一种永磁电动机转子位置传感器的开环调试方法和装置与流程

本发明属于电动机调试技术领域，涉及一种永磁电动机转子位置传感器的开环调试方法和装置。

背景技术：

某高压无刷直流电动机系统包含xxx-1400电动机，与xxx-93控制器(以下简称控制器)两大部分。电动机主要由定子、转子、端盖及转子位置传感器构成，并全部浸入燃油中，轴承为石墨轴承，不能在空气中长时间工作。电动机的绕组安装在定子上，采用三相y形绕组，转子表面粘贴有瓦片形稀土永磁体，转子位置传感器采用开关式霍尔磁敏器件。转子与转子位置传感器同轴，控制器对转子位置传感器检测的信号进行逻辑变换后产生脉宽调制pwm信号，经过驱动电路放大至各功率开关管，从而控制电动机的各相绕组按一定顺序工作，在电动机气隙中产生旋转磁场，与转子上的稀土永磁体产生的磁场作用，产生电磁力矩，使电动机旋转，输出机械能。

控制器主要用于电动机转子位置检测、转速采样、闭环控制、软起动、系统监控与各种保护功能等，以实现电动机的稳速运行。针对电动机的稳定驱动系统，控制器的主要原理是采用可编程逻辑器件(cpld)为核心来实现闭环稳速控制。首先，cpld将电动机自身的霍尔转子位置传感信号进行倍频合成处理，以提高转速采样的分辨率，并将该信号进行频/压转换，使速度脉冲信号转换为电压信号，该信号与给定速度信号比较后得到的偏差信号进行pi调节；速度环pi调节后的信号作为电流环的给定，与采样到的电流信号再经过pi调节后输出到专用pwm芯片，由该芯片输出占空比可调的pwm方波，驱动电动机转动，从而实现电动机的稳速运行。上述检测方法使用的仪器仪表较多，线路复杂，准备周期长。

转子位置传感器是永磁电动机的关键部分，其作用是检测转子磁极相对于电枢绕组轴线的相对位置，为逆变电路提供正确的换相信息，即将转子磁钢磁极的位置信号转化成电信号(霍尔定子输出该信号提供给控制器)，然后去控制定子绕组的换相，从而形成气隙中步进式的旋转磁场驱动永磁转子连续不断的旋转。目前，常用的位置传感器主要有：磁敏式位置传感器、电磁式位置传感器、光电式位置传感器、霍尔式位置传感器等，本案中的电动机采用霍尔式位置传感器。一般情况下，此类电动机均可以实现正反转，其霍尔式转子位置传感器在什么位置上才可以保证电动机处于最佳工作点，是工程上必须考虑的问题。在实践中实际上就是沿周向转动霍尔定子，找到符合设计要求的最佳参数之后将该霍尔定子与电动机固定的过程，这个过程即为本案的调试过程(见图1，沿周向的条形孔可以转动件7霍尔端盖，找到最佳位置后，用件1固定螺钉紧固)。

现行的调试方法包含了复杂的电气连接线路、较大量的煤油耗费、产品运输等多余动作，不但周期长，而且存在操作工人劳动强度大、生产现场安全等隐患。

技术实现要素：

本发明的目的

本发明是用获取其它参数的方法并提供一套节能环保型的调试装置来代替上述的闭环调试系统，实现电动机的开环调试，以确定转子位置传感器的最佳工作点。

该套调试装置与传统的闭环调试系统相比较，最大的特点是：以一台功率适中的小型电动机代替庞大的闭环操作系统，可对电动机提供等效的调试结果，在节能环保方面具有现实的意义。

该装置可轻便移动，同时操作程序简便，省去了闭环系统中的操作系统、控制器系统、冷却系统、通风系统等环节，可提高调试效率，减少调试成本，缩短生产周期，减轻操作人员的劳动强度，最重要的是可节省能源，降低噪声。

本发明的技术方案

一种永磁电动机转子位置传感器的开环调试装置，其特征在于，包括拖动机8、对接竖板10、转接盘11、联轴节14、支撑横板15；由对接竖板10和支撑横板件15组成一个“t”形的支架，将拖动机8固定在对接竖板10的左侧面上，拖动机8的轴通过对接竖板10上的孔，伸到对接竖板10的另一端，用来与被调电动机相对接；转接盘11固定在对接竖板件10右侧面上，联轴节14套装并固定在拖动机8的输出轴上。

所述拖动机8包括传动端端盖81及电机轴82，传动端端盖81上有4处均布的安装孔，用4个螺钉9将其固定在对接竖板10上。

所述拖动机8低压、直流、小功率电动机，通过对输入直流电压以及励磁回路可调电阻的调节，可实现变压与弱磁兼顾的宽范围调速，从而满足被拖动电动机转子不同的转速要求。

对接竖板10为板状结构，该板两面均设有定位止口，一边用来固定拖动机，另一边用来固定被调电动机的转接盘，中心部位设有供联轴的通孔；对接竖板10的底部可插入支撑横板件15的槽内。

转接盘11截面为“工”的桶状结构，在两个端面上均设有均布的螺纹孔，大端面对接竖板10对接，小端面与被调试电动机对接。

支撑横板件15为中心部位设有通槽，对接竖板10的底部插入槽内。

对接竖板10与支撑横板件15连接处进行焊接。

联轴节14的左端是外花键，用来与拖动机输出轴部分的内花键相配合，右端为键槽与键被调电动机配合。

一种永磁电动机转子位置传感器的开环调试方法，其特征在于，根据电动机可逆运行的原理，电动机在被驱动的条件下，可以产生反电势,在特定转速下，利用检测到的电动机反电势的大小和波形参数确定电动机的最佳运行参数。

所述传感器为霍尔传感器。

所述波形参数是反电势的频率和幅值。

本发明的有益效果

本发明针对不同的被调电动机，只需配备相应的转接盘和联轴节即可，较易实现生产过程中的快速换型，该装置中的拖动机也可以根据功率、转速需要、接口需要进行更换、调试、改装，实现系列化。易于推广应用，具有较大的实用价值。所确定的调试装置为组合型、便携式，优点是：体积小，重量轻(整套装置总重量为16.96kg)，可分体、可组合，便于操作人员移动。本套调试装置操作方便、省时省力，可使从事航空发电动机调试的操作人员提高工作效率，

附图说明

图1本发明的结构示意图

其中：8-拖动机、9-螺钉、10-对接竖板、11-转接盘、12-螺母、13-顶丝、14-联轴节、15-支撑横板。

图2拖动机的结构图

图3对接竖板的结构图

图4转接盘的结构图

图5联轴节的结构图

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明：

如图1所示，一种永磁电动机转子位置传感器的开环调试装置，包括拖动机8、对接竖板10、转接盘11、联轴节14、支撑横板15；由对接竖板10和支撑横板件15组成一个“t”形的支架，将拖动机8用螺钉9固定在对接竖板10的左侧面上，拖动机8的轴通过对接竖板10上的孔，伸到对接竖板10的另一端，用来与被调电动机相对接；转接盘11用螺母固定在对接竖板件10右侧面上，联轴节14套装用顶丝13固定在拖动机8的输出轴上。

如图2所示，所述拖动机8包括传动端端盖及电机轴，传动端端盖上有4处均布的安装孔，用4个螺钉9将其固定在对接竖板10上。

所述拖动机8低压、直流、小功率电动机，通过对输入直流电压以及励磁回路可调电阻的调节，可实现变压与弱磁兼顾的宽范围调速，从而满足被拖动电动机转子不同的转速要求。

如图3所示，对接竖板10为板状结构，该板两面均设有定位止口，一边用来固定拖动机，另一边用来固定被调电动机的转接盘，中心部位设有供联轴的通孔；对接竖板10的底部可插入支撑横板件15的槽内。

如图4所示，转接盘11截面为“工”的桶状结构，在两个端面上均设有均布的螺纹孔，大端面对接竖板10对接，小端面与被调试电动机对接。

如图5所示，联轴节14的左端是外花键，用来与拖动机输出轴部分的内花键相配合，右端为键槽与键被调电动机配合。

支撑横板件15为中心部位设有通槽，对接竖板10的底部插入槽内。对接竖板10与支撑横板件15连接处进行焊接。

一种永磁电动机转子位置传感器的开环调试方法，根据电动机可逆运行的原理，电动机在被驱动的条件下，可以产生反电势,在特定转速下，利用检测到的电动机反电势的大小和波形参数确定电动机的最佳运行参数，所述波形参数是反电势的频率和幅值，目前采用传感器为霍尔传感器。

操作流程简化效果：

实施本专利的工作流程如下：

第1步：浸泡：领取航空煤油并按设计要求将电动机在航空煤油中浸泡不少于2h；

第2步：线路准备：按图4进行仪器、仪表等电线路的搭接以及本专利装置的准备；

第3步：线路确认：用工艺电动机确认线路的正确性；

第4步：正转调试：起动拖动机，使电动机逆时针方向旋转时，转动端盖(霍尔定子)组件的周向位置，观察示波器的波形变化，记录电动机转速n逆和波形频率、幅值；

第5步：反转调试：起动拖动机，使电动机顺时针方向旋转时，转动端盖(霍尔定子)组件的周向位置，观察示波器的波形变化，记录电动机转速n顺和波形频率、幅值；

第6步：数据确认：上述调试之后，确定电动机正、反转的参数，转速差、波形频率和幅值应符合设计要求。

上述的6步工作流程与原来的11步相比较，不单纯的减少了操作步骤，改变了调试方法、减少了煤油耗费、减少了仪器和仪表及操作工人的劳动强度。同时在环保方面大有裨益。对于该电动机的调试生产过程,若采用传统的闭环调试方式,不但耗费可观,而且周期较长,将会严重影响调试任务的完成；如果使用传统的力矩台运行方式，也需要订制联轴节及转接装置，同样需要可观的经费及较长的周期，同时也会产生较大的能源消耗及噪声等环境问题。