[發明專利]一種永磁同步電機旋轉變壓器標定及調零系統及其運作方法

有效

• 申請號: 200910116810.2
• 申請日: 2009-05-18
• 公開（公告）號: CN101615825A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 吳瑞;馮勇;陳立沖;王躍
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: H02K11/00
• 分類號: H02K11/00;H02P6/14;H02P6/18
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司
• 代理人: 周 光

技術領域

本發明涉及一種永磁同步電機旋轉變壓器標定及調零系統及其運作方法。

背景技術

永磁同步電機(PMSM)與直流電機、感應電機、普通同步電機相比，具 有較高的能量密度和效率，其具有體積小、慣性低、響應快、控制靈活等優 點，逐漸成為交流伺服系統執行電機的主流，尤其是在高精度、高性能要求 的功率伺服系統領域。它通常采用的控制方式是低速時采用矢量控制，高速時 采用弱磁控制。永磁同步電機的矢量控制需要準確的實時檢測轉子絕對角位置， 旋轉變壓器簡稱旋變，具有耐惡劣環境、耐振動，高可靠性，高精度等優點， 獲得越來越廣泛的應用。目前大部分電機廠家對永磁同步電機的旋變安裝后均 未作零點標定，使得用戶使用時還須為每臺電機作零點標定，極為不便，也不 利于該電機的批量生產。綜上所述，現有技術中存在如下技術問題：永磁同步 電機的旋轉變壓器安裝后均未作零點標定，不利于該電機的批量生產。

發明內容

本發明的目的在于提供一種永磁同步電機旋轉變壓器標定及調零系統，來 保證永磁同步電機批量生產一致性。

具體來說，本發明的目的在于提供一種永磁同步電機旋轉變壓器標定及調 零系統的運行方法，使得永磁同步電機在安裝時，通過該系統對旋轉變壓器進 行零點標定和調零處理，使安裝后的永磁同步電機與其旋轉變壓器的角位置零 點一致，便于批量生產。

該系統大體構造如下：旋轉變壓器的機械安裝--將旋轉變壓器安裝在永 磁同步電機的一個端面，先將旋變轉子安裝固定在電機轉軸上，使之與電機 轉子同步轉動；再將旋變定子預安裝在電機殼體上，即把旋變定子在徑向上 限位，軸相可以轉動。

運行步驟大體如下：

旋轉變壓器粗調零點：

根據電機設計的三相反電動勢零點角度，主控計算機給精密伺服電機控制 單元一個角度指令，控制精密伺服電機帶動撥叉給旋變定子一個初步的角度定 位，此時旋變的零點與永磁同步電機的零點粗略對應。

旋轉變壓器零點標定：

采用旋變位置解碼單元從旋轉變壓器輸出信號中解算出電機轉子角度信 息，通過SPI串行通信將該信息傳送至信號分析處理單元，同時信號分析處理 單元還會采集永磁同步電機的三相反電動勢，通過分析比較旋變角度信號與三 相反電動勢的相位信號計算出它們的零點相位差值，即為旋轉變壓器的零點標 定值，信號分析處理單元會將該零點標定值傳送至主控計算機，錄入數據庫。

旋轉變壓器精確調零：

根據零點標定值，主控計算機給精密伺服電機控制單元一個角度指令，控 制精密伺服電機帶動撥叉將旋變定子精確調零，安裝螺釘將旋變定子固定在電 機殼體上。

具體技術方案如下：

一種永磁同步電機旋轉變壓器標定及調零系統，包括：

旋轉變壓器轉子，其安裝固定在電機轉軸上，與電機轉子同步轉動；

旋轉變壓器定子，其預安裝在電機殼體上，徑向上限位，軸向可轉動；

主控計算機，其向電機控制單元發出角度指令；

電機控制單元，其對旋轉變壓器定子進行初步的角度定位和最后的精確調零；

旋轉變壓器位置解碼單元，其計算旋轉變壓器的零點標定值；

信號分析處理單元，其將該零點標定值傳送至主控計算機，錄入數據庫。

主控計算機，電機控制單元，旋轉變壓器位置解碼單元和信號分析處理單 元之間的通信和連接采用本領域常用通信和連接方式。

旋轉變壓器位置解碼單元通過SPI串行通信向分析處理單元傳送信號，主 控計算機與信號分析處理單元之間通過總線連接。

主控計算機根據電機設計的三相反電動勢零點角度向電機控制單元發出角 度指令。

電機控制單元為精密伺服電機控制單元，其帶動撥叉給旋轉變壓器定子初 步的角度定位和最后的精確調零。

旋轉變壓器位置解碼單元從旋轉變壓器輸出的兩組正、余弦波信號中解算 出電機轉子角度信息，通過SPI串行通信將該信息傳送至信號分析處理單元， 同時信號分析處理單元采集永磁同步電機的三相反電動勢，通過分析比較旋轉 變壓器角度信號與三相反電動勢的相位信號計算出它們的零點相位差值，即為 旋轉變壓器的零點標定值。

主控計算機根據該零點標定值，給電機控制單元一個角度指令，控制其帶 動撥叉將旋轉變壓器定子精確調零。

旋轉變壓器定子由螺釘固定在電機殼體上。