交流伺服电机传动参数检测方法及其在故障检测中的应用的制作方法
【专利摘要】交流伺服电机传动参数检测方法及其在故障检测中的应用，包括如下步骤，（1）在交流伺服系统外部对伺服电机的定子电流ia,ib,ic进行实时检测，计算得到电流相位Φ，得出交流伺服电机转子转角；（2）利用差分法计算转角θ的变化率，得到交流伺服电机转速；（3）将三相电流瞬时电流进行坐标变换，转换为两相旋转坐标下的分量；（4）对稳态运行的永磁同步伺服电机，有q轴电流iq正比于电磁转矩，电机输出转矩T因而可得。本发明提供的方法，只需检测电机的定子电流，即可准确得出交流伺服电动机的瞬时输出转矩，相对于传统的采用应变式转矩传感器的方法，安装简单，实施容易，检测精度高，测量转矩范围大。
【专利说明】交流伺服电机传动参数检测方法及其在故障检测中的应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种交流伺服电机传动参数测量方法，尤其涉及一种间接检测交流伺服电机传动参数的方法。
【背景技术】
[0002]近年来，以稀土永磁正弦波伺服电动机为控制对象的全数字交流伺服系统正逐渐取代直流伺服系统，成为工业控制的基本组件。大多数的伺服电动机用于进给驱动，通过传动结构将伺服电机系统和机械结构连接。作为动力源，交流伺服电机输出转矩的检测具有重要意义。在很多应用场合，实时检测电机输出转矩是必须的。传统的方法是采用基于金属应变原理的转矩传感器来测量，转矩传感器必须安装在伺服电机的输出轴和传动链之间， 需要保证较高的同心度，安装复杂要求高，并且测量原理限制了测量的精确度，传感器自身的机械强度限制了最大的传动输出转矩。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题:本发明为了解决现有技术中存在的缺陷，提供交流伺服电机传动参数检测方法及其在故障检测中的应用，该方法通过对交流伺服电机定子电流的检测，经过数学计算，实时得到电机输出转矩的间接测量值。
[0004]本发明的技术方案是:
[0005]交流伺服电机传·动参数检测方法，包括转矩、转速和转角的检测步骤，具体如下:
[0006](I)转角检测步骤如下:
[0007]在交流伺服系统外部对伺服电机的定子三相电流(ia，ib, i。)进行实时检测，得到其瞬时值，以电流的过零点为基准，以相邻两个过零点的间距为180度相位变化，通过定时，测量得到定子电流的相位O，O是A相绕组轴线相对于d轴的电角度，
[0008]通过公式0 =O/Pn即可得到交流伺服电机转子的转角，其中PnS已知的电机的磁极对数；
[0009](2)转速检测步骤如下:
[0010]利用差分法计算转角e的变化率，即可得到交流伺服电机的转速；
[0011](3)转矩检测步骤如下:
[0012]将三相电流瞬时值进行坐标变换，转换为两相旋转坐标下的分量:
【权利要求】
1.交流伺服电机传动参数检测方法，其特征在于:包括转矩、转速和转角的检测步骤， 具体如下:(1)转角检测步骤如下:在交流伺服系统外部对伺服电机的定子三相电流(ia，ib) U进行实时检测，得到其瞬时值，以电流的过零点为基准，以相邻两个过零点的间距为180度相位变化，通过定时，测量得到定子电流的相位O，O是A相绕组轴线相对于d轴的电角度，通过公式e =OVPn即可得到交流伺服电机转子的转角，其中PnS已知的电机的磁极对数；(2)转速检测步骤如下:利用差分法计算转角e的变化率，即可得到交流伺服电机的转速； (3)转矩检测步骤如下:将三相电流瞬时值进行坐标变换，转换为两相旋转坐标下的分量:
2.根据权利要求1所述的交流伺服电机传动参数检测方法，其特征在于:所述的交流伺服电机定子三相电流(ia，ib, i。)分别采用电流传感器ACS712测得，其中电流传感器ACS712的电压输出Vwt和被检出的电流Ip之间的关系为Wut=O).925/5) IP+2.5 ;输出的信号经过微处理器TMS320F28035的AD模块对电流传感器SCS712的转换的电压信号实时采集并将其转换成数字量，其中数字量与电压输出的Vtjut的关系式是=D=VratXKV (Veefh1-Veeflo)其中设计的 DSP 中，Vkefh 取值为 3.3V，Veeflo 取值为 0V。
3.根据权利要求1所述的交流伺服电机传动参数检测方法在机电系统传动链故障检测中的应用，其特征在于:当交流伺服电机的转速、转角位置异常时，可以判定交流伺服电机所在的传动链发生了故障，如此时转矩亦异常，可确定故障发生在交流伺服驱动器或交流伺服电机内部，若转矩正常，可判定故障点在交流伺服电机以外的机械部分。
【文档编号】G01R31/34GK103439657SQ201310310184
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年7月23日 优先权日:2013年7月23日
【发明者】李宁, 汪木兰, 左健民 申请人:南京工程学院