高精度霍尔翼片传感器的磁路仿真与设计

采用ANSYS有限元分析软件对霍尔翼片传感器进行磁路仿真和设计。在对2AV霍尔翼片传感器进行仿真的基础上，对新型高精度Sm2Co17霍尔翼片传感器进行静态和动态仿真，并根据仿真结果进行结构调整和优化。通过磁路仿真设计，适当调整霍尔器件与永磁体之间的空气间隙，使霍尔器件、永磁体和叶片相互匹配，得到符合要求的工作点检测参数，研制出的新器件达到国外同类产品水平，满足了霍尔翼片传感器的高精度要求，成本更低，也可大批量生产。     

基于Ansof的节气门位置传感器磁路动态分析

提出了一种基于霍尔器件的非接触式节气门位置传感器的永磁磁路,对该永磁磁路进行了理论计算分析,应用Ansoft对该磁路的磁场进行了动态仿真分析.通过分析磁路的磁场分布和测量气隙内各点磁感应强度随运动区域转过角度的变化规律,确定了霍尔器件最佳检测点.仿真结果表明:距离测量气隙末端1 mm和3mm之间矩形区域的几何中心为霍尔器件的最佳检测点.     

基于霍尔元件的磁悬浮心脏泵转子径向位移检测

为实现人工心脏泵磁悬浮轴承转子位移的精确检测,利用ANSOFT/Maxwell 2D有限元软件,仿真了径向永磁轴承内永磁环位移变化对其空间外某点处磁感应强度的影响特性,得出二者间的数学关系;提出了一种基于霍尔传感器的磁悬浮轴承转子径向2自由度位移检测的方案,通过解耦处理得到径向2自由度位移量求解公式;通过有限元仿真软件验证了该径向位移检测方法的正确性。研究表明:基于霍尔传感器的位移检测方法操作简单,且能准确的检测到径向2自由度位移量。     

硅集成霍尔开关传感可靠性设计与制造技术

我公司原系南京半导体器件总厂技术开发研究所,专门从事半导体集成电路的研制和开发。自1979年起,利用其先进的半导体技术,研制和生产出以霍尔效应器件为主的各种磁敏传感器,包括InSb霍尔效应元件、硅霍尔效应集成电路和以霍尔元器件为核心,利用厚膜混合集成及表面安装等技术二次集成的各种霍尔传感器,如霍尔接近开关、翼片开关、角度传感器、电流、电压传感器、钳形电流表等等。这些传感器已大量用于机械、电子、航空、航天、     

霍尔式位移传感器的研究

本文研究了以半导体材料砷化镓霍尔器件与高性能稀土永磁材料构成的小位移传感器及其检测电路，推导了位移量与霍尔电势的关系，建立了传感器的数学模型，并对非线性和温度误差进行了理论分析，在传感器的设计上实现了变换器与变换电路的一体化封装。经实际应用证明，传感器可分辨的最小位移变化量为０．１μｍ，本测量系统切实可行，有一定的推广应用价值。     

十字型CMOS集成霍尔传感器的简化仿真模型

文中提出了一种工作在低磁场条件下的十字型CMOS集成霍尔传感器的简化仿真模型.该模型结构简单,由1个包含电阻、电流控制电压源和电容的无源网络构成.该模型全面考虑了几何、温度和封装应力等因素带来的影响,由模拟硬件描述语言Verilog_A来实现,已成功在Cadence的Spectre仿真器上完成了电路仿真.为了验证模型的准确性,在相同工艺参数下使用SilvacoTCAD对该十字型霍尔传感器进行了三维器件仿真,器件仿真和电路仿真结果达到了很好的一致性,表明该模型在低磁场条件下具有较高的仿真精度.     

灵巧手中霍尔传感器测角精度的仿真研究

霍尔角度传感器通过检测转动磁铁产生的磁场,对仿人灵巧手指的关节转角进行非接触测量。通过有限元分析方法计算永磁铁周围磁感应强度的空间分布,研究磁铁与传感器的相对安装方位、磁铁与传感器间气隙的大小,以及磁铁的尺寸形状对传感器测角精度的影响,得到应用霍尔传感器与磁铁的选型方案,并指出在一定空间内多对霍尔传感器测角时,非配对磁铁对传感器的干扰不大,在灵巧手各个关节中使用霍尔传感器测量角度的方案可行。     

浅析闭环霍尔电流传感器关键器件选型

霍尔电流传感器是磁与电相结合的产物,从其关键器件霍尔元件和聚磁元件磁芯入手,涉及磁芯材料、气隙开口、霍尔元件选型等方面介绍了闭环霍尔电流传感器设计的关键步骤,将其应用于实际产品开发中,为从事该类传感器的设计人员提供技术参考。     

一种离心式心脏泵磁悬浮系统的耦合特性

为实现一种离心式心脏泵的稳定磁悬浮,需研究该心脏泵的耦合特性。文中分析了径向永磁轴承和开关磁阻电机的耦合特性,导出磁悬浮转子径向运动方程以及干扰力与径向位移的传递函数;并根据永磁轴承磁场分布特性,提出一种基于霍尔传感器的磁悬浮转子位移检测方案;最后,分析了径向和轴向位移在霍尔传感器检测结果中的耦合关系,据此给出解耦方法,实现磁悬浮转子位移检测。研究表明,径向永磁轴承和开关磁阻电机混合磁悬浮控制有利于提高控制系统正刚度并降低电磁能耗,基于霍尔传感器的转子位移检测方案能准确描述磁感应强度检测中径向二自由度位移间的耦合关系。     

永磁同步电机带霍尔及增量式编码器的伺服控制

永磁同步电机的伺服控制,需要知道转子的准确位置,尤其是伺服定位控制。而为降低永磁同步电机伺服系统成本,考虑用带霍尔的增量式编码器作为永磁同步伺服系统的位置传感器。针对带霍尔的增量式编码器永磁同步伺服系统,介绍了位置传感器输出信号的处理电路,以及该伺服系统的初始粗定位方法及精确定位,并在该伺服电机上作了相应的测试实验,实验证明,该方法能使同步电机正常启动,并完成调速及定位功能。     

一种基于电磁感应原理的风向编码方法

霍尔元件在与磁体接近时输出端会产生一个高电平,离开磁体时输出端为低电平。基于这种电磁感应原理,提出了一种风向编码方法。该方法设为三层立体编码,霍尔元件固定在编码器的定位盘上,磁钢体固定在转动盘上。转动盘上的磁钢体靠近霍尔元件时,霍尔元件输出高电平,磁钢体离开霍尔元件,则霍尔元件输出低电平。根据各个霍尔元件输出的高低电平组合编码,第一编码层可在45°范围内实现5°的分辨率,第二编码层可在180°范围内实现45°的分辨率,第三编码层可在360°范围内实现180°的分辨率。三个编码层相结合,便可在360°范围内实现5°的分辨率。     

基于LabVIEW的新型三维永磁电机检测系统

针对新型三维永磁电机低速大力矩、变频调速等特性以及检测系统智能化、自动化等要求,以PC机为主控单元,采用了NI公司的PCI-6221数据采集卡和闭环霍尔电流、电压传感器,以LabVIEW为软件开发平台,设计和实现了新型三维永磁电机检测系统;并提出了基于虚拟仪器的小波分析策略,实现了对电压、电流、拉力的实时精确检测和故障分析。试验结果表明,该系统能对新型三维永磁电机进行准确的实时检测。     

调磁环材料性能对永磁齿轮损耗的影响研究

磁场调制型永磁齿轮作为一种新型永磁变速装置,易产生较大磁场损耗,降低永磁齿轮工作效率,限制其传递能力的进一步提升。提出整体成型动力传动式调磁环提高了扭矩传动能力,建立调磁环三维模型开展了强度、刚度和损耗计算,并结合永磁齿轮性能测试分析了调磁环骨架材料和调磁极片材料的损耗,研究三种不同调磁环承载骨架材料参数对永磁齿轮损耗和效率的影响,对永磁齿轮参数进行优化并确定最优扭矩骨架承载材料。结果表明,特种工程塑料调磁环骨架材料能大幅降低永磁齿轮损耗,有效提升传动效率,永磁齿轮实测传动效率可达93.8%。     

基于磁热耦合仿真的筒式永磁调速器散热研究

针对筒式永磁调速器长时间运转发热严重的问题,利用磁热耦合分析方法,建立磁场、温度场分析的数学模型和有限元模型,通过Maxwell 3D和Steady-State Thermal模块联合仿真,得到铜环、永磁体温度场分布情况。通过对散热片进行优化仿真,显著降低了铜环和永磁体的最高温度。     

一种多圈磁电角度传感器的实现方法

提出一种非接触式多圈角度传感器的实现方法。当与被测旋转物体轴向相连的径向磁化永磁体在与其平行的霍尔传感芯片上方旋转时,基于霍尔原理,传感芯片会输出关于旋转角度的相互正交的两路电压信号,经过单片机进行反正切运算可以得到0°~360°范围的角度信息。结合超级电容及外扩存储器,能够实现角度的多圈测量。利用此方法设计制作了样机,实验证明此方法能够实现精度±0.2°的角度测量和多圈的可靠计数。     

嵌入式智能球铰链设计及研制

精密球铰链在并联机构中应用广泛,但其在被动运动中,其回转方位及回转角无法自知。基于磁效应,提出一种霍尔传感器与永磁体组合的回转方位辨识及角度测量新方法。在球头上嵌入永磁体,在球窝上植入霍尔传感器阵列,当球头回转时,霍尔传感器阵列测量磁感应强度的变化,反解出角度信息。在完成理论建模、仿真计算和可行性试验的基础上,完成了嵌入式样机的研制。在实现信号冗余计算的基础上,优化了反解算法,基本实现了球铰链多维回转角度的实时测量。球铰链也从单纯的精密传动部件转变为集传动和感测为一体的综合智能部件。随研究的继续,其精度将有大幅提高,有望应用到精密工程中。     

全永磁驱动带式输送机控制策略及动力学行为

针对传统异步电机驱动和液压绞车张紧带式输送机存在的传动效率低、运行维护困难、张紧响应慢等问题,设计了一种集永磁电机直驱与永磁张紧于一体的全永磁驱动带式输送机,制定了全永磁驱动系统矢量控制策略与机-电耦合动力学模型;利用Matlab/Simulink建模仿真与煤矿井下现场试验相结合的方法,研究了全永磁驱动带式输送机在空载启动、满载启动、变载运行等工况下的矢量控制策略与机-电耦合动力学行为。结果表明：全永磁驱动带式输送机在多种工况下均能实现转矩与转速的快速响应和动态调节,具有良好的动态特性;多台电机间可维持功率平衡与同步传动,具有较强的抗干扰能力;永磁张紧装置可以实现张紧力动态调节,有利于提高带式输送机驱动效率、张紧响应速度以及整机协调可控性;全永磁驱动系统可实现对带式输送机的智能驱动与动态张紧,在机-电耦合动力学行为仿真试验与现场试验中得到的电机动态特性规律基本一致,表明其可满足煤矿井下带式输送机实际工况需求,具有较高的推广应用价值。     

矢量控制技术在矿用永磁同步电机车上的应用研究

矿用蓄电池电机车是煤矿生产所需的一种主要的运输装置,目前主要采用直流电动机驱动,随着交流技术的发展,永磁同步交流电机代替传统的直流电机是矿用蓄电池电机车的发展趋势.论文对永磁同步电动机矢量控制原理和控制策略进行了详细的分析,并进行了Matlab仿真,仿真结果证明了矢量控制永磁同步电动机具有良好的调速、稳速功能.     

重型汽车驾驶室电动/手动翻转装置油泵电机的设计

针对重型汽车驾驶室翻转装置要求翻转力较大的现实情况,设计出了钕铁硼永磁直流电机驱动的电动/手动液压翻转装置,并对油泵电机的功率、永磁体和电枢绕组进行了参数化设计,设计的钕铁硼永磁直流电机结构简单、比功率大,可有效提高重型车驾驶室翻转机构的安全性和可靠性.