[发明专利]一种电机转子位置传感器的标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及电机中转子位置传感器元件(RPT)的标定方法。尤其涉及一种修正基于涡流效应原理的RPT的系统误差的方法。

背景技术

永磁同步电机由于具有功率密度大、效率高、转子损耗小等优点被广泛应用于电动汽车、数控机床以及纺织等领域。要获得良好的控制性能，电机转子位置和速度信号是必不可少的。在某些电机应用中，知道转子相对于定子和绕组的位置是必要的，甚至是关健的。例如，在切换磁阻电机中，绕组必须按转子的精确位置激磁。在其它电机中，只需要知道转子相对于定子组件的位置。有几种现有技术的RPT元件，例如磁阻式、电容式以及基于涡流效应的式RPT。利用这些RPT测量电机转位置和速度各有各的优点，且理论上都能做到非常精确地测量出电机转子的位置和速度，因此消除测量时的误差成为突出的问题，为此人们推出了许多有关消除RPT测量误差的方法和装置。专利号为ZL97199502.8的中国发明专利，“对准转子位置传感器的方法和装置”就公开了一种将转子位置传感器元件对准并固定到电机轴上改进的方法和装置。该专利的一个实施例是用于对准并固定遮光器组件形式的RPT元件的装置和方法，但对RPT元件的系统误差没有进行修正，这样在使用RPT时不可避免地可能发生误差。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，为了弥补现有技术中使用RPT测量转子位置应用受到限制的不足，提供一种对基于涡流效应原理的RPT元件进行系统标定的方法，以最大限度地保证测量精度。

本发明为解决上述技术问题而采用如下的技术方案：一种电机转子位置传感器的标定方法，利用示波器测量转子的反电动势零点相对的位置角为基准点，A、B、C三相每相的电势零点对就的转子位置都可以作为基准零点，在转子位置传感器的DSP内当转子位置测量值过零点时产生一个脉冲信号由DIO输出到所述示波器，通过调整位置偏移值，使所述示波器中的脉冲与转子反电动势对准，实现转子位置零点准确定位；包括以下步骤：

(1)、将转子位置传感器安装好，并将电机的三相绕组开路，连接好示波器；

(2)、利用外加动力带动电机按照规定的速度旋转；外加动力可以是伺服电机或者同步电机。

(3)、在DSP中设置一固定的偏移值；

(4)实时测量出转子位置值，过零点时DSP通过DIO发一个脉冲信号；

(5)、在示波器中观测脉冲信号与转子反电动势是否对准；

(6)、若步骤(5)的结果是否定的，则按所述示波器的显示调整所述偏移值，返回步骤(5)；

(7)若步骤(5)的结果是肯定的，则记录所此时的偏移值；

(8)设定不同转速运行，重复步骤(2)-(7)得到不同转速下实测转子位置零点偏移值；

(9)求取不同转速下的实测转子位置零点偏移值的均值。

进一步的，这里步骤(4)中实时测量转子位置值是按以下步骤进行的：

(A)、将电机转子传感器中感应元件输出的正弦信号和余弦信号在DSP内经过ADC转换得到双极性的正弦信号和双极性的余弦信号，并对其进行误差补偿；

(B)、对通过步骤(A)补偿以后的信号进行低通滤波处理；

(C)、对通过步骤(B)处理的正弦信号和余弦信号的结果值分别求反正切和反余切，同时减去转子零点位置偏移设定值，对转子位置偏移的影响进行补偿，并限定转子位置角在[0，2π]。

本发明的积极效果是利用具有确定转速和位置的运动的转子来标定RPT的系统误差，针对性强，精度高且步骤简单。

下面结合实施例和附图来进一步说明本发明。

附图说明

图1为转子位置传感器安装示意图。

图2为转子位置传感器中目标盘与感应元件中的平面绕组相对位置示意图。

图3为当转子反转时从示波器中观测到的转子位置测量值与转子各反电动势关系图。

图4为当转子正转时从示波器中观测到的转子位置测量值与转子各反电动势关系图。

图5为从示波器中观测到的转子位置零点检测示意图。

图6为转子位置信号标定处理过程流程图。