[實用新型]一種自動檢測及補償旋轉(zhuǎn)變壓器零位偏差的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220375256.7
• 申請日: 2012-07-31
• 公開（公告）號: CN202720287U
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張玉峰;李聲晉;魏世克;楊靜偉;周勇;張松松;李鑫;周廣偉;王嚴偉;江修立
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;H02P6/16
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種檢測及補償旋轉(zhuǎn)變壓器零位偏差的裝置。

背景技術(shù)

旋轉(zhuǎn)變壓器具有結(jié)構(gòu)可靠、實時性好、環(huán)境適應(yīng)性強等特點，被廣泛用于電機伺服系統(tǒng)中精確檢測伺服電機轉(zhuǎn)子的位置。旋轉(zhuǎn)變壓器在安裝時的裝配誤差會導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)變壓器的零位產(chǎn)生偏差，從而導(dǎo)致電機實際轉(zhuǎn)子位置與通過旋轉(zhuǎn)變壓器檢測到的轉(zhuǎn)子位置存在零位偏差。這種零位偏差的存在會引起不期望和不可控制的直軸電流，嚴重時會造成伺服電機無法起動或反轉(zhuǎn)。目前檢測伺服電機轉(zhuǎn)子零位偏差常用的方法為預(yù)定位法和高頻注入法：預(yù)定位法是在伺服電機定子中通以直流電或施加方向固定的電壓矢量將轉(zhuǎn)子拖到預(yù)定位置，根據(jù)伺服電機轉(zhuǎn)子位置傳感器檢測到的轉(zhuǎn)子位置信息即可確定轉(zhuǎn)子位置傳感器的零位偏差，該方法的缺點是電機帶負載或摩擦轉(zhuǎn)矩較大時檢測誤差較大。高頻注入法是利用電機的凸極或飽和效應(yīng)來檢測轉(zhuǎn)子的初始位置，從而確定轉(zhuǎn)子位置傳感器的零位偏差。該方法的缺點是對硬件要求較高，工程實現(xiàn)難度較大。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)變壓器零位偏差檢測方法測量誤差大、對硬件要求高、工程實現(xiàn)困難等不足，本發(fā)明提出一種自動檢測及補償旋轉(zhuǎn)變壓器零位偏差的方法，可顯著簡化檢測旋轉(zhuǎn)變壓器零位偏差實施步驟，降低檢測旋轉(zhuǎn)變壓器零位偏差的難度，并實現(xiàn)對旋轉(zhuǎn)變壓器零位偏差的自動補償，操作方便，適應(yīng)性強，且成本較低。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括微控制器、功率驅(qū)動電路、旋轉(zhuǎn)變壓器信號解算電路、電流檢測及調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。旋轉(zhuǎn)變壓器信號解算電路用于給旋轉(zhuǎn)變壓器提供激勵信號，并將旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出模擬信號解算調(diào)理成符合微控制器輸入要求的數(shù)字信號送入微控制器，電流檢測及調(diào)理電路包括霍爾電流傳感器及信號調(diào)理電路，霍爾電流傳感器檢測電機相繞組中的電流，并送入信號調(diào)理電路將信號調(diào)理到模數(shù)轉(zhuǎn)換電路額定輸入范圍內(nèi)的電壓信號送入模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路以1kHz以上的采樣頻率采樣送入的電壓信號并將該電壓信號轉(zhuǎn)換為符合微控制器信號輸入標準的數(shù)字信號后送入微控制器。微控制器對送入的電壓信號進行數(shù)字濾波后求出時間T內(nèi)的平均值，并根據(jù)當(dāng)前相電流平均值及上次旋轉(zhuǎn)變壓器的零位偏差補償值調(diào)整方向求解最佳旋轉(zhuǎn)變壓器的零位偏差補償值；同時，微控制器將電機控制信號送入功率驅(qū)動器，由功率驅(qū)動電路進行功率放大后驅(qū)動被測電機正常運行。

本發(fā)明的有益效果是：可簡化現(xiàn)有檢測旋轉(zhuǎn)變壓器零位偏差技術(shù)的實施步驟，降低檢測旋轉(zhuǎn)變壓器零位偏差的難度，自動實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)變壓器零位偏差最佳補償值的計算。

本發(fā)明利用相電流與轉(zhuǎn)子位置的關(guān)系，通過固化在微控制器中的程序，即可實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)變壓器零位偏差的檢測，并計算零位偏差的最佳補償值，操作方便，適應(yīng)性強；可在通用電機控制平臺稍加改進即可實現(xiàn)，成本低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖

圖中，1-微控制器；2-模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；3-功率驅(qū)動電路；4-電流檢測及調(diào)理電路；5-電源電路；6-旋轉(zhuǎn)變壓器信號解算電路；7-裝有旋轉(zhuǎn)變壓器的被測電機。

具體實施方式

本發(fā)明包括以下步驟：

1）設(shè)定旋轉(zhuǎn)變壓器的初始零位偏差補償值為零。轉(zhuǎn)動電機，采樣電機任意一相繞組Px的當(dāng)前電流信號I，并將這個電流轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后得到時間T內(nèi)的平均值X；

2）設(shè)定旋轉(zhuǎn)變壓器的零位偏差補償值調(diào)整方向F為+1，以旋轉(zhuǎn)變壓器輸出信號的最小分辨值為步進單位Δ，將旋轉(zhuǎn)變壓器的零位偏差補償值增大一個Δ后，采樣電機繞組Px的當(dāng)前電流信號I，并將這個電流轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后得到時間T內(nèi)的平均值Y，；

3）根據(jù)X、Y、F的值確定旋轉(zhuǎn)變壓器的零位偏差補償值的調(diào)整方向。

當(dāng)F為+1時：

若X≤Y，將X的值更新為Y的值，將旋轉(zhuǎn)變壓器的零位偏差補償值減小一個Δ，更新F值為-1，采樣電機繞組Px的當(dāng)前電流信號I，將這個電流轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后得到時間T內(nèi)的平均值作為當(dāng)前的Y值。

若X>Y，將X的值更新為Y的值，將旋轉(zhuǎn)變壓器的零位偏差補償值增大一個Δ，更新F值為+1，采樣電機繞組Px的當(dāng)前電流信號I，并將這個電流轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后得到時間T內(nèi)的平均值，將此平均值作為當(dāng)前的Y值。

當(dāng)F為-1時：

若X≤Y，將X的值更新為Y的值，將旋轉(zhuǎn)變壓器的零位偏差補償值增大一個Δ，更新F值為+1，采樣電機繞組Px的當(dāng)前電流信號I，將這個電流轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后得到時間T內(nèi)的平均值作為當(dāng)前的Y值。