同步电机扭矩检测转子初始定位装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种同步电机扭矩检测转子初始定位装置，包括：依次连接的转矩传感器、A／D转换模块、控制器、D／A转换模块和电流发生器，其中，控制器通过D／A转换模块调节电流发生器产生不同方向的电流矢量施加在同步电机的定子上。与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：本装置采用扭矩传感器和电流发生器来实现转子初始定位，与现有的技术相比，初始定位精度高、噪音小、无需电机转动、运行可靠，而且结构简单、操作方便，不仅适用于电励磁同步电机，也适用于永磁同步电机。
【专利说明】同步电机扭矩检测转子初始定位装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种同步电机扭矩检测转子初始定位装置，更具体地说，设计利用扭矩大小来判断电机转子的初始位置装置。
【背景技术】
[0002]同步电机具有启动力矩大的特点。转子位置的准确初始定位是实现同步电机最大转矩启动的必要条件。现有的方法有绝对值编码器法、电压模型法和转矩电流法。
[0003]绝对值编码器法是利用绝对值编码器的特点，电机在启动时可以直接从绝对值编码器上读取转子位置信息。这种方法简单可靠。缺点是硬件的投入以及第一次安装时存在的校准问题。
[0004]电压模型方法是在电励磁同步电机领域广泛使用的一种方法。转子投入励磁的瞬间在定子侧感应出电动势，电压模型方法是对电动势进行积分来计算出转子位置的。这种方法需要定子侧的电压传感器，仅适用于电励磁同步电机，永磁同步电机无法使用。
[0005]转矩电流法是在电机空载时可以使用的一种方法。电机空载、转子励磁情况下，定子通入一定量的直流电流。加入转子位置和给定定子磁场不一致，则转子转动到定子磁场位置。该方法仅可用于空载场合，而且需要转子转动。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的是解决上述现有技术存在的问题，提供一种实现简单、易调试、精度高、可靠性强同步电机转子初始定位装置。
[0007]根据本实用新型提供的同步电机扭矩检测转子初始定位装置，包括:依次连接的转矩传感器、A / D转换模块、控制器、D / A转换模块和电流发生器；
[0008]转矩传感器的输入端用于连接同步电机的转子；
[0009]转矩传感器的输出端连接到A / D转换模块的输入端；
[0010]A / D转换模块的输出端连接到控制器的输入端；
[0011]控制器的输出端连接到D / A转换模块的输入端；
[0012]D / A转换模块的输出端连接到电流发生器的输入端。
[0013]优选地，还包括同步电机，其中，同步电机连接在转矩传感器与电流发生器之间。
[0014]优选地，转矩传感器的输入端用于连接同步电机的转子，电流发生器的输出端连接至同步电机。
[0015]与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果:
[0016]本装置采用扭矩传感器和电流发生器来实现转子初始定位，与现有的技术相比，初始定位精度高、噪音小、无需电机转动、运行可靠，而且结构简单、操作方便，不仅适用于电励磁同步电机，也适用于永磁同步电机。
【专利附图】
【附图说明】[0017]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0018]图1是本实用新型的电路原理结构框图；
[0019]图2是本实用新型初始定位流程图。
[0020]图中:U1_转矩传感器，U2-A / D转换模块，U3-控制器，U4_D / A转换模块，U5-电流发生器。
【具体实施方式】
[0021]下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
[0022]图1所示，电路主要由转矩传感器U1、A / D转换模块U2、控制器U3、D / A转换模块U4和电流发生器U5构成。控制器U3的输出端连接到D / A转换模块U4的输入端，控制器U3产生电流矢量给定数字信号传输于D / A转换模块U4 ;D / A转换模块U4的输出端连接到电流发生器U5的输入端，D / A转换模块U4将控制器U3传输过来的电流矢量给定数字信号转换为电流矢量给定模拟信号，并传输于电流发生器U5 ；电流发生器U5根据D / A转换模块U4传输来的电流矢量给定模拟信号产生电流矢量作用于同步电机上。在同步电机的转子连接转矩传感器Ul，转矩传感器Ul产生表示转矩大小的模拟量信号；转矩传感器Ul连接到A / D转换模块U2的输入端，表示转矩大小的模拟量信号通过A / D转换模块U2转换为表示转矩大小的数字量信号；A / D转换模块U2的输出端连接到控制器U3，表示转矩大小的数字量信号被送入控制器U3进行处理。
[0023]参见图2，本实施例中，首先对系统上电，然后转子励磁，控制器通过D / A转换模块调节电流发生器产生不同方向的电流矢量施加在同步电机的定子上。由于转子励磁，同步电机的转子产生不同的转矩模拟量信号，通过A / D转换模块进入控制器。电流发生器的电流矢量幅值可根据电机的带载情况来确定，对于空载电机，电流幅值取值较小，不会导致电机有任何转动。电流发生器的产生的电流矢量幅值不变，基本坐标轴任意设定，根据预设的频率产生三相正弦信号施加在电机定子上，同步电机的转子相应的会产生一个正弦的转矩信号。判断电流矢量基本坐标轴的原点和转矩信号的零点相位差是否为零，如果不为零，根据基本坐标轴的原点和转矩信号的零点相位差来修正基本坐标轴的原点，然后重新判断电流矢量基本坐标轴的原点和转矩信号的零点相位差是否为零，直至相位差为零即可以完成转子初始定位。
[0024]以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影向本实用新型的实质内容。
【权利要求】
1.一种同步电机扭矩检测转子初始定位装置，其特征在于，包括:依次连接的转矩传感器、A / D转换模块、控制器、D / A转换模块和电流发生器； 转矩传感器的输入端用于连接同步电机的转子； 转矩传感器的输出端连接到A / D转换模块的输入端； A / D转换模块的输出端连接到控制器的输入端； 控制器的输出端连接到D/A转换模块的输入端； D/A转换模块的输出端连接到电流发生器的输入端。
2.根据权利要求1所述的同步电机扭矩检测转子初始定位装置，其特征在于，还包括同步电机，其中，同步电机连接在转矩传感器与电流发生器之间。
3.根据权利要求2所述的同步电机扭矩检测转子初始定位装置，其特征在于，转矩传感器的输入端用于连接同步电机的转子，电流发生器的输出端连接至同步电机。
【文档编号】H02P21/14GK203574579SQ201320677050
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2013年10月30日
【发明者】姜建国, 徐亚军, 戴鹏, 罗*, 乔树通 申请人:上海交通大学