同步電機扭矩檢測轉(zhuǎn)子初始定位裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種同步電機扭矩檢測轉(zhuǎn)子初始定位裝置，包括：依次連接的轉(zhuǎn)矩傳感器、A／D轉(zhuǎn)換模塊、控制器、D／A轉(zhuǎn)換模塊和電流發(fā)生器，其中，控制器通過D／A轉(zhuǎn)換模塊調(diào)節(jié)電流發(fā)生器產(chǎn)生不同方向的電流矢量施加在同步電機的定子上。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下的有益效果：本裝置采用扭矩傳感器和電流發(fā)生器來實現(xiàn)轉(zhuǎn)子初始定位，與現(xiàn)有的技術(shù)相比，初始定位精度高、噪音小、無需電機轉(zhuǎn)動、運行可靠，而且結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，不僅適用于電勵磁同步電機，也適用于永磁同步電機。
【專利說明】同步電機扭矩檢測轉(zhuǎn)子初始定位裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種同步電機扭矩檢測轉(zhuǎn)子初始定位裝置，更具體地說，設(shè)計利用扭矩大小來判斷電機轉(zhuǎn)子的初始位置裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]同步電機具有啟動力矩大的特點。轉(zhuǎn)子位置的準確初始定位是實現(xiàn)同步電機最大轉(zhuǎn)矩啟動的必要條件。現(xiàn)有的方法有絕對值編碼器法、電壓模型法和轉(zhuǎn)矩電流法。
[0003]絕對值編碼器法是利用絕對值編碼器的特點，電機在啟動時可以直接從絕對值編碼器上讀取轉(zhuǎn)子位置信息。這種方法簡單可靠。缺點是硬件的投入以及第一次安裝時存在的校準問題。
[0004]電壓模型方法是在電勵磁同步電機領(lǐng)域廣泛使用的一種方法。轉(zhuǎn)子投入勵磁的瞬間在定子側(cè)感應出電動勢，電壓模型方法是對電動勢進行積分來計算出轉(zhuǎn)子位置的。這種方法需要定子側(cè)的電壓傳感器，僅適用于電勵磁同步電機，永磁同步電機無法使用。
[0005]轉(zhuǎn)矩電流法是在電機空載時可以使用的一種方法。電機空載、轉(zhuǎn)子勵磁情況下，定子通入一定量的直流電流。加入轉(zhuǎn)子位置和給定定子磁場不一致，則轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動到定子磁場位置。該方法僅可用于空載場合，而且需要轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種實現(xiàn)簡單、易調(diào)試、精度高、可靠性強同步電機轉(zhuǎn)子初始定位裝置。
[0007]根據(jù)本實用新型提供的同步電機扭矩檢測轉(zhuǎn)子初始定位裝置，包括:依次連接的轉(zhuǎn)矩傳感器、A / D轉(zhuǎn)換模塊、控制器、D / A轉(zhuǎn)換模塊和電流發(fā)生器；
[0008]轉(zhuǎn)矩傳感器的輸入端用于連接同步電機的轉(zhuǎn)子；
[0009]轉(zhuǎn)矩傳感器的輸出端連接到A / D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端；
[0010]A / D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連接到控制器的輸入端；
[0011]控制器的輸出端連接到D / A轉(zhuǎn)換模塊的輸入端；
[0012]D / A轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連接到電流發(fā)生器的輸入端。
[0013]優(yōu)選地，還包括同步電機，其中，同步電機連接在轉(zhuǎn)矩傳感器與電流發(fā)生器之間。
[0014]優(yōu)選地，轉(zhuǎn)矩傳感器的輸入端用于連接同步電機的轉(zhuǎn)子，電流發(fā)生器的輸出端連接至同步電機。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下的有益效果:
[0016]本裝置采用扭矩傳感器和電流發(fā)生器來實現(xiàn)轉(zhuǎn)子初始定位，與現(xiàn)有的技術(shù)相比，初始定位精度高、噪音小、無需電機轉(zhuǎn)動、運行可靠，而且結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，不僅適用于電勵磁同步電機，也適用于永磁同步電機。
【專利附圖】

【附圖說明】[0017]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0018]圖1是本實用新型的電路原理結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖2是本實用新型初始定位流程圖。
[0020]圖中:U1_轉(zhuǎn)矩傳感器，U2-A / D轉(zhuǎn)換模塊，U3-控制器，U4_D / A轉(zhuǎn)換模塊，U5-電流發(fā)生器。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合具體實施例對本實用新型進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本實用新型，但不以任何形式限制本實用新型。應當指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本實用新型的保護范圍。
[0022]圖1所示，電路主要由轉(zhuǎn)矩傳感器U1、A / D轉(zhuǎn)換模塊U2、控制器U3、D / A轉(zhuǎn)換模塊U4和電流發(fā)生器U5構(gòu)成?？刂破鱑3的輸出端連接到D / A轉(zhuǎn)換模塊U4的輸入端，控制器U3產(chǎn)生電流矢量給定數(shù)字信號傳輸于D / A轉(zhuǎn)換模塊U4 ;D / A轉(zhuǎn)換模塊U4的輸出端連接到電流發(fā)生器U5的輸入端，D / A轉(zhuǎn)換模塊U4將控制器U3傳輸過來的電流矢量給定數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為電流矢量給定模擬信號，并傳輸于電流發(fā)生器U5 ；電流發(fā)生器U5根據(jù)D / A轉(zhuǎn)換模塊U4傳輸來的電流矢量給定模擬信號產(chǎn)生電流矢量作用于同步電機上。在同步電機的轉(zhuǎn)子連接轉(zhuǎn)矩傳感器Ul，轉(zhuǎn)矩傳感器Ul產(chǎn)生表示轉(zhuǎn)矩大小的模擬量信號；轉(zhuǎn)矩傳感器Ul連接到A / D轉(zhuǎn)換模塊U2的輸入端，表示轉(zhuǎn)矩大小的模擬量信號通過A / D轉(zhuǎn)換模塊U2轉(zhuǎn)換為表示轉(zhuǎn)矩大小的數(shù)字量信號；A / D轉(zhuǎn)換模塊U2的輸出端連接到控制器U3，表示轉(zhuǎn)矩大小的數(shù)字量信號被送入控制器U3進行處理。
[0023]參見圖2，本實施例中，首先對系統(tǒng)上電，然后轉(zhuǎn)子勵磁，控制器通過D / A轉(zhuǎn)換模塊調(diào)節(jié)電流發(fā)生器產(chǎn)生不同方向的電流矢量施加在同步電機的定子上。由于轉(zhuǎn)子勵磁，同步電機的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)矩模擬量信號，通過A / D轉(zhuǎn)換模塊進入控制器。電流發(fā)生器的電流矢量幅值可根據(jù)電機的帶載情況來確定，對于空載電機，電流幅值取值較小，不會導致電機有任何轉(zhuǎn)動。電流發(fā)生器的產(chǎn)生的電流矢量幅值不變，基本坐標軸任意設(shè)定，根據(jù)預設(shè)的頻率產(chǎn)生三相正弦信號施加在電機定子上，同步電機的轉(zhuǎn)子相應的會產(chǎn)生一個正弦的轉(zhuǎn)矩信號。判斷電流矢量基本坐標軸的原點和轉(zhuǎn)矩信號的零點相位差是否為零，如果不為零，根據(jù)基本坐標軸的原點和轉(zhuǎn)矩信號的零點相位差來修正基本坐標軸的原點，然后重新判斷電流矢量基本坐標軸的原點和轉(zhuǎn)矩信號的零點相位差是否為零，直至相位差為零即可以完成轉(zhuǎn)子初始定位。
[0024]以上對本實用新型的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本實用新型并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影向本實用新型的實質(zhì)內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種同步電機扭矩檢測轉(zhuǎn)子初始定位裝置，其特征在于，包括:依次連接的轉(zhuǎn)矩傳感器、A / D轉(zhuǎn)換模塊、控制器、D / A轉(zhuǎn)換模塊和電流發(fā)生器； 轉(zhuǎn)矩傳感器的輸入端用于連接同步電機的轉(zhuǎn)子； 轉(zhuǎn)矩傳感器的輸出端連接到A / D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端； A / D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連接到控制器的輸入端； 控制器的輸出端連接到D/A轉(zhuǎn)換模塊的輸入端； D/A轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連接到電流發(fā)生器的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同步電機扭矩檢測轉(zhuǎn)子初始定位裝置，其特征在于，還包括同步電機，其中，同步電機連接在轉(zhuǎn)矩傳感器與電流發(fā)生器之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的同步電機扭矩檢測轉(zhuǎn)子初始定位裝置，其特征在于，轉(zhuǎn)矩傳感器的輸入端用于連接同步電機的轉(zhuǎn)子，電流發(fā)生器的輸出端連接至同步電機。
【文檔編號】H02P21/14GK203574579SQ201320677050
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】姜建國, 徐亞軍, 戴鵬, 羅*, 喬樹通 申請人:上海交通大學