[发明专利]一种高速电机转子位置的检测设备及处理方法

说明书

技术领域

本发明属于电机技术领域，具体涉及一种高速电机转子位置的检测设备及处理方法。

背景技术

永磁同步电机由于其功率密度大，惯性小，效率高等优点被广泛应用，尤其在高速场合，而永磁同步电机为了能够实现最大转矩输出，必需知道精确的转子绝对位置信号，一般位置反馈装置有绝对式光电编码器、霍尔传感器、旋转变压器等，而旋转变压器由于结构可靠、实时性好、环境适应性强等优点而广泛应用于伺服系统当中。

采用旋转变压器检测转子位置的传统方法是，旋转变压器反馈的信号经过解码单元后将位置信号以并行数据的形式或者通过芯片的SPI口发送给控制器，实现框图如图1所示。控制器读取的转子位置信号认为是当前实时的转子位置信号，用于系统控制中，但其实控制器的采样与解码芯片的采样时刻不同步，控制器采样与解码芯片的采样存在时间差且该时间差不固定，如图2所示。

现有技术存在以下缺点：解码单元与控制器的可传输距离较短，而有的工业现场变频器与电机相距较远，这就要求解码单元与旋转变压器的距离较远，使得旋转变压器反馈信号的传输距离较长，在长距离传输当中，旋转变压器反馈信号容易受到干扰，导致控制器得到的转子位置角度不正确，与实际的转子角度位置有偏差。

发明内容

本发明在于提供一种高速电机转子位置的检测设备及处理方法，以提高反馈信号在传输过程中的抗干扰性能、加大信号传输距离及提高转子角度检测精度。

为解决上述问题，本发明提供一种高速电机转子位置的检测设备及处理方法，其特征在于，包括：

读取最近一次接收的转子位置信号；

从所述转子位置信号中解析出角度值θ_fd；

按照以下公式一确定补偿后的角度θcmd，

θ_cmd＝θ_fd+ω_γ*N*T_cnt

其中，ω_γ为根据前两次转子位置信号解析的角度值确定的角速度；

ω_γ＝(θ_cmd1-θ_cmd2)/t；其中，t为相邻两次θ_cmd1与θ_cmd2之间的时间间隔；

N*T_cnt为所述读取与所述最近一次接收之间的时间间隔；N为延时计数值，T_cnt为延时计数脉冲的周期。

所述延时计数器N从预订的初始值开始计数。

所述转子位置信号有效时，重置延时计数值为所述初始值。

每次接收的转子位置信号中，还包括：标识所述转子位置信号是否可被采用的故障信号；

如果所述故障信号为真，则所述转子位置信号不可被采用；

如果所述故障信号为假，则所述转子位置信号可被采用。

如果所述故障信号为真，则按照以下公式二确定补偿后的角度θcmd；

θ_cmd(n)＝θ_cmd(n-1)+ω_γ*t，其中，n为补偿次数。

检测故障信号为真后，还包括：如果判断到延时计数值N大于阈值，则执行按照所述公式二确定补偿后的角度θcmd的步骤。

旋转变压器，用于与同步电机连接，在接收到励磁信号后，反馈转子位置信号；

发送端，包括：

解码芯片，用于将所述反馈的信号转化为数字信号；

第一可编程逻辑器件，用于将数字后的转子位置信号按照串行协议转换；

光纤发送模块，用于将所述第一可编程逻辑器件的信号转换为光信号发送；

控制器，包括：

光纤接收模块，用于将所述发送端的信号转换为电信号；

第二可编程逻辑器件，用于将光纤接收模块接收的信号按照预定的通信协议恢复；

处理器，用于将所述第二可编程逻辑器件恢复后的转子位置信号，经过角度补偿后输出。

所述处理器包括：

解析模块，用于读取最近一次接收的转子位置信号，从所述转子位置信号中解析出角度值θ_fd；

运算模块，用于按照以下公式一确定补偿后的角度θcmd，

θ_cmd＝θ_fd+ω_γ*N*T_cnt

其中，ω_γ为根据前两次转子位置信号解析的角度值确定的角速度；