一種電機電場相位零點校正系統及校正方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及永磁交流伺服電機的電機電場相位零點校正系統及使用該系統進行電機電場相位零點校正的方法。
【背景技術】
[0002]在永磁交流伺服電機的使用前，電機通常都需要進行電場相位的零點校正，達到電磁場與永磁場正交的目的，使得電機出力效果最佳。然而零點校正方法的不同，不但對校正位置的準確性有較大影響，而且對批量生產效率及后續維護的便利性也影響巨大。
[0003]目前，永磁交流伺服電機的零點相位校正通常是給電機繞組通小于額定電流的直流電流，來定位電機定子相位零點。當電機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不平衡，從而導致零點定位的偏差。不但定位精度不能保證、而且會影響電機后續使用。為批量生產及維護帶來麻煩。
【發明內容】
[0004]針對上述現有技術的不足，本發明要解決的技術問題是提供一種通用、校正精準并且校正效率高的電機電場相位零點校正系統，及使用該系統進行零點相位校正的方法。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明中采用了如下的技術方案:
[0006]一種電機電場相位零點校正系統，包括伺服驅動器和編碼器，其特征在于，所述伺服驅動器內部設置有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，用于伺服驅動器接收所述編碼器輸出的電機相位信號。
[0007]本系統的有益效果是:本系統只利用U相和V相串聯進行零點校正，避免了 V相和W相并聯時電流的不平衡。
[0008]進一步，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定輸入或輸出的電流環PWM時序控制模塊。
[0009]采用進一步方案的有益效果是:電流環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定輸入和輸出。
[0010]進一步，所述編碼器為絕對式編碼器。
[0011]采用進一步方案的有益效果是:絕對式編碼器即絕對型旋轉光電編碼器，具有每個位置，位置絕對唯一，抗干擾能力強、無需掉電記憶等特點，編碼器的抗干擾和數據的可靠性高。
[0012]—種電機電場相位零點的校正方法，基于電機電場相位零點校正系統，米用電機U相輸出直流電，電機V相輸入直流電；
[0013]按照如下步驟進行:
[0014]S1:記錄伺服電機的極對數η和絕對式編碼器單圈線數Cnt ;
[0015]S2:伺服驅動器控制伺服電機的Va = d，Vb = _d，Vc = 0，其中Va、Vb、Vc分別為交流伺服電機的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:電機的轉子自動旋轉到第一個平衡位置，立即斷開使能開關，伺服驅動器讀取編碼器的值POSl ；
[0017]S4:手動順時針旋轉電機轉子Cnt/n角度，伺服驅動器控制接通U、V相直流電，電機的轉子自動旋轉到第二個平衡位置，立即斷開使能開關，伺服驅動器讀取編碼器的值P0S2 ；
[0018]S5:重復步驟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:檢測數據的準確性:如果讀取到的η個位置的步進間距都為Cnt/n，說明定位準確；如果讀取到的η個位置的步進間距不為Cnt/n，說明定位不準確，返回步驟SI ;
[0020]S7:選取一個最小的步進間距正數值，該正數值加上Cnt/(12η)，得到電機電氣相位零點。并記錄到編碼器的存儲器中，完成電機電場相位零點的校正。
[0021]本零點校正方法的有益效果是:只利用U相和V相串聯進行零點校正，避免了采用現有技術中V相和W相并聯時電流的不平衡。該方法步驟操作簡便，零點校正對齊準確，且校正效率高。
[0022]每個電機的校正值可能不同，把測到的校正值分別寫入電機本身編碼器的存儲器中，避免了數據管理的出錯，便于后續維護及量產。
[0023]進一步，所述步進間距的計算方法為P0S2-P0S1，P0S3-P0S2......POSn-POS (η-1)。
[0024]采用進一步方案的有益效果是:采用步進間距計算校驗，能夠有效避免因POSl到POSn位置測量不準而引起的錯誤，便于準確計算出電機電氣相位零點。
[0025]進一步，還包括對得到的編碼器線數值進行修正的步驟，所述步驟S3至步驟S5中，電機的U、V相通直流電，電機的轉子自動平衡后，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，η為電機極對數。
[0027]采用進一步方案的有益效果是:當接通直流電的時候電機會自動平衡，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度電氣角度對應的編碼器線數值，才能得到電氣零點位置。
[0028]進一步，所述步驟S2中，額定電流的倍數d為d = 0.1。
[0029]采用進一步方案的有益效果是:額定電流太大會燒壞電機，太小會產生較大誤差，因此電流倍數選擇0.1是最優方案。
【附圖說明】
[0030]圖1是電機電場相位零點校正系統的原理圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結合【具體實施方式】和附圖對本發明作進一步的詳細說明。
[0032]如圖1所示，電機電場相位零點校正系統，包括伺服驅動器和編碼器，該編碼器為絕對式編碼器。在伺服驅動器內部設置有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的電流穩定輸入或輸出的電流環PWM時序控制模塊。
[0033]伺服驅動器的U相電流接收控制模塊與電機的U相繞組連接，用于控制U相直流電從電機M的U相輸出；
[0034]V相電流輸出控制模塊與電機的V相繞組連接，用于控制V相直流電從電機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動器的信號輸入輸出端組連接，用于伺服驅動器接收編碼器輸出的電機相位信號。
[0036]電機電場相位零點的校正方法，采用上述的電機電場相位零點校正系統；
[0037]按照如下步驟進行:
[0038]S1:記錄伺服電機的極對數η和絕對式編碼器單圈線數Cnt ;
[0039]S2:伺服驅動器控制伺服電機的Va = 0.1，Vb = -0.1，Vc = 0，其中Va, Vb, Vc分別為交流伺服電機的U、v、w相的電流