[发明专利]一种永磁同步电机旋变初始零位角校准系统及校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及电机校准领域，尤其涉及一种永磁同步电机旋变初始零位角校准系统，还涉及一种基于所述校准系统的校准方法。

背景技术

永磁同步电机转子的位置信息直接影响电机转矩控制、速度控制的精度和动态性能，需要安装位置传感器来获取电机转子的准确位置信息，通常采用旋转变压器来实现，旋转变压器用于各种伺服控制系统，而旋转变压器的零位角和永磁同步电机的零位角存在偏差，即通常说的零位初始角。永磁同步电机和旋转变压器的制作与安装公差又导致偏差不固定，因此需要采用一种方法对旋转变压器初始角度位置进行校准。

传统的零位初始角检测方法是预定位法，即给电机绕组通以额定电流大小的直流电流，或施加固定电角度的电压（电流）矢量，电机停稳之后读取的旋变角度即为零位初始角度。该方法电流施加为U相入，V相出，操作复杂。由于电机负载或电机摩擦转矩比较大时会有较大的检测误差，导致影响零位初始角度的精度。

另一种方法就是由稳速电机按规定的正方向拖动被测电机旋转，测量转子位置信号的过零点与电动机的U相绕组反电动势波形的过零点，通过调整位置传感器偏置值使两个过零点重合，此时位置传感器的偏置值即为零位位置。该方法采用人工校对，耗时较长，效率比较低。

发明内容

为解决现有技术中的问题，本发明提供一种永磁同步电机旋变初始零位角校准系统，还提供一种基于所述校准系统的校准方法。

本发明校准系统，包括上位机、校准台架，所述校准台架上设有带动被测电机转动的稳速电机、用于获取被测电机转矩的转矩仪，所述稳速电机包括稳速控制器和与稳速控制器相连的第一电机，被测电机包括被测控制器和与被测控制器相连的第二电机，所述第一电机和第二电机通过连接轴同轴连接，所述转矩仪与连接轴相连，所述上位机分别与转矩仪、被测控制器和稳速控制器相连，所述上位机控制被测电机和稳速电机运动。

本发明作进一步改进，所述校准台架上还设有触摸屏，所述触摸屏设置在转矩仪和上位机之间。

本发明作进一步改进，所述触摸屏和稳速控制器中设有终端电阻。

本发明作进一步改进，所述终端电阻的阻值为120欧姆。

本发明作进一步改进，所述上位机、触摸屏、转矩仪、稳速控制器、被测控制器之间通过CAN总线连接。

本发明作进一步改进，所述CAN总线采用屏蔽双绞线。

本发明还提供一种基于所述校准系统的校准方法，包括如下步骤：

S1：开始，设置第一电机、第二电机的额定电流和额定转速；

S2：零位粗调步骤：设置第一电机、第二电机的电流及转速，使第一电机和第二电机运行，运行稳定后，实时读取转矩仪的反馈转矩，并手动对旋变的位置进行粗调，直至反馈扭矩接近零；

S3：设置第一电机和第二电机的电流和转速，控制待测电机正转，记录反馈扭矩T1；以相同的电流和转速，控制待测电机反转，记录反馈扭矩T2；

S4：计算反馈扭矩T1和反馈扭矩T2的平均扭矩T3，手动调节旋变初始位置，使当前反馈扭矩等于平均扭矩T3，校准完成。

本发明作进一步改进，所述校准台架上还设有触摸屏，设置参数操作及电机运行指令通过触摸屏完成，并上传至上位机。

本发明作进一步改进，在步骤S2中，设置第一电机的电流为额定电流负常数的二分之一，第二电机的电流为零；转速为额定转速正常数的五分之一。

本发明作进一步改进，在步骤S3中，正转时，设置第一电机的电流为额定电流的负常数，第二电机的电流为额定电流正常数的四分之一；转速为额定转速的正常数；反转时，设置第一电机的电流为额定电流的正常数，第二电机的电流为额定电流负常数的四分之一；转速为额定转速的负常数。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：初始角度校正准确度高，能够满足高速功率需求，提高检测精度，有效降低现有产品缺陷；降低成本，不需要再使用工装进行标定，减少了调试工序，减少人工强度，提高调整效率；操作更加简单易懂，不需要在软件中写入角度初始偏移量，不需要关注设定第一电机电流和第二电机电流给定，只需关注旋转变压器手动调整位置，整个校准过程简单可靠。

附图说明

图1为本发明系统结构示意图；

图2为本发明CAN网络连接示意图；

图3为本发明校准方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。