CN202818199U - 一种永磁同步电机转子定位装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种永磁同步电机转子定位装置，它包括电机、旋转变压器、恒流电源、继电器、主控制器和计算机，继电器的数量为3，3个继电器的活动端分别与电机的U相、V相和W相连接，继电器的两个固定端分别与恒流电源的正极和负极连接，旋转变压器设置在电机上，旋转变压器与主控制器连接，主控制器与计算机连接，主控制器分别与3个继电器连接。本实用新型的优点在于，适用范围宽，定位时间短，不容易损坏，结构简单和操作方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及同步电机领域，具体涉及一种永磁同步电机转子定位装置。
背景技术
近年来，永磁同步电机因其控制精度高、抗震性能好的特点，被越来越多地用于电动汽车的制造。永磁电机的位置传感器多采用旋转变压器，而旋转变压器的精度很高，导致在装配时很难保证旋转变压器的安装一致性。为了有效控制永磁同步电机定子的磁场矢量，需要获取转子当前位置的准确值，而转子的准确位置是通过旋转变压器的当前测量值减去电机与旋转变压器安装时的偏差值得到的。所以，永磁同步电机在完成装配后必须对电机转子位置进行定位，以取得电机转子处于机械零位时与旋转变压器安装的电气零位之间的固定偏差。
传统的永磁同步电机转子初始位置的确定方法是利用磁同步电机的凸极效应，通过对电机绕组加入高频激励电流实现电机转子初始位置的准确辨别的。这种方法不适用于没有凸极效应的表贴式永磁同步电机。这种方法的检测装置结构复杂。由于电动汽车上电机轴不能与车上部分传动***完全脱开，***惯量较大，导致转子定位所需时间较长。而且由于电动汽车上***电压较高，而进行定位需对电机施加短路电流，其电压电流不易控制，容易导致电机或电机控制器损坏。
实用新型内容
本实用新型的一个目的即在于克服现有技术适用范围窄，定位时间长，容易损坏，结构复杂和操作不便的不足，提供一种永磁同步电机转子定位装置。
本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
一种永磁同步电机转子定位装置，它包括电机、旋转变压器、恒流电源、继电器、主控制器和计算机，继电器的数量为3，3个继电器的活动端分别与电机的U相、V相和W相连接，继电器的两个固定端分别与恒流电源的正极和负极连接，旋转变压器设置在电机上，旋转变压器与主控制器连接，主控制器与计算机连接，主控制器分别与3个继电器连接。
具体地，所述的主控制器包括主控制芯片、旋转变压器解码芯片、RS232串口接口和I/O隔离电路，主控制芯片通过RS232串口接口与所述计算机连接，旋转变压器解码芯片通过RS232串口接口与所述旋转变压器连接，主控制芯片通过I/O隔离电路与所述继电器连接，旋转变压器解码芯片连接在主控制芯片上。
本实用新型的优点在于：
1．适用范围广，可用于具有凸极效应的永磁同步电机，也可用于表贴式永磁同步电机；
2．本定位装置，结构简单，操作简便；
3．定位所需时间短；
4．定位过程安全可控，不会损坏电机或电机控制器；
5．可准确测量转子处于机械零位时与旋转变压器安装的电气零位之间的固定偏差值；
6．可在定位同时验证电机U、V、W三相的引出线是否正确。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的实施例，下面将对描述本实用新型实施例中所需要用到的附图作作简单的说明。显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据下面的附图，得到其它附图。
图1为本实用新型的结构示意图；
其中，附图标记所对应的零部件名称为：
1-永磁同步电机，2-旋转变压器，3-恒流电源，41-第一继电器，42-第二继电器，43-第三继电器，5-主控制器，51-主控制芯片，52-旋转变压器解码芯片，53-第一RS232串口借口，54-第二RS232串口借口，55-第一I/O隔离电路，56-第二I/O隔离电路，57-第三I/O隔离电路，6-计算机。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型，下面将结合本实用新型实施例中的附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显而易见的，下面所述的实施例仅仅是本实用新型实施例中的一部分，而不是全部。基于本实用新型记载的实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下得到的其它所有实施例，均在本实用新型保护的范围内。
实施例：
如图1所示，一种永磁同步电机转子定位装置，它包括永磁同步电机1、旋转变压器2、恒流电源3、第一继电器41、第二继电器42、第三继电器43、主控制器5和计算机6。旋转变压器2安装在电机1上。计算机6为标准的X86型计算机。主控制器5包括主控制芯片51以及连接在主控制芯片51上的旋转变压器解码芯片52、第一RS232串口接口53、第二RS232串口接口54、第一I/O隔离电路55、第二I/O隔离电路56和第三I/O隔离电路57。主控制器5通过第一RS232串口接口53与计算机6连接。旋转变压器解码芯片52通过第二RS232串口接口54与旋转变压器2连接。第一I/O隔离电路55、第二I/O隔离电路56和第三I/O隔离电路57分别与第一继电器41、第二继电器42和第三继电器43连接。第一继电器41、第二继电器42和第三继电器43的活动端分别与永磁同步电机1的U相、V相和W相连接，第一继电器41、第二继电器42和第三继电器43的两个个固定端分别与恒流电源3的正极和负极连接。
主控制芯片51的型号为STM32F103VE，旋转变压器解码芯片52的型号为AD2S1205。
永磁同步电机1的极对数为4，旋转变压器2的极对数为1。
在本实施例中，将结合上述装置来说明一种永磁同步电机转子定位方法。
包括以下步骤：
S001：向计算机6中输入***容许偏差值DEC和***错误值ERR，DEC=100，ERR=200，计算机6将DEC和ERR传送至主控制器5中的主控制芯片51，并向主控制芯片51发出启动测试指令；
S002：主控制芯片51控制第一I/O隔离电路55处于低电平状态，第二I/O隔离电路56处于低电平状态，第三I/O隔离电路57处于高电平状态，此时，第一继电器41和第二继电器42与恒流电源3的负极连接，第三继电器43与恒流电源3的正极连接，导致永磁同步电机1的U相和V相与恒流电源3的负极连接，永磁同步电机1的W相与恒流电源3的正极连接；
S003：永磁同步电机1的转子在恒流电源3的驱动下转动至一固定位置后，旋转变压器解码芯片52通过旋转变压器2读取永磁同步电机1的转子当前的位置值，并将该值传输至主控制芯片51，主控制芯片51在该位置值稳定不变后，记录该位置值NO1=10352；
S004：主控制芯片51将上述位置值NO1与电机转子在当前供电状态下的理论位置值MC1=-1366作差值运算，得到值EC1=11718，处理过程如下：
EC1=NO1-MC1=10352+1366=11718；
S005：主控制芯片51将上述差值运算得到的值EC1与永磁同步电机1的极对数和旋转变压器2的极对数做归一化处理，得到结果值SET1=11718，计算过程如下：
如果EC1≥49125，则SET1=EC1－49125；
如果EC1≥32768，则SET1=EC1－32768；
如果EC1≥16384，则SET1=EC1－16384；
如果EC1＜16384，则SET1=EC1；
S006：主控制芯片51分别将永磁同步电机1置于下述五种状态，重复步骤S003~S005，工程过程中，NO2=24016、NO3=54032、NO4=45872、NO5=15824、NO6=18560、EC2=28112、EC3=60859、EC4=44506、EC5=11728、EC6=11733、MC2=-4096、MC3=-6827、MC4=1366、MC5=4096、MC6=6827，最终得到的结果值SET2=11728、SET3=11707、SET4=11738、SET5=11728、SET6=11733；五种状态如下：
永磁同步电机1的U相接恒流电源3的负极，永磁同步电机1的V相接恒流电源3的正极，永磁同步电机1的W相接恒流电源3的正极；永磁同步电机1的U相接恒流电源3的负极，永磁同步电机1的V相接恒流电源3的正极，永磁同步电机1的W相接恒流电源3的负极；永磁同步电机1的U相接恒流电源3的正极，永磁同步电机1的V相接恒流电源3的负极，永磁同步电机1的W相接恒流电源3的正极；永磁同步电机1的U相接恒流电源3的正极，永磁同步电机1的V相接恒流电源3的负极，永磁同步电机1的W相接恒流电源3的负极；永磁同步电机1的U相接恒流电源3的正极，永磁同步电机1的V相接恒流电源3的正极，永磁同步电机1的W相接恒流电源3的负极；
S007：主控制芯片51在SET1~SET6中取最大值和最小值做差值运算，得到结果值TEMP=31，计算过程如下：TEMP=Max[SET1,SET6]-Min[SET1,SET6]=11738-11707=31；
S008：主控制芯片51将TEMP与DEC和ERR对比，发现TEMP小于DEC，对SET1~SET6取平均值，结果为11725，永磁同步电机1的转子处于机械零位时与旋转变压器2安装的电气零位之间的固定偏差值即为该平均值，主控制芯片51将该平均值传送至计算机6显示。
在其它实施例中，如果在步骤S008中对比发现，TEMP大于DEC且小于ERR，则调高恒流电源3的输出电流，并重复所述步骤S002~S007，直至TEMP小于DEC，然后对SET1~SET6取平均值，永磁同步电机1的转子处于机械零位时与旋转变压器2安装的电气零位之间的固定偏差值即为该平均值，主控制芯片51将该平均值传送至计算机6显示。
在其它实施例中，如果在步骤S008中对比发现，TEMP大于ERR，则永磁同步电机1转子定位失败，主控制芯片51将失败信息发送至计算机6显示，提醒工作人员检查***接线和永磁同步电机1U、V、W三相的引出线是否正确。
如上所述，便可较好地实现本实用新型。
Claims (2)
1.一种永磁同步电机转子定位装置，其特征在于：它包括电机、旋转变压器、恒流电源、继电器、主控制器和计算机，继电器的数量为3，3个继电器的活动端分别与电机的U相、V相和W相连接，继电器的两个固定端分别与恒流电源的正极和负极连接，旋转变压器设置在电机上，旋转变压器与主控制器连接，主控制器与计算机连接，主控制器分别与3个继电器连接。
2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机转子定位装置，其特征在于：所述的主控制器包括主控制芯片、旋转变压器解码芯片、RS232串口接口和I/O隔离电路，主控制芯片通过RS232串口接口与所述计算机连接，旋转变压器解码芯片通过RS232串口接口与所述旋转变压器连接，主控制芯片通过I/O隔离电路与所述继电器连接，旋转变压器解码芯片连接在主控制芯片上。
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|---|---|---|---|---|
| CN109510542A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-03-22 | 上海拓为汽车技术有限公司 | 一种基于智能刹车***的反电势零位偏置角标定方法 |
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