专利名称：交流伺服系统中交流伺服电机的自动辨识方法
技术领域：
本发明属于电机控制装置技术领域，具体涉及一种交流伺服系统中交流伺服电机的自动 辨识方法，是交流伺服驱动器对具有复合式光电编码器的交流伺服电机的自动辨识。
背景技术：
在现代传动控制领域交流伺服系统已逐渐取代传统直流伺服系统，成为运动控制系统的 主流执行机构。交流伺服系统主要包括交流伺服驱动器和交流伺服电机，交流伺服电机一般 配备有复合式光电编码器。
由于各电机生产厂家生产的电机技术参数不一致，致使目前国内外生产的交流伺服驱动 器均只能适配固定品牌或型号的交流伺服电机，即无法使交流伺服驱动器脱离出来作为一个 单独的产品，致使交流伺服电机也无法成为一个通用的产品。国外交流伺服系统厂家一般同 时生产伺服驱动器与伺服电机，使二者形成配套，国内由于交流伺服电机技术起步较晚，造 成交流伺服电机品牌较多，每个品牌函盖的产品系列都不全的局面。所以交流伺服驱动器只 能适配单一品牌或型号电机的局面使交流伺服驱动器和交流伺服电机都具有很大的局限性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种交流伺服系统中交流伺服电机的辨识方法。 本发明的自动辨识方法包括下列内容交流伺服驱动器通过向电机输出指向电气零点的
电压矢量，使电机转子被强制吸合到电气零点的位置，得到电气角度o度时对应的编码器u、
V、 W信号编码值；交流伺服驱动器继续输出旋转电压矢量带动电机转子旋转到Z脉冲出现位 置，得到Z脉冲与电气零点之间的机械角度值^ ;电机转子继续旋转到下一个Z脉冲出现的位 置，得到编码器旋转一周的脉冲总数^;在电机旋转两次出现Z脉冲的过程中，得到编码器 U、 V、 W信号编码组合规则和编码组合的重复次数"；
再根据复合式光电编码器的特点按照下列公式计算出
电机的极对数 ^^=";
编码器的线数
编码器z脉冲与电机电气零点之间的电气角度 6 =,
由编码组合规则得到编码器U、 V、 W信号与电机电气角度的对应关系，完成自动辨识过本发明的交流伺服驱动器带动交流伺服电机开环旋转，旋转过程中交流伺服驱动器读取 复合式光电编码器信息，然后通过读取的数据来计算交流伺服驱动器驱动交流伺服电机所需 的参数，进而实现对交流伺服电机的控制。采用本发明，可以使交流伺服驱动器和交流伺服 电机成为两个独立的产品，交流伺服驱动器可以在功率允许范围内适配任何具有复合式光电 编码器的交流伺服电机，拓展了交流伺服驱动器和交流伺服电机的适用范围。
图l是本发明的实施例用电机配备的复合式光电编码器码盘示意图
图2是本发明的编码器旋转一周输出信号波形示意图
图3是本发明的编码器U、 V、 W信号输出与电机反电动势关系示意图
图4是本发明的旋转电压矢量示意图
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。 图l是本发明的实施例用电机配备的复合式光电编码器码盘示意图。 图2是本发明的编码器旋转一周输出信号波形示意图。
从图中可以看出，本发明实施例采用的交流伺服电机的复合式光电编码器输出的信号有 A、 B、 Z、 U、 V、 W，其中A、 B信号为正交脉冲；U、 V、 W信号分别对应于电机的三个电气相 位相差120度的电气区间，每个区间的电气角度为180度，即U、 V、 W信号的二进制脉冲编码 (1 6)对应6个相差60度的电气区间，编码规则与编码器生产厂家和电机厂家的安装方式 有关。
图3是本发明的编码器U、 V、 W信号输出与电机反电动势关系示意图。 编码器旋转一周，Z脉冲信号输出一次；对应于电机的极对数Wp， U、 V、 W信号的脉冲 编码重复输出W"欠；A、 B脉冲经过四倍频电路后其数量对应于编码器的线数Ws的四倍4^^
交流伺服驱动器实现对具有复合式光电编码器的交流伺服电机的驱动需要的参数有① 电机的极对数;②编码器的线数;③编码器Z脉冲与电机电气零点之间的电气角度^ ;④用于电机转子初始位置检测的U、 V、 W信号与电机电气角度的对应关系。
图4是本发明的旋转电压矢量示意图。交流伺服驱动器通过向交流伺服电机输出指向电 气零点的电压矢量，使电机转子被强制吸合到电气零点的位置，记录此位置U、 V、 W信号的 组合编码^5^1 = 5 ，交流伺服驱动器以此位置为电气角度零点输出旋转电压矢量带动电机转子同步旋转。转动过程中交流伺服驱动器记录来自复合式光电编码器的A、 B正交脉冲，当 交流伺服驱动器第一次接收到编码器的Z脉冲信号时，将此时累计的A、 8正交脉冲"1= 41。 记录，同时将累计的A、 B正交脉冲清零，重新开始累计；电机转子继续旋转，旋转过程中记 录U、 V、 W信号的组合编码，当交流伺服驱动器第二次接收到编码器的Z脉冲信号时，将此时 累计的A、 8正交脉冲"2 = 1440; U、 V、沐信号的组合编码出现的个数"3 = 12以及排列顺序 记录下来。
电机的极对数 A^ = w/e=2 ;
编码器的线数 ' ；
编码器Z脉冲与电机电气零点之间的电气角度^(^^"6『77^2『电角度；其 中^以36(T为周期；
编码器U、 V、 W信号编码^^^z5为电气零点，根据电机旋转过程中记录下来编码出现 顺序5、 1、 3、 2、 6、 4，可以依次计算出U、 V、 W信号6个编码所对应的电气角度，g卩5 对应330° 30° ， 1对应30° 90° ， 3对应90° 150° ， 2对应15(T 210° ， 6对应210 ° 270° ， 4对应27(T 330° 。
电机自动辨识方法的优越性主要体现交流伺服驱动器可以对任意具有复合式光电编码器 的交流伺服电机进行辨识，辨识后即可与交流伺服电机构成交流伺服系统，使交流伺服驱动 器和交流伺服电机可以不受生产厂家技术参数的影响，较好的扩大了二者的适用范围。
权利要求
1.一种交流伺服系统中交流伺服电机自动辨识方法，其特征是所述的自动辨识方法包括下列内容交流伺服驱动器通过向电机输出指向电气零点的电压矢量，使电机转子被强制吸合到电气零点的位置，得到电气角度0度时对应的编码器U、V、W信号编码；交流伺服驱动器继续输出旋转电压矢量带动电机转子旋转到Z脉冲出现位置，得到Z脉冲与电气零点之间的机械角度值ψ；电机转子继续旋转到下一个Z脉冲出现的位置，得到编码器旋转一周的脉冲总数PE；在电机旋转两次出现Z脉冲的过程中，得到编码器U、V、W信号编码规则和编码的重复次数n；再根据复合式光电编码器的特点按照下列公式计算出电机的极对数NP＝n；编码器的线数Ne＝PE/4；编码器Z脉冲与电机电气零点之间的电气角度θ＝ψ*NP；由编码器U、V、W信号编码规则得到编码器U、V、W信号与电机电气角度的对应关系，完成自动辨识过程。
全文摘要
本发明提供了一种交流伺服系统中交流伺服电机的辨识方法。本发明的自动辨识方法是，交流伺服驱动器带动交流伺服电机开环旋转，旋转过程中交流伺服驱动器读取复合式光电编码器信息，然后通过读取的数据来计算交流伺服驱动器驱动交流伺服电机所需的参数，进而实现对交流伺服电机的控制。采用本发明，可以使交流伺服驱动器和交流伺服电机成为两个独立的产品，交流伺服驱动器可以在功率允许范围内适配任何具有复合式光电编码器的交流伺服电机，拓展了交流伺服驱动器和交流伺服电机的适用范围。
文档编号H02P21/14GK101621274SQ20091030377
公开日2010年1月6日 申请日期2009年6月29日 优先权日2009年6月29日
发明者旭 周, 勇 李, 凯 杨, 石航飞, 陈志锦 申请人:中国兵器工业第五八研究所