[發(fā)明專利]用于換向場(chǎng)電動(dòng)機(jī)和配有此電動(dòng)機(jī)的機(jī)器的初始化和操作的方法和設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 00811038.7
• 申請(qǐng)日: 2000-07-12
• 公開（公告）號(hào): CN1365536A
• 公開（公告）日: 2002-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·C·赫勒;M·曼;C·埃爾尼克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 奧蒂斯電梯公司
• 主分類號(hào): H02P6/00
• 分類號(hào): H02P6/00;H02P6/08;H02P21/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 肖春京,章社杲

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及換向場(chǎng)電動(dòng)機(jī)及配備此類電動(dòng)機(jī)的機(jī)器。

發(fā)明背景

圖1是一臺(tái)換向場(chǎng)電動(dòng)機(jī)10的簡(jiǎn)單示意圖，它由電源12供電，并具有一個(gè)定子16和一個(gè)轉(zhuǎn)子20。定子上裝有激磁繞組17(A-A’，B-B’，C-C’和D-D’)，它們被依次激勵(lì)使得繞組起到磁鐵的作用，即具有北極和南極，并對(duì)安裝于轉(zhuǎn)子20的永久磁鐵21上產(chǎn)生力，從而使轉(zhuǎn)子20旋轉(zhuǎn)。為使繞組按適當(dāng)?shù)拇涡蚝蜁r(shí)序激勵(lì)，以便提供所需的轉(zhuǎn)子20的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)速或旋轉(zhuǎn)方向，必須知道轉(zhuǎn)子磁鐵21相對(duì)于繞組17的位置。一般由一個(gè)探測(cè)器22提供代表轉(zhuǎn)子在“探測(cè)器”或未經(jīng)校準(zhǔn)的坐標(biāo)系中的角坐標(biāo)的原始數(shù)據(jù)。但是，必須用此數(shù)據(jù)來確定磁鐵21相對(duì)于繞組17的位置。這里我們用電動(dòng)機(jī)的初始化來確定未經(jīng)校準(zhǔn)的坐標(biāo)系統(tǒng)與一個(gè)和激磁繞組17具有已知關(guān)系的坐標(biāo)系統(tǒng)之間的相互關(guān)系，以便根據(jù)原始的或未經(jīng)校準(zhǔn)的角坐標(biāo)數(shù)據(jù)來確定磁鐵21相對(duì)于繞組的相互關(guān)系。先將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化，并用經(jīng)過初始化的數(shù)據(jù)對(duì)繞組17的激勵(lì)進(jìn)行排序和定時(shí)。

如果電動(dòng)機(jī)10可以查看到且不帶負(fù)荷，則對(duì)它的初始化比較簡(jiǎn)單。由于負(fù)荷角為零，用一個(gè)方位已知的測(cè)試電壓來激勵(lì)定子16，則可使轉(zhuǎn)子20產(chǎn)生一個(gè)已知的角坐標(biāo)。從探測(cè)器22來的原始數(shù)據(jù)(它給出一個(gè)在未校準(zhǔn)的坐標(biāo)系統(tǒng)內(nèi)的角度)可與一個(gè)q-d轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系(此處d為磁鐵21的軸線，q是與之正交的軸線)形成這樣一種關(guān)系，使得未校準(zhǔn)的坐標(biāo)系和轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系之間的“誤差角”可以被確定。由于q-d轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系和激磁繞組17之間的相互關(guān)系已知，因而我們可以在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行此間采用誤差角來正確地激勵(lì)繞組17，以使電動(dòng)機(jī)10具有所需的性能。所以在電動(dòng)機(jī)工廠內(nèi)進(jìn)行初始化不一定是個(gè)難題。

但是，上述初始化要求從工廠運(yùn)出的電動(dòng)機(jī)包括探測(cè)器22，而且其后還要小心操作，使得探測(cè)器22和轉(zhuǎn)子20之間的相互關(guān)系不被改變。這些電動(dòng)機(jī)常常是安裝在復(fù)雜的機(jī)器(如電梯)之中，而且是在安裝機(jī)器的現(xiàn)場(chǎng)裝上去的。這種安裝另外也可能改變初始狀態(tài)。對(duì)已安裝好的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行初始化或重新初始化是件繁冗的事。通常電動(dòng)機(jī)是帶著負(fù)荷的，而且負(fù)荷(例如電梯)必須由手工操作(例如通過調(diào)節(jié)纜繩)來卸去負(fù)荷再進(jìn)行上面所說的初始化過程。這類操作可能很費(fèi)時(shí)，而且需要額外的人手。同樣，在現(xiàn)場(chǎng)更換已失效的探測(cè)器22也要求將負(fù)荷卸去，或安裝一個(gè)具有新探測(cè)器22的經(jīng)過初始化的新電動(dòng)機(jī)。如果有一種更簡(jiǎn)單有效的初始化程序，將代表該領(lǐng)域有用的改進(jìn)。

因而，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是指出上面提到的已有技術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)不足和缺陷。

本發(fā)明的其它一些目標(biāo)將在下文部分地提出，而且根據(jù)這些公開的內(nèi)容其中一部分對(duì)于普通技術(shù)人員而是顯而易見的。

發(fā)明概要

本發(fā)明將通過提供對(duì)處于非零負(fù)載下的換向場(chǎng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)的方法和設(shè)備來說明上述目標(biāo)。因而，不需讓電動(dòng)機(jī)的負(fù)載清零，從而節(jié)省配備此電動(dòng)機(jī)的設(shè)備(如電梯)試運(yùn)行的時(shí)間和工作量。

按本發(fā)明的一個(gè)方面所提供的方法包括以下步驟：將具有第一方位和第一幅度的第一電壓加到轉(zhuǎn)子和定子中的一個(gè)上；確定與施加第一電壓相應(yīng)的第一轉(zhuǎn)子角；將第二電壓加到轉(zhuǎn)子和定子中的一個(gè)上，此第二電壓的方位基本上與第一方位相同，而第二幅值則與第一幅值不一樣，在馬達(dá)所帶的負(fù)荷基本上等于施加第一電壓時(shí)所加的負(fù)荷時(shí)施加第二電壓；確定與施加第二電壓相應(yīng)的第二轉(zhuǎn)子角；確定作為至少是第一和第二轉(zhuǎn)子角的函數(shù)的誤差角，以便對(duì)電動(dòng)機(jī)校準(zhǔn)。第一和第二電壓，或與其分別相應(yīng)的電流的一個(gè)或兩個(gè)，可用來確定誤差角。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所公開的內(nèi)容可以明白，恒定電流和電壓的關(guān)系是由定子的電阻確定的。

本發(fā)明的另一方面中描述按這里公開的方法對(duì)換向場(chǎng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行初始化和操作的設(shè)備。此設(shè)備可包括處理器，用來確定轉(zhuǎn)子角坐標(biāo)的探測(cè)器，和電源。處理器與探測(cè)器和電源電氣相連，且包括這樣的配置諸如硬件或適當(dāng)?shù)能浖绦?，以?shí)現(xiàn)上述初始化并使電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。這里所用的處理器可以是用于將電動(dòng)機(jī)初始化以確定誤差角的專用處理器，或者是一種更為通用的處理器，它除了對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)外，還可按配備電動(dòng)機(jī)的設(shè)備的用途操控電動(dòng)機(jī)。

下面將對(duì)本發(fā)明的這些和其它的特性作更詳細(xì)的說明。

附圖簡(jiǎn)介

下面將參照對(duì)優(yōu)選實(shí)施裝置的詳細(xì)描述及所附各圖，以便對(duì)本發(fā)明有更全面的了解，這些圖中：

圖1是換向場(chǎng)電動(dòng)機(jī)和對(duì)電動(dòng)機(jī)提供能量的電源示意圖。

圖2是用來對(duì)圖1的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行初始化的設(shè)備示意圖，圖中還包括圖1所示電動(dòng)機(jī)的透視圖。