[发明专利]一种交流伺服电机转子位置检测系统及检测方法

权利要求书

1.一种交流伺服电机转子位置检测系统，其特征在于：包括时栅控制器（1）、信号加载模块（2）、设在转子上的动测头（4）、位置信号提取及输出模块（6）；所述时栅控制器（1）与信号加载模块（2）连接，信号加载模块（2）与电机的对称三相定子绕组（3）连接，时栅控制器输出的对称的三相时栅激励信号与交流电提供的对称的三相电机驱动信号经信号加载模块加载后输入到对称三相定子绕组中；所述动测头（4）与位置信号提取及输出模块（6）连接，位置信号提取及输出模块与时栅控制器（1）连接，动测头感应到电机驱动信号和反应转子位置的时栅感应信号，位置信号提取及输出模块将该时栅感应信号提取出来并发送给时栅控制器，时栅控制器对时栅激励信号和该时栅感应信号进行处理，得到转子位置信息。

2.根据权利要求1所述的交流伺服电机转子位置检测系统，其特征在于：所述信号加载模块（2）采用三相立体卷铁心自耦变压器，其每相具有串联绕组W₁、公共绕组W₂以及第三绕组W₃，串联绕组W₁与公共绕组W₂共同构成主绕组W₁+W₂，输入一相电机驱动信号，第三绕组W₃与主绕组W₁+W₂耦合，输入经滤波、放大后的一相时栅激励信号，公共绕组W₂输出一相加载有时栅激励信号的电机驱动信号，取公共绕组W₂的部分形成第四绕组W₄，该第四绕组W₄输出电压信号，经整流后给时栅控制器（1）供电。

3.根据权利要求1所述的交流伺服电机转子位置检测系统，其特征在于：所述时栅控制器（1）包括时栅激励信号产生模块（11）、放大及滤波模块（12）、整形模块（13）、比相模块（14）、角位移处理模块（15）和电源模块（16）；所述电源模块（16）与信号加载模块（2）连接，从信号加载模块中获取工作电源，给时栅控制器内的各模块供电；所述时栅激励信号产生模块（11）与信号加载模块（2）连接，将产生的对称的三相时栅激励信号送入信号加载模块，时栅激励信号产生模块与整形模块（13）连接，将其中一相时栅激励信号转换为用于比相的方波信号；所述放大及滤波模块（12）的输入端与位置信号提取及输出模块（6）连接，输出端与整形模块（13）连接，将动测头上输出的与该相时栅激励信号对应的时栅感应信号进行放大、滤波处理后，通过整形模块转换为方波信号；所述整形模块（13）与比相模块（14）连接，转换后的两路方波信号被送入比相电路进行处理，其相位差由插补的时钟脉冲表示，经角位移处理模块处理后得到转子位置。

4.根据权利要求1所述的交流伺服电机转子位置检测系统，其特征在于：所述时栅控制器（1）连接有用于显示转子位置信息的显示模块（5）。

5.根据权利要求1至4任一所述的交流伺服电机转子位置检测系统，其特征在于：在检测异步绕线式交流电机的转子位置时，所述动测头（4）为星形连接的转子绕组中的一相线圈或者为三角形连接的转子绕组转换成星形连接后的一相线圈，所述位置信号提取及输出模块（6）由与该相线圈通过集电环连接的电刷（61）、位于该电机外与电刷通过引线连接的滤波电路（62）构成，动测头感应到的电机驱动信号和时栅感应信号从电刷上引出，滤波电路提取时栅感应信号后通过导线输入时栅控制器。

6.根据权利要求1至4任一所述的交流伺服电机转子位置检测系统，其特征在于：在检测鼠笼型感应电机时，转子圆周上等间距的开设有数量为定子磁对极数两倍的嵌线槽，在嵌线槽内以与对称三相定子绕组相同的绕线方式嵌入有一相感应线圈，构成动测头（4），该相感应线圈的引线端为动测头的信号测量端；在检测面装式永磁同步电机的转子位置时，在转子的磁极之间的间隙内以与对称三相定子绕组相同的绕线方式嵌入有一相感应线圈，构成动测头（4），该相感应线圈的引线端为动测头的信号测量端。