[實用新型]三相永磁同步電動機的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220282396.X
• 申請日: 2012-06-15
• 公開（公告）號: CN202676335U
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉家寧
• 申請（專利權(quán)）人: 北京中陸航星機械動力科技有限公司
• 主分類號: G01L3/00
• 分類號: G01L3/00
• 代理公司: 北京匯澤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 劉淑敏

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及電動機檢測技術(shù)，尤其涉及三相永磁同步電動機的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩檢測裝置，該類電動機又稱為永磁同步電機（PMSM，Permanent?Magnet?Synchronous?Motor），在國標GB/T21418-2008《永磁無刷電動機系統(tǒng)通用技術(shù)條件》中也稱為永磁交流伺服電動機，其三相繞組一般采用星形連接方式，是線反電勢波形近似為正弦波的永磁無刷電動機。

背景技術(shù)

電動機作為一種典型的能量轉(zhuǎn)換裝置，實現(xiàn)將電能轉(zhuǎn)換為機械能的功能。電動機的輸入功率可用電壓U（單位V）與電流I（單位A）的乘積來衡量，而輸出功率用輸出轉(zhuǎn)速n（單位rad/s）和輸出轉(zhuǎn)矩T（單位N.m）的乘積來衡量。輸出轉(zhuǎn)矩T作為電動機輸出能力的基本衡量指標，是必要的檢測指標。

三相永磁同步電動機在自同步運行時，要求向電動機三相繞組輸入與定子、轉(zhuǎn)子相對位置θ有關(guān)的三相正弦電流，以使電動機向負載輸出恒定的機械轉(zhuǎn)矩。

Iu=I*sin(θ)；

Iv=I*sin(θ-2*π/3)；

Iw=I*sin(θ-4*π/3)。

上式中，Iu、Iv、Iw分別是三相電流，I是相電流幅值。定子、轉(zhuǎn)子相對位置θ隨著電動機的轉(zhuǎn)動而改變。

當電動機連續(xù)旋轉(zhuǎn)并輸出恒定轉(zhuǎn)矩時，需要保持輸入到三相繞組上的相電流幅值I不變，而施加給三相繞組的電流應(yīng)該根據(jù)電動機定子、轉(zhuǎn)子相對位置θ的改變而改變。

為了測量電動機在一定相電流幅值輸入情況下的輸出轉(zhuǎn)矩，必須保證電動機三相繞組中輸入正確的電流值，因此必須采用合適的位置傳感方式精確測量電動機定子、轉(zhuǎn)子的相對位置θ。

通常情況下，三相永磁同步電動機的直接轉(zhuǎn)矩檢測需要將電動機、位置傳感器和交流伺服驅(qū)動器組成永磁無刷電動機系統(tǒng)，并在轉(zhuǎn)矩控制運行方式下進行。這種方法必須配置交流伺服驅(qū)動器和轉(zhuǎn)子位置傳感器。相比較于直流電源，大電流的交流伺服驅(qū)動器價格高昂，尤其是在對分裝式電動機進行轉(zhuǎn)矩檢測時，還必須考慮轉(zhuǎn)子位置傳感器的安裝。這無疑增加了轉(zhuǎn)矩檢測裝置的復(fù)雜性和檢測成本。

圖1為現(xiàn)有轉(zhuǎn)矩檢測裝置示意圖，如圖1所示，使用該檢測裝置時，檢測者通過輸入到交流伺服驅(qū)動器的電流指令對電動機繞組施加轉(zhuǎn)矩檢測所需要的電流，再用轉(zhuǎn)矩檢測設(shè)備測量電動機的輸出轉(zhuǎn)矩。當不具備交流伺服驅(qū)動器和轉(zhuǎn)子位置傳感器時，無法采用傳統(tǒng)方法進行三相永磁同步電動機的轉(zhuǎn)矩測試。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供一種三相永磁同步電動機的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩檢測裝置，能夠省去轉(zhuǎn)子位置傳感器和交流伺服驅(qū)動器，簡化轉(zhuǎn)矩檢測裝置，以降低檢測成本。

為達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種三相永磁同步電動機的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩檢測裝置，包括電動機、轉(zhuǎn)矩檢測設(shè)備、直流電源、電流表和繞組連接器；所述直流電源的輸出端連接繞組連接器的接線端后，對電動機施加轉(zhuǎn)矩檢測所需要的直流電流；所述直流電源與繞組連接器之間，還接有電流表；所述電動機的轉(zhuǎn)矩輸出端與所述轉(zhuǎn)矩檢測設(shè)備相連。

其中，所述繞組連接器的連接方式為：任意兩相繞組并聯(lián)后，再與剩下一相繞組串聯(lián)；所述串聯(lián)、并聯(lián)后的兩個繞組的引出線頭分別接至直流電源的正、負極。

所述繞組連接器的連接方式為：任意兩相繞組引出線分別接至直流電源的正、負極，剩下一相繞組懸空。

本實用新型所提供的三相永磁同步電動機的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩檢測裝置，具有以下優(yōu)點：

采用本實用新型的檢測裝置，利用標記好的參考零位，調(diào)整定子和轉(zhuǎn)子的相對位置以保持定子磁場和轉(zhuǎn)子磁場正交就可以進行轉(zhuǎn)矩測試，能夠省去現(xiàn)有轉(zhuǎn)矩檢測裝置中額外的轉(zhuǎn)子位置傳感器和交流伺服驅(qū)動器，從而簡化了轉(zhuǎn)矩檢測裝置的復(fù)雜性，降低了檢測成本。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有轉(zhuǎn)矩檢測裝置示意圖；

圖2為本實用新型的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩檢測裝置示意圖；

圖3為本實用新型的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩檢測方法流程圖

圖4為電動機的繞組連接方式一；

圖5為電動機的繞組連接方式二。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及本實用新型的實施例對本實用新型的檢測裝置作進一步詳細的說明。