一種電機(jī)電場相位零點(diǎn)校正系統(tǒng)及校正方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及永磁交流伺服電機(jī)的電機(jī)電場相位零點(diǎn)校正系統(tǒng)及使用該系統(tǒng)進(jìn)行電機(jī)電場相位零點(diǎn)校正的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在永磁交流伺服電機(jī)的使用前，電機(jī)通常都需要進(jìn)行電場相位的零點(diǎn)校正，達(dá)到電磁場與永磁場正交的目的，使得電機(jī)出力效果最佳。然而零點(diǎn)校正方法的不同，不但對校正位置的準(zhǔn)確性有較大影響，而且對批量生產(chǎn)效率及后續(xù)維護(hù)的便利性也影響巨大。
[0003]目前，永磁交流伺服電機(jī)的零點(diǎn)相位校正通常是給電機(jī)繞組通小于額定電流的直流電流，來定位電機(jī)定子相位零點(diǎn)。當(dāng)電機(jī)繞組通入較小額定電流時，初級電磁場與磁極永磁場相互作用，會相互吸引并定位到互差O度相位的平衡位置。其直流電流接通方法為:v相和W相電流并聯(lián)通直流電，電流從U相流出。然而由于外部電路一致性等原因，流向V和W相的電流有可能出現(xiàn)不平衡，從而導(dǎo)致零點(diǎn)定位的偏差。不但定位精度不能保證、而且會影響電機(jī)后續(xù)使用。為批量生產(chǎn)及維護(hù)帶來麻煩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種通用、校正精準(zhǔn)并且校正效率高的電機(jī)電場相位零點(diǎn)校正系統(tǒng)，及使用該系統(tǒng)進(jìn)行零點(diǎn)相位校正的方法。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明中采用了如下的技術(shù)方案:
[0006]一種電機(jī)電場相位零點(diǎn)校正系統(tǒng)，包括伺服驅(qū)動器和編碼器，其特征在于，所述伺服驅(qū)動器內(nèi)部設(shè)置有U相電流接收控制模塊和V相電流輸出控制模塊；所述U相電流接收控制模塊與電機(jī)的U相繞組連接，用于控制U相直流電流的輸入該U相電流接收控制模塊；所述V相電流輸出控制模塊與電機(jī)的V相繞組連接，用于控制V相直流電流輸出該V相電流輸出控制模塊；所述伺服驅(qū)動器的信號輸入輸出端組與所述編碼器的信號輸入輸出端組連接，用于伺服驅(qū)動器接收所述編碼器輸出的電機(jī)相位信號。
[0007]本系統(tǒng)的有益效果是:本系統(tǒng)只利用U相和V相串聯(lián)進(jìn)行零點(diǎn)校正，避免了 V相和W相并聯(lián)時電流的不平衡。
[0008]進(jìn)一步，所述U相電流接收控制模塊和V相電流輸出控制模塊都為用于控制電流穩(wěn)定輸入或輸出的電流環(huán)PWM時序控制模塊。
[0009]采用進(jìn)一步方案的有益效果是:電流環(huán)PffM時序控制模塊用于控制電流的大小以及精確控制電流穩(wěn)定輸入和輸出。
[0010]進(jìn)一步，所述編碼器為絕對式編碼器。
[0011]采用進(jìn)一步方案的有益效果是:絕對式編碼器即絕對型旋轉(zhuǎn)光電編碼器，具有每個位置，位置絕對唯一，抗干擾能力強(qiáng)、無需掉電記憶等特點(diǎn)，編碼器的抗干擾和數(shù)據(jù)的可靠性高。
[0012]—種電機(jī)電場相位零點(diǎn)的校正方法，基于電機(jī)電場相位零點(diǎn)校正系統(tǒng)，米用電機(jī)U相輸出直流電，電機(jī)V相輸入直流電；
[0013]按照如下步驟進(jìn)行:
[0014]S1:記錄伺服電機(jī)的極對數(shù)η和絕對式編碼器單圈線數(shù)Cnt ;
[0015]S2:伺服驅(qū)動器控制伺服電機(jī)的Va = d，Vb = _d，Vc = 0，其中Va、Vb、Vc分別為交流伺服電機(jī)的U、V、W相的電流，Va表示輸入U相為額定電流的d倍，Vb表示輸出V相為額定電流的d倍，O < d < I ;
[0016]S3:電機(jī)的轉(zhuǎn)子自動旋轉(zhuǎn)到第一個平衡位置，立即斷開使能開關(guān)，伺服驅(qū)動器讀取編碼器的值POSl ；
[0017]S4:手動順時針旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)子Cnt/n角度，伺服驅(qū)動器控制接通U、V相直流電，電機(jī)的轉(zhuǎn)子自動旋轉(zhuǎn)到第二個平衡位置，立即斷開使能開關(guān)，伺服驅(qū)動器讀取編碼器的值P0S2 ；
[0018]S5:重復(fù)步驟S4，得到第三至第η個平衡位置，分別讀取編碼器的值P0S3至POSn ;
[0019]S6:檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性:如果讀取到的η個位置的步進(jìn)間距都為Cnt/n，說明定位準(zhǔn)確；如果讀取到的η個位置的步進(jìn)間距不為Cnt/n，說明定位不準(zhǔn)確，返回步驟SI ;
[0020]S7:選取一個最小的步進(jìn)間距正數(shù)值，該正數(shù)值加上Cnt/(12η)，得到電機(jī)電氣相位零點(diǎn)。并記錄到編碼器的存儲器中，完成電機(jī)電場相位零點(diǎn)的校正。
[0021]本零點(diǎn)校正方法的有益效果是:只利用U相和V相串聯(lián)進(jìn)行零點(diǎn)校正，避免了采用現(xiàn)有技術(shù)中V相和W相并聯(lián)時電流的不平衡。該方法步驟操作簡便，零點(diǎn)校正對齊準(zhǔn)確，且校正效率高。
[0022]每個電機(jī)的校正值可能不同，把測到的校正值分別寫入電機(jī)本身編碼器的存儲器中，避免了數(shù)據(jù)管理的出錯，便于后續(xù)維護(hù)及量產(chǎn)。
[0023]進(jìn)一步，所述步進(jìn)間距的計(jì)算方法為P0S2-P0S1，P0S3-P0S2......POSn-POS (η-1)。
[0024]采用進(jìn)一步方案的有益效果是:采用步進(jìn)間距計(jì)算校驗(yàn)，能夠有效避免因POSl到POSn位置測量不準(zhǔn)而引起的錯誤，便于準(zhǔn)確計(jì)算出電機(jī)電氣相位零點(diǎn)。
[0025]進(jìn)一步，還包括對得到的編碼器線數(shù)值進(jìn)行修正的步驟，所述步驟S3至步驟S5中，電機(jī)的U、V相通直流電，電機(jī)的轉(zhuǎn)子自動平衡后，POSl至POSn值選其一加上_30度電氣角度，存入存儲器中；
[0026]電氣零點(diǎn)值為P0S+Cnt/12n，POS 為 P0S1、P0S2......POS (n_l)或 POSn 的值，Cnt
為編碼器單圈線數(shù)，η為電機(jī)極對數(shù)。
[0027]采用進(jìn)一步方案的有益效果是:當(dāng)接通直流電的時候電機(jī)會自動平衡，此時編碼器讀到的位置是電氣角度偏移-30度時候的位置。所以平衡時的POS值需要加上-30度電氣角度對應(yīng)的編碼器線數(shù)值，才能得到電氣零點(diǎn)位置。
[0028]進(jìn)一步，所述步驟S2中，額定電流的倍數(shù)d為d = 0.1。
[0029]采用進(jìn)一步方案的有益效果是:額定電流太大會燒壞電機(jī)，太小會產(chǎn)生較大誤差，因此電流倍數(shù)選擇0.1是最優(yōu)方案。
【附圖說明】
[0030]圖1是電機(jī)電場相位零點(diǎn)校正系統(tǒng)的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0032]如圖1所示，電機(jī)電場相位零點(diǎn)校正系統(tǒng)，包括伺服驅(qū)動器和編碼器，該編碼器為絕對式編碼器。在伺服驅(qū)動器內(nèi)部設(shè)置有U相電流接收控制模塊和V相電流輸出控制模塊，U相電流接收控制模塊和V相電流輸出控制模塊都為用于控制永磁交流伺服電機(jī)的電流穩(wěn)定輸入或輸出的電流環(huán)PWM時序控制模塊。
[0033]伺服驅(qū)動器的U相電流接收控制模塊與電機(jī)的U相繞組連接，用于控制U相直流電從電機(jī)M的U相輸出；
[0034]V相電流輸出控制模塊與電機(jī)的V相繞組連接，用于控制V相直流電從電機(jī)M的V相輸入；
[0035]編碼器的信號輸入輸出端組通過編碼器線束與伺服驅(qū)動器的信號輸入輸出端組連接，用于伺服驅(qū)動器接收編碼器輸出的電機(jī)相位信號。
[0036]電機(jī)電場相位零點(diǎn)的校正方法，采用上述的電機(jī)電場相位零點(diǎn)校正系統(tǒng)；
[0037]按照如下步驟進(jìn)行:
[0038]S1:記錄伺服電機(jī)的極對數(shù)η和絕對式編碼器單圈線數(shù)Cnt ;
[0039]S2:伺服驅(qū)動器控制伺服電機(jī)的Va = 0.1，Vb = -0.1，Vc = 0，其中Va, Vb, Vc分別為交流伺服電機(jī)的U、v、w相的電流