永磁同步曳引机磁极码测试方法、系统及装置制造方法
【专利摘要】一种永磁同步曳引机磁极码测试方法、系统及装置，通过对永磁同步曳引机产生的反电势进行极性检测及过零检测，实时输出与UV线电势相同相位的方波信号至曳引机驱动装置，结合旋转编码器给出的角度信息即可实时计算出通过该反电势的相位，通过记录旋转编码器Z相信号发生变化时曳引机反电势的相位，确定曳引机转子与旋转编码器码盘的对应关系，即磁极码。通过一个周期内的周期变化信号输出的脉冲数量，对磁极码测试精度进行调控，从而可以适应不同的永磁同步曳引机。永磁同步曳引机磁极码的精度越高时，永磁同步曳引机所需启动电流额度相对也越小，对于机械材料和电气容量的要求也相对宽松，节省永磁同步曳引机和曳引机驱动装置的成本。
【专利说明】永磁同步曳引机磁极码测试方法、系统及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及电气控制领域，特别是涉及一种永磁同步曳引机磁极码测试方法、系统及装置。
【背景技术】
[0002]磁极码是描述同步电机转子与旋转编码器码盘相对位置关系的数据。由于旋转编码器安装在电机轴上时，不能做到其描述角度的坐标起点与电机转子重合，其总是相差一个角度。而在同步电机的控制上，必须知道转子所处位置，而控制系统只能通过旋转编码器信号获得转子角度，因此需要得知旋转编码器与电机转子的相对位置关系，即上述角度，也就是磁极码。磁极码的精度越高，永磁同步曳引机所需浪费的电能就越少，启动电流额度相对也越小,对于机械材料和电气容量的要求也相对宽松。
[0003]一般的永磁同步曳引机的磁极测试方法主要有2种:
[0004]1、通过对电机施加直流矢量，使转子受该磁动势影响转动至该直流矢量位置，从而找到转子D轴位置，然后根据该D轴位置驱动电机运转，寻找Z相on时D轴相位，从而获得磁极码。该方法受电机载荷影响，电机载荷越大，直流矢量幅值越大，时间长容易造成电机磁路饱和，或造成D轴相位测定不准确，且变频器功率器件容量需选得较大，增加变频器造价。
[0005]2、通过不释放抱闸对电机施加恒定幅值的旋转D轴电流，检测Q轴电压给定值最大值时的D轴电流相位，从而获得D轴相位，然后同样通过释放抱闸并驱动电机运转，寻找Z相on时D轴相位，从而推定Z相与D轴关系。该方法对于隐极电机来说精度较差，且磁极码自测定过程中噪音较大。
[0006]上述两种方法均存在测量精度偏低过程复杂调试难的问题。
【发明内容】
[0007]基于此，有必要针对现有的磁极码测试精度偏低且过程复杂调试难问题，提供一种原理简单调试便捷且可以调节测试精度的永磁同步曳引机磁极码测试方法、系统及装置。
[0008]一种永磁同步曳引机磁极码测试方法，包括步骤:
[0009]在抱闸松开时，通过控制相位检测装置实时输出与UV线电势相同相位的方波信号至曳引机驱动装置；
[0010]通过控制所述曳引机驱动装置实时对旋转编码器输出的周期变化信号的脉冲计数，获取旋转编码器Z相信号脉冲，确定所述方波信号过零时刻的所述周期变化信号到所述旋转编码器Z相信号之间的脉冲数；
[0011]确定所述周期变化信号半个周期的脉冲数；
[0012]在对重侧比轿厢侧重时，若Z相信号发生在所述方波信号的正半周时，根据公式= —.180;,确定所述ζ相脉冲发生时的第一 υν线电压相位，若ζ相信号发生在所述 m
方波信号的负半周时，根据公式次、=—-180 +180'确定所述ζ相脉冲发生时的第一
m
UV线电压相位，在轿厢侧比对重侧重时，若Z相信号发生在所述方波信号的正半周时，根据
公式我JV = 360°-—-180°,确定所述ζ相脉冲发生时的第二 υν线电压相位，若ζ相信
m
号发生在所述方波信号的负半周时，根据公式也V =!80；确定所述Z相脉冲
ITl
发生时的第二 UV线电压相位，其中，η为所述周期变化信号到所述旋转编码器Z相信号之间的脉冲数，m为所述周期变化信号半个周期的脉冲数；
[0013]获取所述第一 UV线电压相位或第二 UV线电压相位对应的Z相信号脉冲发生时的磁极码。
[0014]一种永磁同步曳引机磁极码测试系统，包括相位检测装置控制单元、曳引机驱动装置控制单元、旋转编码器控制单元和中央处理单元；
[0015]所述相位检测装置控制单元用于，在抱闸松开时，控制相位检测装置实时输出与UV线电势相同相位的方波信号至曳引机驱动装置；
`[0016]所述曳引机驱动装置控制单元，用于控制所述曳引机驱动装置实时对旋转编码器输出的周期变化信号的脉冲计数，获取旋转编码器Z相信号脉冲，确定所述方波信号过零时刻的所述周期变化信号到所述旋转编码器Z相信号之间的脉冲数
[0017]所述旋转编码器控制单元，用于控制旋转编码器输出周期变化信号；
[0018]所述中央处理单元，用于在对重侧比轿厢侧重时，若Z相信号发生在所述方波
信号的正半周时，根据公式Φυν = I 80，确定所述Z相脉冲发生时的第一 UV线电
m
压相位，若Z相信号发生在所述方波信号的负半周时，根据公式‘ =—.1Β0°+180α
ITl
确定所述Z相脉冲发生时的第一 UV线电压相位，在轿厢侧比对重侧重时，若Z相信号发
生在所述方波信号的正半周时，根据公式先V =360--!.180° ,确定所述Z相脉冲
m
发生时的第二 UV线电压相位，若Z相信号发生在所述方波信号的负半周时，根据公式
Φυν = 180.180确定所述Z相脉冲发生时的第二 UV线电压相位，其中，η为所述周
m
期变化信号到所述旋转编码器Z相信号之间的脉冲数，m为所述周期变化信号半个周期的脉冲数，获取所述第一 UV线电压相位或第二 UV线电压相位对应的Z相信号脉冲发生时的磁极码。
[0019]一种永磁同步曳引机磁极码测试装置，包括相位检测装置、曳引机驱动装置、旋转编码器和磁极码确定装置；
[0020]所述相位检测装置用于在抱闸松开时，实时输出与UV线电势相同相位的方波信号至曳引机驱动装置，
[0021]所述曳引机驱动装置用于实时对旋转编码器输出的周期变化信号的脉冲计数，实时获取旋转编码器Z相信号脉冲，确定所述方波信号过零时刻的所述周期变化信号到所述旋转编码器Z相信号之间的脉冲数和确定所述周期变化信号半个周期的脉冲数
[0022]所述旋转编码器用于输出周期变化信号；
[0023]所述磁极码确定装置用于在对重侧比轿厢侧重时，若Z相信号发生在所述方波
信号的正半周时，根据公式= 180，确定所述z相脉冲发生时的第一UV线电压
m
相位，若Z相信号发生在所述方波信号的负半周时，根据公式丸TV =—.180ο+180ο
m
确定所述Z相脉冲发生时的第一 UV线电压相位，在轿厢侧比对重侧重时，若Z相信号
发生在所述方波信号的正半周时，根据公式I = 360 - —.180;,确定所述ζ相脉
m
冲发生时的第二 UV线电压相位，若Z相信号发生在所述方波信号的负半周时，根据公式
=180°-—-1SO确定所述Z相脉冲发生时的第二 UV线电压相位，其中，η为所述周
m
期变化信号到所述旋转编码器Z相信号之间的脉冲数，m为所述周期变化信号半个周期的脉冲数，获取所述第一 UV线电压相位或第二 UV线电压相位对应的Z相信号脉冲发生时的磁极码。
[0024]上述永磁同步曳引机磁极码测试方法、系统及装置。在抱闸松开时，通过相位检测装置实时输出与UV线电势相同相位的方波信号至曳引机驱动装置，所述曳引机驱动装置实时对旋转编码器输出的周期变化信号的脉冲计数。通过所述曳引机驱动装置实时获取旋转编码器Z相信号脉冲，确定所述方波信号过零时刻的所述周期变化信号到所述旋转编码器Z相信号之间的脉冲数，进一步确定所述周期变化信号半个周期的脉冲数。在对重侧比轿厢侧重时，若Z相信号发生在所述方波信号的正半周时，通过所述周期变化信号到所述旋转编码器Z相信号之间的脉冲数比上所述周期变化信号半个周期的脉冲数的比值再乘以180度电角度值，确定所述Z相脉冲发生时的第一 UV线电压相位，若Z相信号发生在所述方波信号的负半周时，通过所述周期变化信号到所述旋转编码器Z相信号之间的脉冲数比上所述周期变化信号半个周期的脉冲数的比值再乘以180度电角度值，加上180度电角度值确定所述Z相脉冲发生时的第一 UV线电压相位，在轿厢侧比对重侧重时，若Z相信号发生在所述方波信号的正半周时，通过所述周期变化信号到所述旋转编码器Z相信号之间的脉冲数比上所述周期变化信号半个周期的脉冲数的比值再乘以180度电角度值，再用360度减去该角度值，确定所述Z相脉冲发生时的第二 UV线电压相位，若Z相信号发生在所述方波信号的负半周时，通过所述周期变化信号到所述旋转编码器Z相信号之间的脉冲数比上所述周期变化信号半个周期的脉冲数的比值再乘以180度电角度值，再用180度减去该角度值，确定所述Z相脉冲发生时的第二 UV线电压相位。根据所述UV线电压相位和永磁同步曳引机基本理论关系，获取所述第一 UV线电压相位或第二 UV线电压相位对应的Z相信号脉冲发生时的磁极码。可以通过提高旋转编码器输出的周期变化信号的脉冲来达到控制磁极码测试精度的效果，一个周期内的周期变化信号的脉冲数量越多，相应的所述周期变化信号到所述旋转编码器Z相信号之间的脉冲数比上所述周期变化信号半个周期的脉冲数的比值也会越精确，从而测试得到的永磁同步曳引机磁极码的精度也会越高。从而永磁同步曳引机所浪费的电能就越少，启动电流额度相对也越小，对于机械材料和电气容量的要求也相对宽松，节省永磁同步曳引机和曳引机驱动装置的成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为永磁同步曳引机磁极码测试方法的其中一个实施例的方法流程图；
[0026]图2为永磁同步曳引机磁极码测试方法的其中一个实施例的所述相位检测装置输出的信号示意图；
[0027]图3为永磁同步曳引机磁极码测试方法的其中一个实施例的测试过程中信号示意图；
[0028]图4为永磁同步曳引机磁极码测试装置的其中一个实施例的结构连接图。
【具体实施方式】
[0029]如图1所示，一种永磁同步曳引机磁极码测试方法，包括步骤:
[0030]步骤SI 10，在抱闸松开时，通过控制相位检测装置实时输出与UV线电势相同相位的方波信号至曳引机驱动装置；
[0031]步骤S120，通过控制所述曳引机驱动装置实时对旋转编码器输出的周期变化信号的脉冲计数，获取旋转编码器Z相信号脉冲，确定所述方波信号过零时刻的所述周期变化信号到所述旋转编码器Z相信号之间的脉冲数；
[0032]步骤S130，确定所述周期变化信号半个周期的脉冲数；
[0033]步骤S140，在对重`侧比轿厢侧重时，若Z相信号发生在所述方波信号的正半周时，
根据公式^uv = 180，确定所述Z相脉冲发生时的第一 UV线电压相位,若Z相信号发
m
生在所述方波信号的负半周时，根据公式久、=—'180 +180确定所述ζ相脉冲发生
m
时的第一 UV线电压相位，在轿厢侧比对重侧重时，若Z相信号发生在所述方波信号的正半
周时，根据公式Λιν = 360，确定所述Z相脉冲发生时的第二UV线电压相位，
m
若Z相信号发生在所述方波信号的负半周时，根据公式“ =180°-!.180°确定所述Z
m
相脉冲发生时的第二 UV线电压相位，其中，η为所述周期变化信号到所述旋转编码器Z相信号之间的脉冲数，m为所述周期变化信号半个周期的脉冲数；
[0034]步骤S150，获取所述第一 UV线电压相位或第二 UV线电压相位对应的Z相信号脉冲发生时的磁极码。
[0035]在本实施例中，所述相位检测装置可以使用电压比较电路作为相位检测用，通过检测电机UV间线电压,输出相应相位的方波信号,输出的方波信号可以如图2所不。系统控制抱闸松开，因轿厢侧与对重侧一般不平衡，则曳引机沿重的方向转动，假设轿厢空载，对重较重，则曳引机沿轿厢上行方向自由溜车运转，产生反电势如图3所示。[0036]相位检测装置则实时输出与UV线电势同相位的方波信号至曳引机驱动装置。同时曳引机驱动装置实时对旋转编码器输出的周期变化信号进行计数。为了便于在实际运用过程中方便推导，在本实施例中所述周期变化信号假定为A相信号。
[0037]如图3所示，在某一时刻曳引机驱动装置检测到旋转编码器Z相信号脉冲，在该Z相信号发生在所述方波信号的负半周且为对重侧比轿厢侧重即电梯上行的情况下，则可知Z相脉冲发生时第一 UV线电压相位为
[0038]
【权利要求】
1.一种永磁同步曳引机磁极码测试方法，其特征在于，包括步骤: 在抱闸松开时，通过控制相位检测装置实时输出与UV线电势相同相位的方波信号至曳引机驱动装置； 通过控制所述曳引机驱动装置实时对旋转编码器输出的周期变化信号的脉冲计数，获取旋转编码器Z相信号脉冲，确定所述方波信号过零时刻的所述周期变化信号到所述旋转编码器Z相信号之间的脉冲数； 确定所述周期变化信号半个周期的脉冲数； 在对重侧比轿厢侧重时，若Z相信号发生在所述方波信号的正半周时，根据公式Φ=n/m.180，确定所述Z相脉冲发生时的第一 UV线电压相位,若Z相信号发生在所述 方波信号的负半周时，根据公式Φuv=n/m.180 +180°确定所述ζ相脉冲发生时的第一
UV线电压相位，在轿厢侧比对重侧重时，若Z相信号发生在所述方波信号的正半周时，根据公式Φuv=360-n/m.180 ，确定所述ζ相脉冲发生时的第二υν线电压相位,若ζ相信
号发生在所述方波信号的负半周时，根据公式Φuv=360-n/m.180 '确定所述Z相脉冲
发生时的第二 UV线电压相位，其中，η为所述周期变化信号到所述旋转编码器Z相信号之间的脉冲数，m为所述周期变化信号半个周期的脉冲数； 获取所述第一 UV线电压相位或第二 UV线电压相位对应的Z相信号脉冲发生时的磁极码。
2.根据权利要求1所述的永磁同步曳引机磁极码测试方法，其特征在于，所述周期变化信号包括A相信号、B相信号或Z相信号。
3.一种永磁同步曳引机磁极码测试系统，其特征在于，包括相位检测装置控制单元、曳引机驱动装置控制单元、旋转编码器控制单元和中央处理单元； 所述相位检测装置控制单元，用于在抱闸松开时，控制相位检测装置实时输出与UV线电势相同相位的方波信号至曳引机驱动装置； 所述曳引机驱动装置控制单元，用于控制所述曳引机驱动装置实时对旋转编码器输出的周期变化信号的脉冲计数，获取旋转编码器Z相信号脉冲，确定所述方波信号过零时刻的所述周期变化信号到所述旋转编码器Z相信号之间的脉冲数； 所述旋转编码器控制单元，用于控制旋转编码器输出周期变化信号； 所述中央处理单元用于，在对重侧比轿厢侧重时，若Z相信号发生在所述方波信号的正半周时，根据公式多Φuv=n/m.180 ,确定所述Z相脉冲发生时的第一 UV线电压相位,若Z
相信号发生在所述方波信号的负半周时，根据公式Φuv=-n/m.180+180 °确定所述Z相
脉冲发生时的第一 UV线电压相位，在轿厢侧比对重侧重时，若Z相信号发生在所述方波信号的正半周时，根据公式先V = 360-n/m·180，确定所述ζ相脉冲发生时的第二UV线电压相位，若Z相信号发生在所述方波信号的负半周时，根据公式= MO ---1BOj确定所述Z相脉冲发生时的第二 UV线电压相位，其中，η为所述周期变化信号到所述旋转编码器Z相信号之间的脉冲数，m为所述周期变化信号半个周期的脉冲数，获取所述第一 UV线电压相位或第二 UV线电压相位对应的Z相信号脉冲发生时的磁极码。
4.根据权利要求3所述的永磁同步曳引机磁极码测试系统，其特征在于，所述周期变化信号包括A相信号、B相信号或Z相信号。
5.一种永磁同步曳引机磁极码测试装置，其特征在于，包括相位检测装置、曳引机驱动装置、旋转编码器和磁极码确定装置； 所述相位检测装置用于在抱闸松开时，实时输出与UV线电势相同相位的方波信号至曳引机驱动装置， 所述曳引机驱动装置用于实时对旋转编码器输出的周期变化信号的脉冲计数，实时获取旋转编码器Z相信号脉冲，确定所述方波信号过零时刻的所述周期变化信号到所述旋转编码器Z相信号之间的脉冲数和确定所述周期变化信号半个周期的脉冲数。 所述旋转编码器用于输出周期变化信号； 所述磁极码确定装置用于在对重侧比轿厢侧重时，若Z相信号发生在所述方波信号的正半周时，根据公式Λιυ = 1.80，确定所述ζ相脉冲发生时的第一 υν线电压相位,若ζ相信号发生在所述方波信号的负半周时，根据公式次、=—-180 +ISO确定所述Z相脉冲发生时的第一 UV线电压相位，在轿厢侧比对重侧重时，若Z相信号发生在所述方波信号的正半周时，根据公式九V = 360 - —.180;，确定所述ζ相脉冲发生时的第二υν线电压相位，若Z相信号发生在所述方波信号的负半周时，根据公式Λιν =180: -—-180°确定所述Z相脉冲发生时的第二 UV线电压相位，其中，η为所述周期变化信号到所述旋转编码器Z相信号之间的脉冲数，m为所述周期变化信号半个周期的脉冲数，获取所述第一 UV线电压相位或第二 UV线电压相位对应的Z相信号脉冲发生时的磁极码。
6.根据权利要求3所述的永磁同步曳引机磁极码测试装置，其特征在于，所述周期变化信号包括A相信号、B相信号或Z相信号。
7.根据权利要求3或4所述的永磁同步曳引机磁极码测试装置，其特征在于，还包括为所述曳引机驱动装置提供电能的电源装置。
8.根据权利要求3或4所述的永磁同步曳引机磁极码测试装置，其特征在于，所述磁极码确定装置集成与所述相位检测装置上。
【文档编号】G01R25/08GK103558456SQ201310530249
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2013年10月30日
【发明者】张文俊, 郭威, 杜永聪, 郭志海 申请人:日立电梯（中国）有限公司