一种电机磁极相位角的检测方法、装置及设备与流程

本发明涉及电机领域，特别是涉及一种电机磁极相位角的检测方法，本发明还涉及一种电机磁极相位角的检测装置及设备。

背景技术：

电机广泛地应用于各个领域，部分电机是装有光电编码器的，通过安装在电机内的光电编码器可以很方便地测量电机的转速、旋转角度以及旋转方向等数据，在此类电机的生产过程中，需要测量出电机磁极相位角，电机磁极相位角指的是在光电编码器的零位参考位，也就是光电编码器输出z信号的那一刻，电机的磁极与定子上的u相绕组之间的相位角，在电机的使用过程中，处理器可以根据电机磁极相位角确定出磁极的具体位置，以便对电机进行控制，现有技术中，需要工作人员去测算电机磁极相位角，人工成本较高，且人工测量通常情况下速度较慢，效率较低。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种电机磁极相位角的检测方法，降低了人工成本，提高了工作效率；本发明的另一目的是提供一种电机磁极相位角的检测装置及设备，降低了人工成本，提高了工作效率。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电机磁极相位角的检测方法，应用于处理器，包括：

控制电机中的任一磁极与所述电机的u相绕组吸合；

记录所述电机内的光电编码器当前的初始角度值；

控制所述电机的转子沿第一预设方向转动；

在接收到所述光电编码器发出的z信号时，记录所述光电编码器当前的终止角度值；

将所述终止角度值减去所述初始角度值的差值作为第一电机磁极相位角。

优选地，所述电机的极对数大于1；

则所述将所述终止角度值减去所述初始角度值的差值作为第一电机磁极相位角之后，该检测方法还包括：

控制所述电机按照所述第一预设方向的反方向转动所述第一电机磁极相位角；

控制所述电机内的转子沿第二预设方向转动度，其中，n为所述电机的极对数，以便控制与上次检测的所述磁极相邻的磁极与所述u相绕组吸合；

记录所述电机内的光电编码器当前的初始角度值；

控制所述电机的转子沿第一预设方向转动；

在接收到所述光电编码器发出的z信号时，记录所述光电编码器当前的终止角度值；

将所述终止角度值减去所述初始角度值的差值作为第二电机磁极相位角；

判断所述电机磁极相位角的数目是否等于n；

若是，则计算其中，θ为最终电机磁极相位角，x为所有的电机磁极相位角的和；

否则返回步骤：控制所述电机按照所述第一预设方向的反方向转动所述第一电机磁极相位角。

优选地，所述若是，则计算之后，该检测方法还包括：

将所述θ写入存储器，以便处理器调取使用。

优选地，所述存储器为带电可擦可编程只读存储器eeprom。

优选地，所述第一预设方向为逆时针方向。

优选地，所述控制所述电机的转子沿第一预设方向转动具体为：

控制所述电机的转子以100rpm的速度沿第一预设方向转动。

优选地，所述控制电机中的任一磁极与所述电机的u相绕组吸合具体为：

在触发装置被触发后，控制电机中的任一磁极与所述电机的u相绕组吸合。

优选地，所述触发装置为触控屏。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电机磁极相位角的检测装置，应用于处理器，包括：

第一控制模块，用于控制电机中的任一磁极与所述电机的u相绕组吸合；

第一记录模块，用于记录所述电机内的光电编码器当前的初始角度值；

第二控制模块，用于控制所述电机的转子沿第一预设方向转动；

第二记录模块，用于在接收到所述光电编码器发出的z信号时，记录所述光电编码器当前的终止角度值；

计算模块，用于将所述终止角度值减去所述初始角度值的差值作为第一电机磁极相位角。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电机磁极相位角的检测设备，应用于处理器，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上任一项所述电机磁极相位角的检测方法的步骤。

本发明提供了一种电机磁极相位角的检测方法，应用于处理器，包括控制电机中的任一磁极与电机的u相绕组吸合；记录电机内的光电编码器当前的初始角度值；控制电机的转子沿第一预设方向转动；在接收到光电编码器发出的z信号时，记录光电编码器当前的终止角度值；将终止角度值减去初始角度值的差值作为第一电机磁极相位角。

可见，本发明中处理器可以首先控制电机中的任一磁极与电机的u相绕组吸合，并记录下此时的光电编码器的初始角度值，然后控制电机的转子沿第一预设方向转动，在接收到光电编码器发出的z信号时，记录光电编码器当前的终止角度值，终止角度值减去初始角度值的差值即为该磁极从u相开始转动，直至接收到z信号时停止转动所产生的相位角度，也即电机磁极相位角，本发明中可以通过处理器自动地测量电机磁极相位角，仅需简单几个步骤，可以在短时间内迅速测量出第一电机磁极相位角，一方面节省了人力成本，另一方面测量时间较短，工作效率较高。

本发明还提供了一种电机磁极相位角的检测装置以及设备，具有如上检测方法相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种电机磁极相位角的检测方法的流程示意图；

图2为本发明提供的一种电机磁极相位角的检测装置的结构示意图；

图3为本发明提供的一种电机磁极相位角的检测设备的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种电机磁极相位角的检测方法，降低了人工成本，提高了工作效率；本发明的另一核心是提供一种电机磁极相位角的检测装置及设备，降低了人工成本，提高了工作效率。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明提供的一种电机磁极相位角的检测方法的流程示意图，包括：

步骤s1：控制电机中的任一磁极与电机的u相绕组吸合；

具体的，电机的磁极可以有多种数量，其具体数量由该种电机的极对数决定，例如当该种电机的极对数为2时，那么该电机便有两个磁极，若想测得该电机的电机磁极相位角，便需要首先将任一磁极与电机的u相绕组吸合，在此基础上才能够测量出该电机的电机磁极相位角。

其中，控制任一磁极与u相绕组吸合的方式可以有很多种，例如可以采用电流控制方式驱动电机，采用电流指令id＝5a，iq＝0控制，矢量角度给定θe＝0度，在电机定子通过uvw输入一个矢量电压，使得u相绕组产生磁场，此种情况下，控制电机的转子停止转动时，磁极便会受u相绕组的磁场的影响，与u相绕组吸合，这里的吸合指的是磁极与u相绕组的方向相对应，并不仅仅指物理上的直接接触式的吸合。

当然，除了上述的电流控制方式外，还可以采用其他的方式控制任一磁极与u相绕组吸合，本发明实施例在此不做限定。

步骤s2：记录电机内的光电编码器当前的初始角度值；

具体的，光电编码器可以用于记录电机转子转动产生的相位角，当磁极与u相绕组吸合时，便可以将光电编码器此时的角度值记录为初始角度值，以便为后续的电机磁极相位角的测量做铺垫。

步骤s3：控制电机的转子沿第一预设方向转动；

具体的，电机转子可以沿顺时针或者逆时针两个方向转送，在磁极与u相绕组吸合之后，可以控制电机转子沿任一预设的方向转送，即第一预设方向可以为逆时针或者顺时针，可以自主进行设定，本发明实施例在此不做限定。

步骤s4：在接收到光电编码器发出的z信号时，记录光电编码器当前的终止角度值；

其中，在电机转子转动的过程中，光电编码器由于和转子同轴安装，其也会转动，并且在转动的过程中，每转动一圈便会产生一个z信号，产生z信号的位置也叫做光电编码器的零位参考位，在接收到光电编码器的z信号时，便可记录光电编码器当前的角度值，作为终止角度值。

步骤s5：将终止角度值减去初始角度值的差值作为第一电机磁极相位角。

具体的，由于初始角度值是磁极与u相吸合时，光电编码器的角度值，而终止角度值是磁极旋转到光电编码器的零位参考位时的角度值，终止角度值减去初始角度值的差值便为光电编码器产生z信号时，电机的磁极与u相之间的夹角，即电机磁极相位角。

其中，本发明实施例中的电机磁极相位角的参考磁极可以为电机中的任一磁极，即在步骤s1中，与u相吸合的磁极可以为任一个，由于电机磁极相位角的作用是确定出各个磁极的具体位置，例如在极对数为2的电机中，在具体应用过程中，当电机处于零位参考位时，此时其中一个磁极与u相的夹角便为电机磁极相位角，而另一个磁极与u相的夹角便可以为电机磁极相位角加上180°，通过一个电机磁极相位角便可以确定出整个所有磁极的位置，进而对电机进行控制。

本发明提供了一种电机磁极相位角的检测方法，应用于处理器，包括控制电机中的任一磁极与电机的u相绕组吸合；记录电机内的光电编码器当前的初始角度值；控制电机的转子沿第一预设方向转动；在接收到光电编码器发出的z信号时，记录光电编码器当前的终止角度值；将终止角度值减去初始角度值的差值作为第一电机磁极相位角。

可见，本发明中处理器可以首先控制电机中的任一磁极与电机的u相绕组吸合，并记录下此时的光电编码器的初始角度值，然后控制电机的转子沿第一预设方向转动，在接收到光电编码器发出的z信号时，记录光电编码器当前的终止角度值，终止角度值减去初始角度值的差值即为该磁极从u相开始转动，直至接收到z信号时停止转动所产生的相位角度，也即电机磁极相位角，本发明中可以通过处理器自动地测量电机磁极相位角，仅需简单几个步骤，可以在短时间内迅速测量出第一电机磁极相位角，一方面节省了人力成本，另一方面测量时间较短，工作效率较高。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，电机的极对数大于1；

则将终止角度值减去初始角度值的差值作为第一电机磁极相位角之后，该检测方法还包括：

控制电机按照第一预设方向的反方向转动第一电机磁极相位角；

控制电机内的转子沿第二预设方向转动度，其中，n为电机的极对数，以便控制与上次检测的磁极相邻的磁极与u相绕组吸合；

记录电机内的光电编码器当前的初始角度值；

控制电机的转子沿第一预设方向转动；

在接收到光电编码器发出的z信号时，记录光电编码器当前的终止角度值；

将终止角度值减去初始角度值的差值作为第二电机磁极相位角；

判断电机磁极相位角的数目是否等于n；

若是，则计算其中，θ为最终电机磁极相位角，x为所有的电机磁极相位角的和；

否则返回步骤：控制电机按照第一预设方向的反方向转动第一电机磁极相位角。

具体的，在电机的极对数大于1的情况下，在本发明实施例中，还可以在确定出第一电机磁极相位角之后，控制电机沿第一预设方向的反方向旋转第一电机磁极相位角，此种情况下，电机转子便可以回到初始时刻的磁极与u相绕组吸合的位置，便于后续步骤的执行。

具体的，在回到初始位置后，便可以控制电机转子沿第二预设方向旋转度，例如当电机的极对数n为2时，便控制电机旋转180°，此种情况下，便可使得上一时刻与u相吸合的磁极相邻的磁极，在当前时刻与u相吸合，然后再后续步骤中，再次记录当前的初始角度值，接着控制电机转子沿第一预设方向旋转，并在接收到z信号时记录光电编码器当前的终止角度值，然后将本次的终止角度值减去初始角度值，便可以得到第二电机磁极相位角，本次得到的第二电机磁极相位角可以视为另一个磁极的电机磁极相位角，本次所测量的磁极，与上一次所测量的磁极相邻。

其中，第二预设方向同样可以为逆时针或者是顺时针，可以根据需求进行自主设定，本发明实施例在此不做限定。

具体的，在测得第二电机磁极相位角后，可以判断电机磁极相位角的数目是否等于n，这里所说的电机磁极相位角指的是测得的所有电机磁极相位角，可以包括第一电机磁极相位角以及第二电机磁极相位角，以及在后续过程中测得的电机磁极相位角。

其中，如果电机磁极相位角的数目等于n，则说明已经测量了所有磁极的电机磁极相位角，然后根据公式便可以计算得到平均的电机磁极相位角，如果电机磁极相位角的数目不等于n，则说明还没有测量完所有磁极的电机磁极相位角，便可返回步骤：控制电机按照第一预设方向的反方向转动第一电机磁极相位角，继续测量下一个磁极的电机磁极相位角，直至电机磁极相位角的数目等于n为止。

其中，这里之所以要计算平均的电机磁极相位角，是考虑到在多极对的电机中，虽然每个磁极之间的角度都是预先规定好的，但是难免存在偏差，例如在四极对的电机中，每两个相邻磁极间的相位角度应该是90°，但是由于做工等方面的原因，该角度可以存在偏差，在此种情况下，如果只测量任一磁极的电机磁极相位角作为判断磁极位置的依据，那么确定出的位置仅仅能保证最初测量的该磁极的位置是精准的，而其他磁极的位置可能由于误差的存在，而出现较大的偏差，例如在两极对的电机中，若电机磁极相位角a是没有经过平均处理的电机磁极相位角，即任一磁极的电机磁极相位角，那么在确定磁极位置时，当接收到z信号时，u相相差a角度的位置便是磁极的位置，但是由于本身的误差的存在，此时若仅仅使用a+180°作为另一个磁极的位置，显然是可能存在较大误差的，但是在这种情况下，若电机磁极相位角是测量了所有磁极的电机磁极相位角，并经过平均之后的电机磁极相位角b，那么当接收到z信号时，u相相差b角度的位置便是磁极的位置，虽然这个位置并不能保证是绝对精准的，但是误差是比较小的，且便指的是相邻磁极与u相绕组的夹角，由于b是经过平均处理的，最终得到的所有磁极的位置的误差便被缩小了，便于对电机进行控制。

作为一种优选的实施例，若是，则计算之后，该检测方法还包括：

将θ写入存储器，以便处理器调取使用。

具体的，将θ写入存储器中，便于处理器在控制电机的时候调取使用。

作为一种优选的实施例，存储器为eeprom(electricallyerasableprogrammablereadonlymemory，带电可擦可编程只读存储器)。

具体的，eeprom具有体积小、价格低以及数据不已丢失的优点。

当然，除了eeprom外，存储器还可以为其他类型，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，第一预设方向为逆时针方向。

逆时针可以方便电机的控制，当然，第一预设方向还可以为顺时针，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，控制电机的转子沿第一预设方向转动具体为：

控制电机的转子以100rpm的速度沿第一预设方向转动。

具体的，100rom有利于控制电机转子稳定的旋转，便于精准的控制电机到达预设的位置，有利于提升最终的电机磁极相位角的准确性。

当然，除了100rpm外，还可以控制电机转子以其他的速度旋转，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，控制电机中的任一磁极与电机的u相绕组吸合具体为：

在触发装置被触发后，控制电机中的任一磁极与电机的u相绕组吸合。

具体的，本发明实施例中的测量电机磁极相位角的步骤可以在用户触发预设的触发装置后执行，方便用户的使用。

当然，本发明实施例中的测量电机磁极相位角的步骤还可以有其他类型的触发方式，例如可以为预设程序触发等，本发明实施例在此不做限定。

作为一种优选的实施例，触发装置为触控屏。

具体的，触控屏具有操作方便、智能化程度高以及寿命长等优点。

当然，除了触控屏外，触发装置还可以为其他类型，本发明实施例在此不做限定。

请参考图2，图2为本发明提供的一种电机磁极相位角的检测装置的结构示意图，应用于处理器，包括：

第一控制模块1，用于控制电机中的任一磁极与电机的u相绕组吸合；

第一记录模块2，用于记录电机内的光电编码器当前的初始角度值；

第二控制模块3，用于控制电机的转子沿第一预设方向转动；

第二记录模块4，用于在接收到光电编码器发出的z信号时，记录光电编码器当前的终止角度值；

计算模块5，用于将终止角度值减去初始角度值的差值作为第一电机磁极相位角。

对于本发明实施例提供的电机磁极相位角的检测装置的介绍请参照前述检测方法的实施例，本发明实施例在此不再赘述。

请参考图3，图3为本发明提供的一种电机磁极相位角的检测设备的结构示意图，应用于处理器，包括：

存储器6，用于存储计算机程序；

处理器7，用于执行计算机程序时实现如上任一项电机磁极相位角的检测方法的步骤。

对于本发明实施例提供的电机磁极相位角的检测设备的介绍请参照前述检测方法的实施例，本发明实施例在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。