[发明专利]一种双转式无刷直流电动机换相相位自动调校方法

说明书

本发明公开了一种双转式无刷直流电动机换相相位自动调校方法，通过对双转式三相无刷直流电动机位置传感器输出信号与绕组反电动势的关系进行分析，提出了一种测定电机换相相位的有效方法并给出了一种自动调校方案；通过软件解算内、外转子的位置信号，可即时得到电机内外转子的相对角度。依据此相对角度得到位置信号与反电动势的对应关系，判断位置传感器安装是否满足设计要求；本发明方法通过电子测量技术解决了双转式永磁直流无刷电机换相相位的精确测量问题，为电机位置传感器安装的准确性提供依据，大大提高了电机生产的装配工作效率。

技术领域

本发明属于无刷直流电动机技术领域，具体涉及一种双转式无刷直流电动机换相相位自动调校方法。

背景技术

普通永磁无刷电机仅转子磁极旋转，其电枢是静止不动的。而基于作用力与反作用力原理的双轴对转稀土永磁无刷直流电机在电磁转矩的驱动下，使内、外两个转子同时向相反的方向旋转。在水下电动力对转推进系统中，双轴对转永磁无刷直流电机与对转螺旋桨配合使用，可显著提高水下航行器的推进效率，同时消除由单个螺旋桨转动带来的横滚。

位置传感器是双轴对转永磁无刷直流电机的重要组成部分，双轴对转永磁无刷直流电机各相绕组导通的顺序和时间取决于位置传感器输出的转子位置信息。位置传感器必须准确的测量转子磁极位置及电枢绕组位置，并将转子位置信号转换成控制电机驱动电路换相的电信号，其信号直接影响绕组的换相位置，也对电流、转矩和效率产生直接影响。

双轴永磁无刷直流电机位置传感器包括内轴位置传感器和外轴位置传感器。外轴位置传感器检测电机本体转子磁钢位置信息，内轴位置传感器检测电机本体绕组位置信息。位置传感器包括位置传感器定子和位置传感器转子。位置传感器的理论安装位置通过设计能够实现，但电机的绕组电感量会对换相角产生影响且磁极的安装也会产生偏差。绕组电感量的计算十分复杂，在工程实现时通常采用人工调整。通常外轴位置传感器采用固定安装方式，内轴位置传感器采用圆周方向动态安装位置。电机一般由多对磁极组成，因此机械角度的误差对电角度影响较大。

安装电角度精度直接影响电机的电子换相功能，也会对电机的转矩脉动和噪声带来影响，这就要求位置传感器安装要与三相绕组的反电动势有精确的对应关系。电子换相的时刻由位置信号和反电动势的时序关系决定，因此快速有效地确定位置传感器和绕组间的相序关系是实现无刷直流电机调速功能的关键。

双转式稀土永磁无刷直流电机总装完成后需要对位置传感器的安装进行调校。安装调校的依据是位置信号与反电动势的相位关系。但双转式直流无刷电机的位置信号和反电动势的相位关系检测一直是电机总装调试的难点。

现有的在电机调试过程中采用人工试凑的方法，即用示波器抓取内、外转子位置信号和反电动势信号，再测量反电动势的相位差，最后由人工计算电机内外转子的相对角度。该方法十分原始，需要多人协作、反复试验，不仅效率低下，而且测试工作带有一定的危险性，耗费大量的人力时间成本，不利于大批量生产。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种双转式无刷直流电动机换相相位自动调校方法，可提高电机生产的装配工作效率。

一种双转式无刷直流电动机换相相位自动调校方法，包括如下步骤：

(1)采用与被测电动机相同的工装电机，通过控制工装电机的内、外轴转动从而带动被测电动机的内、外转子同步转动；

(2)采用定时同步采样的方式采集被测电动机的三相反电动势U,V,W，通过位置传感器采集被测电动机的内、外转子的位置信号HU；分别以内、外转子位置信号HU的下降沿为零时刻，计算出内、外转子的位置信号HU两次下降沿之间的时间，即得到内、外转子的电周期T1和T2；