專利名稱：交流伺服系統(tǒng)中交流伺服電機(jī)的自動(dòng)辨識(shí)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電機(jī)控制裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種交流伺服系統(tǒng)中交流伺服電機(jī)的自動(dòng) 辨識(shí)方法，是交流伺服驅(qū)動(dòng)器對(duì)具有復(fù)合式光電編碼器的交流伺服電機(jī)的自動(dòng)辨識(shí)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代傳動(dòng)控制領(lǐng)域交流伺服系統(tǒng)已逐漸取代傳統(tǒng)直流伺服系統(tǒng)，成為運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的 主流執(zhí)行機(jī)構(gòu)。交流伺服系統(tǒng)主要包括交流伺服驅(qū)動(dòng)器和交流伺服電機(jī)，交流伺服電機(jī)一般 配備有復(fù)合式光電編碼器。
由于各電機(jī)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的電機(jī)技術(shù)參數(shù)不一致，致使目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的交流伺服驅(qū)動(dòng) 器均只能適配固定品牌或型號(hào)的交流伺服電機(jī)，即無(wú)法使交流伺服驅(qū)動(dòng)器脫離出來(lái)作為一個(gè) 單獨(dú)的產(chǎn)品，致使交流伺服電機(jī)也無(wú)法成為一個(gè)通用的產(chǎn)品。國(guó)外交流伺服系統(tǒng)廠家一般同 時(shí)生產(chǎn)伺服驅(qū)動(dòng)器與伺服電機(jī)，使二者形成配套，國(guó)內(nèi)由于交流伺服電機(jī)技術(shù)起步較晚，造 成交流伺服電機(jī)品牌較多，每個(gè)品牌函蓋的產(chǎn)品系列都不全的局面。所以交流伺服驅(qū)動(dòng)器只 能適配單一品牌或型號(hào)電機(jī)的局面使交流伺服驅(qū)動(dòng)器和交流伺服電機(jī)都具有很大的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種交流伺服系統(tǒng)中交流伺服電機(jī)的辨識(shí)方法。 本發(fā)明的自動(dòng)辨識(shí)方法包括下列內(nèi)容交流伺服驅(qū)動(dòng)器通過(guò)向電機(jī)輸出指向電氣零點(diǎn)的
電壓矢量，使電機(jī)轉(zhuǎn)子被強(qiáng)制吸合到電氣零點(diǎn)的位置，得到電氣角度o度時(shí)對(duì)應(yīng)的編碼器u、
V、 W信號(hào)編碼值；交流伺服驅(qū)動(dòng)器繼續(xù)輸出旋轉(zhuǎn)電壓矢量帶動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到Z脈沖出現(xiàn)位 置，得到Z脈沖與電氣零點(diǎn)之間的機(jī)械角度值^ ;電機(jī)轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)到下一個(gè)Z脈沖出現(xiàn)的位 置，得到編碼器旋轉(zhuǎn)一周的脈沖總數(shù)^;在電機(jī)旋轉(zhuǎn)兩次出現(xiàn)Z脈沖的過(guò)程中，得到編碼器 U、 V、 W信號(hào)編碼組合規(guī)則和編碼組合的重復(fù)次數(shù)"；
再根據(jù)復(fù)合式光電編碼器的特點(diǎn)按照下列公式計(jì)算出
電機(jī)的極對(duì)數(shù) ^^=";
編碼器的線數(shù)
編碼器z脈沖與電機(jī)電氣零點(diǎn)之間的電氣角度 6 =,
由編碼組合規(guī)則得到編碼器U、 V、 W信號(hào)與電機(jī)電氣角度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，完成自動(dòng)辨識(shí)過(guò)本發(fā)明的交流伺服驅(qū)動(dòng)器帶動(dòng)交流伺服電機(jī)開(kāi)環(huán)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過(guò)程中交流伺服驅(qū)動(dòng)器讀取 復(fù)合式光電編碼器信息，然后通過(guò)讀取的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算交流伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)交流伺服電機(jī)所需 的參數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)交流伺服電機(jī)的控制。采用本發(fā)明，可以使交流伺服驅(qū)動(dòng)器和交流伺服 電機(jī)成為兩個(gè)獨(dú)立的產(chǎn)品，交流伺服驅(qū)動(dòng)器可以在功率允許范圍內(nèi)適配任何具有復(fù)合式光電 編碼器的交流伺服電機(jī)，拓展了交流伺服驅(qū)動(dòng)器和交流伺服電機(jī)的適用范圍。


圖l是本發(fā)明的實(shí)施例用電機(jī)配備的復(fù)合式光電編碼器碼盤示意圖
圖2是本發(fā)明的編碼器旋轉(zhuǎn)一周輸出信號(hào)波形示意圖
圖3是本發(fā)明的編碼器U、 V、 W信號(hào)輸出與電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)關(guān)系示意圖
圖4是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電壓矢量示意圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。 圖l是本發(fā)明的實(shí)施例用電機(jī)配備的復(fù)合式光電編碼器碼盤示意圖。 圖2是本發(fā)明的編碼器旋轉(zhuǎn)一周輸出信號(hào)波形示意圖。
從圖中可以看出，本發(fā)明實(shí)施例采用的交流伺服電機(jī)的復(fù)合式光電編碼器輸出的信號(hào)有 A、 B、 Z、 U、 V、 W，其中A、 B信號(hào)為正交脈沖；U、 V、 W信號(hào)分別對(duì)應(yīng)于電機(jī)的三個(gè)電氣相 位相差120度的電氣區(qū)間，每個(gè)區(qū)間的電氣角度為180度，即U、 V、 W信號(hào)的二進(jìn)制脈沖編碼 (1 6)對(duì)應(yīng)6個(gè)相差60度的電氣區(qū)間，編碼規(guī)則與編碼器生產(chǎn)廠家和電機(jī)廠家的安裝方式 有關(guān)。
圖3是本發(fā)明的編碼器U、 V、 W信號(hào)輸出與電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)關(guān)系示意圖。 編碼器旋轉(zhuǎn)一周，Z脈沖信號(hào)輸出一次；對(duì)應(yīng)于電機(jī)的極對(duì)數(shù)Wp， U、 V、 W信號(hào)的脈沖 編碼重復(fù)輸出W"欠；A、 B脈沖經(jīng)過(guò)四倍頻電路后其數(shù)量對(duì)應(yīng)于編碼器的線數(shù)Ws的四倍4^^
交流伺服驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)對(duì)具有復(fù)合式光電編碼器的交流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)需要的參數(shù)有① 電機(jī)的極對(duì)數(shù);②編碼器的線數(shù);③編碼器Z脈沖與電機(jī)電氣零點(diǎn)之間的電氣角度^ ;④用于電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置檢測(cè)的U、 V、 W信號(hào)與電機(jī)電氣角度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
圖4是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)電壓矢量示意圖。交流伺服驅(qū)動(dòng)器通過(guò)向交流伺服電機(jī)輸出指向電 氣零點(diǎn)的電壓矢量，使電機(jī)轉(zhuǎn)子被強(qiáng)制吸合到電氣零點(diǎn)的位置，記錄此位置U、 V、 W信號(hào)的 組合編碼^5^1 = 5 ，交流伺服驅(qū)動(dòng)器以此位置為電氣角度零點(diǎn)輸出旋轉(zhuǎn)電壓矢量帶動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中交流伺服驅(qū)動(dòng)器記錄來(lái)自復(fù)合式光電編碼器的A、 B正交脈沖，當(dāng) 交流伺服驅(qū)動(dòng)器第一次接收到編碼器的Z脈沖信號(hào)時(shí)，將此時(shí)累計(jì)的A、 8正交脈沖"1= 41。 記錄，同時(shí)將累計(jì)的A、 B正交脈沖清零，重新開(kāi)始累計(jì)；電機(jī)轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過(guò)程中記 錄U、 V、 W信號(hào)的組合編碼，當(dāng)交流伺服驅(qū)動(dòng)器第二次接收到編碼器的Z脈沖信號(hào)時(shí)，將此時(shí) 累計(jì)的A、 8正交脈沖"2 = 1440; U、 V、沐信號(hào)的組合編碼出現(xiàn)的個(gè)數(shù)"3 = 12以及排列順序 記錄下來(lái)。
電機(jī)的極對(duì)數(shù) A^ = w/e=2 ;
編碼器的線數(shù) ' ；
編碼器Z脈沖與電機(jī)電氣零點(diǎn)之間的電氣角度^(^^"6『77^2『電角度；其 中^以36(T為周期；
編碼器U、 V、 W信號(hào)編碼^^^z5為電氣零點(diǎn)，根據(jù)電機(jī)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中記錄下來(lái)編碼出現(xiàn) 順序5、 1、 3、 2、 6、 4，可以依次計(jì)算出U、 V、 W信號(hào)6個(gè)編碼所對(duì)應(yīng)的電氣角度，g卩5 對(duì)應(yīng)330° 30° ， 1對(duì)應(yīng)30° 90° ， 3對(duì)應(yīng)90° 150° ， 2對(duì)應(yīng)15(T 210° ， 6對(duì)應(yīng)210 ° 270° ， 4對(duì)應(yīng)27(T 330° 。
電機(jī)自動(dòng)辨識(shí)方法的優(yōu)越性主要體現(xiàn)交流伺服驅(qū)動(dòng)器可以對(duì)任意具有復(fù)合式光電編碼器 的交流伺服電機(jī)進(jìn)行辨識(shí)，辨識(shí)后即可與交流伺服電機(jī)構(gòu)成交流伺服系統(tǒng)，使交流伺服驅(qū)動(dòng) 器和交流伺服電機(jī)可以不受生產(chǎn)廠家技術(shù)參數(shù)的影響，較好的擴(kuò)大了二者的適用范圍。
權(quán)利要求
1.一種交流伺服系統(tǒng)中交流伺服電機(jī)自動(dòng)辨識(shí)方法，其特征是所述的自動(dòng)辨識(shí)方法包括下列內(nèi)容交流伺服驅(qū)動(dòng)器通過(guò)向電機(jī)輸出指向電氣零點(diǎn)的電壓矢量，使電機(jī)轉(zhuǎn)子被強(qiáng)制吸合到電氣零點(diǎn)的位置，得到電氣角度0度時(shí)對(duì)應(yīng)的編碼器U、V、W信號(hào)編碼；交流伺服驅(qū)動(dòng)器繼續(xù)輸出旋轉(zhuǎn)電壓矢量帶動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到Z脈沖出現(xiàn)位置，得到Z脈沖與電氣零點(diǎn)之間的機(jī)械角度值ψ；電機(jī)轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)到下一個(gè)Z脈沖出現(xiàn)的位置，得到編碼器旋轉(zhuǎn)一周的脈沖總數(shù)PE；在電機(jī)旋轉(zhuǎn)兩次出現(xiàn)Z脈沖的過(guò)程中，得到編碼器U、V、W信號(hào)編碼規(guī)則和編碼的重復(fù)次數(shù)n；再根據(jù)復(fù)合式光電編碼器的特點(diǎn)按照下列公式計(jì)算出電機(jī)的極對(duì)數(shù)NP＝n；編碼器的線數(shù)Ne＝PE/4；編碼器Z脈沖與電機(jī)電氣零點(diǎn)之間的電氣角度θ＝ψ*NP；由編碼器U、V、W信號(hào)編碼規(guī)則得到編碼器U、V、W信號(hào)與電機(jī)電氣角度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，完成自動(dòng)辨識(shí)過(guò)程。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種交流伺服系統(tǒng)中交流伺服電機(jī)的辨識(shí)方法。本發(fā)明的自動(dòng)辨識(shí)方法是，交流伺服驅(qū)動(dòng)器帶動(dòng)交流伺服電機(jī)開(kāi)環(huán)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過(guò)程中交流伺服驅(qū)動(dòng)器讀取復(fù)合式光電編碼器信息，然后通過(guò)讀取的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算交流伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)交流伺服電機(jī)所需的參數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)交流伺服電機(jī)的控制。采用本發(fā)明，可以使交流伺服驅(qū)動(dòng)器和交流伺服電機(jī)成為兩個(gè)獨(dú)立的產(chǎn)品，交流伺服驅(qū)動(dòng)器可以在功率允許范圍內(nèi)適配任何具有復(fù)合式光電編碼器的交流伺服電機(jī)，拓展了交流伺服驅(qū)動(dòng)器和交流伺服電機(jī)的適用范圍。
文檔編號(hào)H02P21/14GK101621274SQ20091030377
公開(kāi)日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2009年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月29日
發(fā)明者旭 周, 勇 李, 凱 楊, 石航飛, 陳志錦 申請(qǐng)人:中國(guó)兵器工業(yè)第五八研究所