[发明专利]一种电机位置传感器标定系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及旋转交流电机，尤其是永磁同步交流电机的一种位置标定系统和方法。

背景技术

永磁同步电机由于具有功率密度大、效率高、转子损耗小等优点被广泛应用于电动汽车、数控机床以及纺织等领域。要获得良好的控制性能，电机转子位置和速度信号是必不可少的。对于电机速度和磁极位置的检测，多采用光电编码器或旋转变压器等传感器。近年比较热于研究无传感器技术，但它存在着在低速时不能提供准确的位置检测，不能实现电机平滑启动的要求，同时对电机参数的依赖性很强。对于转子位置传感器，永磁同步电机一般是采用旋转变压器，通过解码芯片得到电机转子的当前位置，解码芯片通过并行通信或者串行通信与电机控制芯片之间进行数据通讯，将转子位置发给电机控制芯片。由于位置传感器安装误差等原因，电机个体之间的安装误差不尽相同，需要对解码芯片发送过来的转子位置进行补偿标定，使得转子位置更准确，实现对永磁同步电机的精确控制。目前常用的标定方法是通过软件增加偏移量来补偿这部分偏差，这样会导致不同的电机个体使用的控制软件不同，无法满足大批量生产的需求。

发明内容

本发明的目的就是解决大批量生产过程中的位置传感器标定问题，同时也便于产品的售后服务，降低交流电机生产、维护过程中的成本。

为此，本发明描述了一种同步交流电机的一种位置标定系统和方法，该装置能比较电机位置信号和电机过零点信号，标定控制器控制伺服电机对被测电机的转子位置进行调整。

具体方案如下：

一种电机位置传感器标定装置，用于对被测电机的转子位置进行调整，所述标定装置包括以下部件：伺服电机，用于带动旋转变压器的定子向不同的方向转动；标定控制器，用于对伺服电机进行控制；旋转变压器，可输出被测电机当前的位置信号；过零点检测设备，产生被测电机的过零点信号；通过比较电机位置信号和电机过零点信号，标定控制器控制伺服电机对被测电机的转子位置进行调整。

优选地，被测电机反电动势经过零点时过零点检测设备产生过零点信号，触发中断，启动计时器1，计时器2停止；旋转变压器得到的电机转子当前位置为π/2时计时器1停止，计时器2启动计时，比较计时器1和计时器2大小，控制伺服电机带动旋转变压器的定子向不同的方向转动，直到其中某个计时器的计时时间到最小值。

优选地，所述旋转变压器包括旋变转子和旋变定子。

优选地，所述旋变转子为一盘状，其外侧形状为正弦曲线或者余弦曲线，根据和电机转子的相对关系安装在电机主轴上。

优选地，所述旋变定子上有四个夹具定位孔和四个圆弧形滑槽，在伺服电机带动下实现对旋转变压器位置信号的标定。

优选地，所述标定装置包括夹具，旋转变压器的定子通过夹具与伺服电机相连。

优选地，伺服电机与夹具之间可安装变速机构提高标定精度。

优选地，所述过零点检测设备采集被测电机的B，C相电压，经过差分比较电路进行比较，在BC反电动势过零点的瞬间时刻输出过零点信号。

一种电机位置传感器标定方法，所述方法包括以下步骤：步骤1，由上位机发送启动命令；步骤2，测功机将被测电机拖动到某一转速并保持转速稳定；步骤3，上位机向标定控制器发送标定指令，标定控制器根据旋转变压器的位置角信号和外部的过零点信号判断偏差量：判定被测电机转子的当前位置为π/2时，计时器1停止，计时器2启动计时；判定被测电机过零点时，计时器1开始计时，计时器2结束；比较计时器1和计时器2的大小，根据结果控制伺服电机向正方向或者反方向旋转某个角度。步骤4，其中某个计时器的计时时间到最小值时，将旋转变压器定子固定在电机端板上，此时过零点信号和位置角零点对准确，标定控制器完成标定，反馈给上位机。

与目前现有技术相比，本发明满足了大批量生产过程中的位置传感器标定，同时也便于产品的售后服务，降低交流电机生产、维护过程中的成本。

附图说明

图1为本发明所述电动机位置传感器标定系统结构示意图；

图中：1测功机控制器，2测功机，3连接轴，4被测电机，5旋转变压器，6旋转变压器拨差夹具，7伺服电机，8伺服电机三相，9被测电机三相，10被测电机三相转接盒，11标定控制器，12过零点检测设备，13安全回路，14测功机控制器直流母线供电端，15标定控制器直流母线供电端，16过零点信号连接线，17直流电源柜，18上位机，19上位机与测功机控制器通讯线，20标定控制器与上位机通讯线。

图2为本发明所述电动机电机转子位置传感器安装示意图；