[发明专利]定子绕组相序及编码器输出电平检测装置

说明书

本申请是申请号为200910311111.3，申请日为2009年12月9日，名称为《定子绕组相序及其与编码器对应关系确定方法和装置》的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及无刷直流电动机，特别涉及无刷直流电动机定子绕组相序及其与编码器对应关系确定方法及检测装置。

背景技术

无刷直流电机采用电子换向装置代替了传统直流电机的机械换向装置，具有与直流电机类似的机械特性，无刷直流电动机磁钢置于转子上，定子绕组在空间均匀分布。对于三相定子绕组，其U相绕组、V相绕组、W相绕组分别相隔2π/3的空间角度。通过不断地变换三相定子绕组通电方式，产生旋转磁场驱动转子转动。对于具有多相定子绕组的无刷直流电动机，除了定子绕组分布的空间角度不同外，其工作原理相同。无刷直流电机定子绕组的换相是通过逆变器来控制的，要使无刷直流电机转动，必须按一定的顺序给定子绕组通电。编码器通过检测转子的磁极位置，输出换向驱动信号，伺服系统根据编码器输出的换向驱动信号，控制逆变器中开关管导通和关断，实现定子绕组的正确换向。确定定子绕组相序及编码器输出信号与对应绕组的关系，是实现正确换向的基础。

直流电动机出厂时，需完整标定其编码器输出引脚定义以及电机绕组引线定义。实际中，如果电机资料遗失或者因电机年代久远无法确定转子磁极位置和定子绕组对应关系，那么电机将无法使用。因为电机相序的混乱或转子位置和定子绕组对应关系不明确，无法为电机换相提供正确的信息，可能导致无刷直流电机无法起动或失步，尽管有时电机可以旋转，但极可能损坏电机控制器。即便是有相关资料，如果位置信号与绕组关系不正确，容易出现损坏控制器的问题，所以为确保安全对它们的关系进行验证也是必要的。

当直流电动机出现相序混乱、编码器对应关系不清楚，或更换编码器等情况时，现有技术一般采用的方法是：1、将转子转动到特定位置，对定子绕组通电进行检测。该方法对多相绕组无刷直流电机检测过程繁复，而且绕组通电电流不容易控制，存在一定的风险。2、示波器进行波形比较的方法，具有一定的主观性，精确度不高。

发明内容

本发明本所要解决的技术问题，就是针对现有技术定子绕组相序检测方法复杂、判断不准确、准确性差的问题，提供一种简单的相序确定方法和相序与编码器对应关系确定方法及其检测装置。

本发明解决所述技术问题采用的定子绕组相序确定方法，包括以下步骤：

a、转动直流电动机转子，在定子绕组中产生电动势；

b、检测定子绕组之间电压过零点；

c、根据定子绕组之间电压过零点的顺序确定定子绕组相序；

具体的：

步骤b中，所述定子绕组为三相绕组，采用Y形连接，设定某个绕组为U相绕组，检测其他绕组与U相绕组之间电压过零点；

步骤c中，电压先到达过零点的绕组为V相绕组，另一个绕组即为W相绕组。

本发明定子绕组相序与编码器对应关系确定方法，包括以下步骤：

α、转动直流电动机转子，在定子绕组中产生电动势；

β、检测定子绕组两两之间电压过零点；

γ、检测编码器输出电平信号上升沿和下降沿；

δ、根据定子绕组两两之间电压过零点与编码器输出电平信号上升沿或下降沿的对应关系，确定直流电动机定子绕组相序与编码器对应关系；

具体的：

步骤β中，所述定子绕组为三相绕组，定子绕组采用Y形连接，分别检测U相绕组与V相绕组之间电压e_uv过零点、W相绕组与U相绕组之间电压e_wu过零点及V相绕组与W相绕组之间电压e_vw过零点；

步骤δ中，当e_uv过零点时，检测到编码器的某输出端的上升沿或下降沿，则编码器该输出端与V相绕组对应；当e_wu过零点时，检测到编码器的另一个输出端的上升沿或下降沿，则编码器该输出端与U相绕组对应；编码器余下的输出端即与W相绕组对应。

本发明定子绕组相序及编码器输出电平检测装置，包括第一检测单元、微处理器单元和第二检测单元；所述第一检测单元用于连接定子绕组，检测定子绕组间电压过零点并向微处理器单元传输信号；所述第二检测单元用于连接编码器输出端，检测编码器输出信号的上升沿和下降沿并向微处理器单元传输信号；所述微处理器单元对第一检测单元和第二检测单元传输的信号进行处理，根据定子绕组间电压过零点顺序确定定子绕组相序，并根据定子绕组间电压过零点与编码器输出信号的上升沿或下降沿确定定子绕组与编码器接口的对应关系；