電機(jī)行業(yè)是一個(gè)傳統(tǒng)的行業(yè)。經(jīng)過(guò)200多年的發(fā)展，它已經(jīng)成為現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中不可或缺的核心、基礎(chǔ)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重要的一環(huán)。作為勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，我國(guó)發(fā)展電機(jī)制造業(yè)有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。在近幾年，國(guó)內(nèi)電機(jī)市場(chǎng)得到了很好地發(fā)展。
但是，受整體經(jīng)濟(jì)低迷的影響，去年自動(dòng)化市場(chǎng)遭遇低谷時(shí)期。在工業(yè)經(jīng)濟(jì)低迷的形式下，電機(jī)市場(chǎng)在2012年也持續(xù)走低。雖然農(nóng)業(yè)與其它領(lǐng)域的應(yīng)用有小幅的增長(zhǎng)，但也不足以拉動(dòng)市場(chǎng)重回增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。
無(wú)論是工業(yè)、家庭還是商業(yè)用電，電機(jī)都是耗能的主要“貢獻(xiàn)者”。2012年中國(guó)政府出臺(tái)的電機(jī)能效強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB18613-2012《中小型三相異步電動(dòng)機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》導(dǎo)致部分低效率、高耗能的產(chǎn)品停止生產(chǎn)。這一政策的出臺(tái)對(duì)低壓電機(jī)廠商的業(yè)績(jī)?cè)斐梢欢ǖ拇驌?。但是，另一方面也促使廠商積極調(diào)整產(chǎn)品戰(zhàn)略，促進(jìn)廠商加快發(fā)展高效電機(jī)。位置傳感器的應(yīng)用是其中較為有效的方案之一。
位置傳感器是組成無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的三大部分之一，也是區(qū)別于有刷直流電動(dòng)機(jī)的主要標(biāo)志。其作用是檢測(cè)主轉(zhuǎn)子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位置，將轉(zhuǎn)子磁鋼磁極的位置信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，為邏輯開(kāi)關(guān)電路提供正確的換相信息，以控制它們的導(dǎo)通與截止，使電動(dòng)機(jī)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(jìn)式的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)永磁轉(zhuǎn)子連續(xù)不斷地旋轉(zhuǎn)。
位置傳感器的應(yīng)用，降低電機(jī)運(yùn)行的噪音、提高電機(jī)的壽命與性能，同時(shí)達(dá)到降低耗能的效果。
行內(nèi)人士預(yù)測(cè)：電機(jī)市場(chǎng)將在2013年開(kāi)始重拾增勢(shì)，2013年下半年將會(huì)緩慢回升。未來(lái)五年，中國(guó)低壓電機(jī)市場(chǎng)將保持穩(wěn)定增長(zhǎng)，特別是高效電機(jī)將會(huì)在未來(lái)五年銷量大幅增加。位置傳感器的應(yīng)用無(wú)疑給電機(jī)市場(chǎng)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的推動(dòng)力。
位置傳感器簡(jiǎn)介
位置傳感器(position sensor)，能感受被測(cè)物的位置并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器。它能感受被測(cè)物的位置并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器。
位置傳感器可用來(lái)檢測(cè)位置，反映某種狀態(tài)的開(kāi)關(guān)，和位移傳感器不同，位置傳感器有接觸式和接近式兩種。
接觸式傳感器的觸頭由兩個(gè)物體接觸擠壓而動(dòng)作，常見(jiàn)的有行程開(kāi)關(guān)、二維矩陣式位置傳感器等。行程開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作可靠、價(jià)格低廉。當(dāng)某個(gè)物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，碰到行程開(kāi)關(guān)時(shí)，其內(nèi)部觸頭會(huì)動(dòng)作，從而完成控制，如在加工中心的X、Y、Z軸方向兩端分別裝有行程開(kāi)關(guān)，則可以控制移動(dòng)范圍。二維矩陣式位置傳感器安裝于機(jī)械手掌內(nèi)側(cè)，用于檢測(cè)自身與某個(gè)物體的接觸位置。
接近開(kāi)關(guān)是指當(dāng)物體與其接近到設(shè)定距離時(shí)就可以發(fā)出“動(dòng)作”信號(hào)的開(kāi)關(guān)，它無(wú)需和物體直接接觸。接近開(kāi)關(guān)有很多種類，主要有電磁式、光電式、差動(dòng)變壓器式、電渦流式、電容式、干簧管、霍爾式等。接近開(kāi)關(guān)在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用主要是刀架選刀控制、工作臺(tái)行程控制、油缸及汽缸活塞行程控制等。
霍爾傳感器是利用霍爾現(xiàn)象制成的傳感器。將鍺等半導(dǎo)體置于磁場(chǎng)中，在一個(gè)方向通以電流時(shí)，則在垂直的方向上會(huì)出現(xiàn)電位差，這就是霍爾現(xiàn)象。將小磁體固定在運(yùn)動(dòng)部件上，當(dāng)部件靠近霍爾元件時(shí)，便產(chǎn)生霍爾現(xiàn)象，從而判斷物體是否到位。
應(yīng)用于無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)
位置傳感器是組成無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的三大部分之一，也是區(qū)別于有刷直流電動(dòng)機(jī)的主要標(biāo)志。其作用是檢測(cè)主轉(zhuǎn)子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位置，將轉(zhuǎn)子磁鋼磁極的位置信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，為邏輯開(kāi)關(guān)電路提供正確的換相信息，以控制它們的導(dǎo)通與截止，使電動(dòng)機(jī)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(jìn)式的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)永磁轉(zhuǎn)子連續(xù)不斷地旋轉(zhuǎn)。
直流無(wú)刷電機(jī)需要位置傳感器來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)子的位置，電機(jī)控制器通過(guò)接受位置傳感器信號(hào)來(lái)讓逆變器換相與轉(zhuǎn)子同步來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。盡管直流無(wú)刷電機(jī)也可以通過(guò)定子繞組產(chǎn)生的反感生電動(dòng)勢(shì)來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置，而省去位置傳感器，但是電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速太小，反感生電動(dòng)勢(shì)信號(hào)太小而無(wú)法檢測(cè)。
可以用作直流無(wú)刷電機(jī)位置傳感器的霍爾傳感器芯片分為開(kāi)關(guān)型和鎖定型兩種。對(duì)于電動(dòng)自行車電機(jī)，這兩種霍爾傳感器芯片都可以用來(lái)精確測(cè)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(wú)刷電機(jī)的性能，包括電機(jī)的輸出功率、效率和轉(zhuǎn)矩等沒(méi)有任何差別，并可以兼容相同的電機(jī)控制器。