式氧传感器。 （1）氧化锆式氧传感器

氧化锆式氧传感器的基本元件是氧化锆陶瓷管（固体电解质），亦称锆管图1。

锆管固定在带有安装螺纹的固定套中，内外表面均覆盖着一层多孔性的铅膜，其内表面与大气接触，外表面与废气接触。氧传感器的接线端有一个金属护套，其上开有一个用于锆管内腔与大气相通的孔；电线将锆管内表面铂极经绝缘套从此接线端引出。

氧化锆在温度超过300℃后，才能进行正常工作。早期使用的氧传感器靠排气加热，这种传感器必须在发动机起动运转数分钟后才能开始工作，它只有一根接线与ECU相连（图 2a）。现在，大部分汽车使用带加热器的氧传感器（图 2b），这

无位置传感器方波无刷直流电机及弱磁控制

第33卷第6期

1999年11月浙　　江　　大　　学　　学　　报　　(工学版)JournalofZhejiangUniversity　　(EngineeringScience)Vol.33№.6

Nov.1999

文章编号:1008-973X(1999)06-0633-07

无位置传感器方波无刷直流电机及弱磁控制

沈建新,陈永校

(浙江大学电机工程学系,浙江杭州310027)

摘　要:为了实现方波型无刷直流电机的无传感器控制,提出根据激磁电势波形确定电机换向时序的

“端电压法”,详细阐述其特殊的起动过程和双向运转技术.针对“端电压法”控制的方波电机,提出一种

新型的用变压器电势抵消激磁电势而实现的等效弱磁控制方法,并作理论分析与实验验证.

关键词:无刷直流电机;位置检测;激磁电势;弱磁控制

中图分类号:TM33;TM351　　　　　文献标识码:A

0　引　言

无刷直流电机的位置传感器对可靠性及制造工艺等带来诸多不利影响.因此,近年来国内外学者对无刷电机的无传感器控制作了不少研究.其中报道较多的一种方法是“转子位置计算法”,它将电机三相电压、电流作坐标变换,在派克方程的基础上估算出电机转子的位置[3].由于坐标变换只考虑基波分量,该

霍尔位置传感器法杨氏模量的测定

通过霍尔位置传感器法对固体材料杨氏模量的测量实验，可以学习和掌握基本长度和微小位移量测量的方法和手段，提高学生的实验技能。该实验是在弯曲法测量固体材料杨氏模量的基础上，加装霍尔位置传感器而成的。通过霍尔位置传感器的输出电压与位移量线性关系的定标和微小位移量的测量，有利于联系科研和生产实际，使学生了解和掌握微小位移的非电量电测新方法。

本实验对经典实验装置和方法进行了改进，不仅保留了原有实验的内容，还增加了霍尔位置传感器的结构、原理、特性及使用方法的了解，将先进科技成果应用到教学实验中，扩大了学生的知识面，是经典实验教学现代化的一个范例。弯曲法测金属杨氏模量实验仪的特点是待测金属薄板只须受较小的力F，便可产生较大的形变?Z，而且本仪器体积小、重量轻、测量结果准确度高，本仪器杨氏模量实际测量误差小于3%。 【实验目的】

（1）熟悉霍尔位置传感器的特性； （2）弯曲法测量黄铜的杨氏模量；

（3）测黄铜杨氏模量的同时，对霍尔位置传感器定标； （4）用霍尔位置传感器测量可锻铸铁的杨氏模量。 【实验原理】 （1）霍尔位置传感器

霍尔元件置于磁感应强度为B的磁场中，在垂直于磁场方向通以电流I，则与这二者 相垂直的方向上将产生

霍尔位置传感器法杨氏模量的测定

通过霍尔位置传感器法对固体材料杨氏模量的测量实验，可以学习和掌握基本长度和微小位移量测量的方法和手段，提高学生的实验技能。该实验是在弯曲法测量固体材料杨氏模量的基础上，加装霍尔位置传感器而成的。通过霍尔位置传感器的输出电压与位移量线性关系的定标和微小位移量的测量，有利于联系科研和生产实际，使学生了解和掌握微小位移的非电量电测新方法。

本实验对经典实验装置和方法进行了改进，不仅保留了原有实验的内容，还增加了霍尔位置传感器的结构、原理、特性及使用方法的了解，将先进科技成果应用到教学实验中，扩大了学生的知识面，是经典实验教学现代化的一个范例。弯曲法测金属杨氏模量实验仪的特点是待测金属薄板只须受较小的力F，便可产生较大的形变?Z，而且本仪器体积小、重量轻、测量结果准确度高，本仪器杨氏模量实际测量误差小于3%。 【实验目的】

（1）熟悉霍尔位置传感器的特性； （2）弯曲法测量黄铜的杨氏模量；

（3）测黄铜杨氏模量的同时，对霍尔位置传感器定标； （4）用霍尔位置传感器测量可锻铸铁的杨氏模量。 【实验原理】 （1）霍尔位置传感器

霍尔元件置于磁感应强度为B的磁场中，在垂直于磁场方向通以电流I，则与这二者 相垂直的方向上将产生

霍尔位置传感器法杨氏模量的测定

通过霍尔位置传感器法对固体材料杨氏模量的测量实验，可以学习和掌握基本长度和微小位移量测量的方法和手段，提高学生的实验技能。该实验是在弯曲法测量固体材料杨氏模量的基础上，加装霍尔位置传感器而成的。通过霍尔位置传感器的输出电压与位移量线性关系的定标和微小位移量的测量，有利于联系科研和生产实际，使学生了解和掌握微小位移的非电量电测新方法。

本实验对经典实验装置和方法进行了改进，不仅保留了原有实验的内容，还增加了霍尔位置传感器的结构、原理、特性及使用方法的了解，将先进科技成果应用到教学实验中，扩大了学生的知识面，是经典实验教学现代化的一个范例。弯曲法测金属杨氏模量实验仪的特点是待测金属薄板只须受较小的力F，便可产生较大的形变?Z，而且本仪器体积小、重量轻、测量结果准确度高，本仪器杨氏模量实际测量误差小于3%。 【实验目的】

（1）熟悉霍尔位置传感器的特性； （2）弯曲法测量黄铜的杨氏模量；

（3）测黄铜杨氏模量的同时，对霍尔位置传感器定标； （4）用霍尔位置传感器测量可锻铸铁的杨氏模量。 【实验原理】 （1）霍尔位置传感器

霍尔元件置于磁感应强度为B的磁场中，在垂直于磁场方向通以电流I，则与这二者 相垂直的方向上将产生

霍尔传感器电机转速测量系统设计

09电子1班 刘荣 090406130

摘要：本文介绍了霍尔传感器测速的原理，设计了基于单片机AT89C51的直流电机转

速测量系统。完成了电机转速测量系统的硬件电路设计、霍尔传感器测量电路的设计、显示电路的设计。测量转速的霍尔传感器和机轴同轴连接，机轴每转一周，产生一定量的脉冲个数，由霍尔器件电路部分输出幅度为12V的脉冲。经光电隔离器后成为输出幅度为5V转数计数器的计数脉冲。控制定时器计数时间，即可实现对电机转速的测量。在显示电路设计中，通过1602实现在LCD上直观地显示电机的转速值。并对电机转速测量系统的硬件电路、显示电路进行了调试。与软件配合，采用模块化方法进行了软件设计，编制了电机转速的测量设计了测量模块、转速模块、报警模块、显示模块等的C51程序，并通过PROTEUSE软件进行了仿真，实现了显示、报警功能。仿真实验表明所设计的硬件电路及软件程序是正确的，满足设计要求。

关键词：电机转速测量；霍尔传感器；单片机；89C51；LCD液晶显示

Abstract：The principles of motor speed measurements with hall sensor was de